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An upper gradient approach to weakly differentiable cochains

Kai Rajala

a,1 , Stefan Wenger b,?,2 a b Université de Fribourg, Mathématiques, Ch. du Musée 23, 1700 Fribourg, Switzerland

Abstract

The aim of the present paper is to define a notion of weakly differentiable cochain in the generality of metric measure spaces

and to study basic properties of such cochains. Our cochains are (sub)additive functionals on a subspace of chains, and a suitable

notion of chains in metric spaces is given by Ambrosio-Kirchheim"s theory of metric currents. The notion of weak differentiability

we introduce is in analogy with Heinonen-Koskela"s concept of upper gradients of functions. In one of the main results of our

paper, we prove continuity estimates for cochains withp-integrable upper gradient inn-dimensional Lie groups endowed with a

left-invariant Finsler metric. Our result generalizes the well-known Morrey-Sobolev inequality for Sobolev functions. Finally, we

prove several results relating capacity and modulus to Hausdorff dimension.

Résumé

On propose une définition de cochaine faiblement différentiable dans un espace métrique mesuré et on étudie ses propriétés.

Dans cet article, une cochaine est une fonction (sous-)additive définie sur un sous-espace de l"espace des courants métriques

au sens de Ambrosio-Kirchheim. La notion de différentiabilité faible introduite est analogue au concept de gradient supérieur

d"une fonction introduit par Heinonen-Koskela. Un des résultats essentiels de cet article établit la continuité d"une cochaine avec

gradient supérieurp-intégrable dans un groupe de Lie muni d"une métrique finslérienne invariante à gauche. Ce résultat généralise

l"inégalité de Morrey-Sobolev pour des fonctions d"un espace de Sobolev. De plus, on établit des résultats qui relient la capacité

et le module à la dimension de Hausdorff.

MSC:49Q15; 46E35; 53C65; 49J52; 30L99

Keywords:Cochains; Metric currents; Upper gradients; Continuity estimates

Corresponding author.

E-mail addresses:kai.i.rajala@jyu.fi(K. Rajala),stefan.wenger@unifr.ch(S. Wenger). 1

Supported by the Academy of Finland.

2 Supported by US National Science Foundation Grants DMS-1056263 and DMS-0956374. 1

Published in -RXUQDOGH0DWKpPDWLTXHV3XUHVHW

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