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Solvability of transversally elliptic differential operators on nilpotent Lie groups. (English) Zbl 0609.35086

Sei G eine homogene Gruppe, sei \({\mathfrak g}\) die Liealgebra von G und sei \(L=\sum^{m}_{j=1}L_ j\) ein linksinvarianter Differentialoperator auf G, wobei die Operatoren \(L_ j\) homogen vom Grade j sind. Kriterien für die lokale Auflösbarkeit homogener Operatoren \(L=L_ m\) wurden in der Literatur mehrfach angegeben (siehe z.B. the first author [Trans. Am. Math. Soc. 280, 53-72 (1983; Zbl 0526.22009)], the authors [Acta Math. 147, 265-288 (1981; Zbl 0486.22006)], P. Lévy-Bruhl [C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I. 292, 197-200 (1981; Zbl 0461.35015)], the second author [Proc. Am. Math. Soc. 74, 383-388 (1979; Zbl 0413.58021)], the second author and D. S. Tartakoff [Commun. Partial Differ. Equations 6, 625-650 (1981; Zbl 0477.58032)]). In der vorliegenden Arbeit studieren die Autoren nun den Fall eines nichthomogenen Operators L. Sie nehmen dabei an, daß G nilpotent von der Klasse 2 ist; d.h. \({\mathfrak g}={\mathfrak g}_ 1\oplus {\mathfrak g}_ 2\) mit \({\mathfrak g}_ 2=[{\mathfrak g},{\mathfrak g}]=[{\mathfrak g}_ 1,{\mathfrak g}_ 1]\). Der Operator L heißt transversal-elliptisch, wenn \(\sigma (L_ m)\neq 0\) ist für alle nichttrivialen eindimensionalen unitären Darstellungen \(\sigma\) von G.
Die Autoren zeigen, daß die Bedingung \(Kern(L^ t)\cap L^ 2(G)=\{0\}\) notwendig ist für die lokale Auflösbarkeit eines transversal-elliptischen Operators L. Diese Bedingung ist aber auch hinreichend, falls G vom Typ (H) ist, d.h. falls die Bilinearform \(B_{\eta}(X,Y):=\eta ([X,Y])\) auf \({\mathfrak g}_ 1\) nichtausgeartet ist für alle \(\eta\in {\mathfrak g}^*_ 2\setminus \{0\}\). Ferner wird gezeigt, daß L in diesem Falle sogar eine Fundamentallösung besitzt. Schließlich diskutieren die Autoren noch Möglichkeiten und Grenzen der Erweiterung ihrer Resultate auf Gruppen höherer Nilpotenzklasse.
Reviewer: R.Felix

MSC:

35S05 Pseudodifferential operators as generalizations of partial differential operators
35A07 Local existence and uniqueness theorems (PDE) (MSC2000)
22E30 Analysis on real and complex Lie groups
35J99 Elliptic equations and elliptic systems
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