Florian Fischer

• The dissertation deals with a central inequality of non-linear potential theory, the Hardy inequality. It states that the non-linear energy functional can be estimated from below by a pth power of a weighted p-norm, p>1. The energy functional consists of a divergence part and an arbitrary potential part. Locally summable infinite graphs were chosen as the underlying space. Previous publications on Hardy inequalities on graphs have mainly considered the special case p=2, or locally finite graphs without a potential part. Two fundamental questions now arise quite naturally: For which graphs is there a Hardy inequality at all? And, if it exists, is there a way to obtain an optimal weight? Answers to these questions are given in Theorem 10.1 and Theorem 12.1. Theorem 10.1 gives a number of characterizations; among others, there is a Hardy inequality on a graph if and only if there is a Green's function. Theorem 12.1 gives an explicit formula to compute optimal Hardy weights for locally finite graphs under some additional technicalThe dissertation deals with a central inequality of non-linear potential theory, the Hardy inequality. It states that the non-linear energy functional can be estimated from below by a pth power of a weighted p-norm, p>1. The energy functional consists of a divergence part and an arbitrary potential part. Locally summable infinite graphs were chosen as the underlying space. Previous publications on Hardy inequalities on graphs have mainly considered the special case p=2, or locally finite graphs without a potential part. Two fundamental questions now arise quite naturally: For which graphs is there a Hardy inequality at all? And, if it exists, is there a way to obtain an optimal weight? Answers to these questions are given in Theorem 10.1 and Theorem 12.1. Theorem 10.1 gives a number of characterizations; among others, there is a Hardy inequality on a graph if and only if there is a Green's function. Theorem 12.1 gives an explicit formula to compute optimal Hardy weights for locally finite graphs under some additional technical assumptions. Examples show that Green's functions are good candidates to be used in the formula. Emphasis is also placed on illustrating the theory with examples. The focus is on natural numbers, Euclidean lattices, trees and star graphs. Finally, a non-linear version of the Heisenberg uncertainty principle and a Rellich inequality are derived from the Hardy inequality.…
• Die Dissertation befasst sich mit einer zentralen Ungleichung der nicht-linearen Potentialtheorie, der Hardy-Ungleichung. Sie besagt, dass das nicht-lineare Energiefunktional von unten durch eine p-te Potenz einer gewichteten p-Norm abgeschätzt werden kann, p>1. Das Energiefunktional besteht dabei aus einem Divergenz- und einem beliebigen Potentialteil. Als zugrundeliegender Raum wurden hier lokal summierbare unendliche Graphen gewählt. Bisherige Veröffentlichungen zu Hardy-Ungleichungen auf Graphen haben vor allem den Spezialfall p=2 betrachtet, oder lokal endliche Graphen ohne Potentialteil. Zwei grundlegende Fragestellungen ergeben sich nun ganz natürlich: Für welche Graphen gibt überhaupt es eine Hardy-Ungleichung? Und, wenn es sie gibt, gibt es einen Weg um ein optimales Gewicht zu erhalten? Antworten auf diese Fragen werden in Theorem 10.1 und Theorem 12.1 gegeben. Theorem 10.1 gibt eine Reihe an Charakterisierungen an; unter anderem gibt es eine Hardy-Ungleichung auf einem Graphen genau dann, wenn es eine GreenscheDie Dissertation befasst sich mit einer zentralen Ungleichung der nicht-linearen Potentialtheorie, der Hardy-Ungleichung. Sie besagt, dass das nicht-lineare Energiefunktional von unten durch eine p-te Potenz einer gewichteten p-Norm abgeschätzt werden kann, p>1. Das Energiefunktional besteht dabei aus einem Divergenz- und einem beliebigen Potentialteil. Als zugrundeliegender Raum wurden hier lokal summierbare unendliche Graphen gewählt. Bisherige Veröffentlichungen zu Hardy-Ungleichungen auf Graphen haben vor allem den Spezialfall p=2 betrachtet, oder lokal endliche Graphen ohne Potentialteil. Zwei grundlegende Fragestellungen ergeben sich nun ganz natürlich: Für welche Graphen gibt überhaupt es eine Hardy-Ungleichung? Und, wenn es sie gibt, gibt es einen Weg um ein optimales Gewicht zu erhalten? Antworten auf diese Fragen werden in Theorem 10.1 und Theorem 12.1 gegeben. Theorem 10.1 gibt eine Reihe an Charakterisierungen an; unter anderem gibt es eine Hardy-Ungleichung auf einem Graphen genau dann, wenn es eine Greensche Funktion gibt. Theorem 12.1 gibt eine explizite Formel an, um optimale Hardy-Gewichte für lokal endliche Graphen unter einigen technischen Zusatzannahmen zu berechnen. In Beispielen wird gezeigt, dass Greensche Funktionen gute Kandidaten sind um in die Formel eingesetzt zu werden. Um diese beiden Theoreme beweisen zu können, müssen eine Vielzahl an Techniken erarbeitet werden, welche in den ersten Kapiteln behandelt werden. Dabei sind eine Verallgemeinerung der Grundzustandstransformation (Theorem 4.1), ein Agmon-Allegretto-Piepenbrink-artiges Resultat (Theorem 6.1) und das Vergleichsprinzip (Proposition 7.3) besonders hervorzuheben, da diese Resultate sehr häufig angewendet werden und somit das Fundament der Dissertation bilden. Es wird zudem darauf Wert gelegt die Theorie durch Beispiele zu veranschaulichen. Hierbei wird der Fokus auf die natürlichen Zahlen, Euklidische Gitter, Bäume und Sterne gelegt. Als Abschluss werden noch eine nicht-lineare Version der Heisenbergschen Unschärferelation und eine Rellich-Ungleichung aus der Hardy-Ungleichung geschlussfolgert.…