Существует один очень простой подход. Заодно получим соотношения на параметры
Пусть у нас есть оценка
![$\|u\|_p \leqslant C(\|u\|_q + \|\nabla u\|_r )$ $\|u\|_p \leqslant C(\|u\|_q + \|\nabla u\|_r )$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/c/a/4cafc4392c571bc48ecd64361743873782.png)
Пусть
![$v(x)$ $v(x)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/3/b/43b291e51d9ec0324a2f6648d60de89a82.png)
- гладкая финитная функция. Положим
![$u(x) = v(\lambda x)$ $u(x) = v(\lambda x)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/8/2/18245e9c2baaa6bb1d1e7ef5f4070d1382.png)
. Тогда
![$\frac {\|v\|_p}{\lambda^{n/p}} \leqslant C(\frac {\|u\|_q}{\lambda^{n/q}} + \frac {\|\nabla u\|_r }{\lambda^{(n-r)/r}})$ $\frac {\|v\|_p}{\lambda^{n/p}} \leqslant C(\frac {\|u\|_q}{\lambda^{n/q}} + \frac {\|\nabla u\|_r }{\lambda^{(n-r)/r}})$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/2/f/42fd194f82fb1716ce22f445e0ea268d82.png)
Или
![$\|v\|_p \leqslant C \lambda^{-n/p} \left ( \frac {\|v\|_q}{\lambda^{n/q}} + \frac {\|\nabla v\|_r }{\lambda^{(n-r)/r}} \right ) $ $\|v\|_p \leqslant C \lambda^{-n/p} \left ( \frac {\|v\|_q}{\lambda^{n/q}} + \frac {\|\nabla v\|_r }{\lambda^{(n-r)/r}} \right ) $](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/4/3/e4314f87bbbab4983fc38855cd55ef3e82.png)
В силу произвольности
![$\lambda$ $\lambda$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/d/8/fd8be73b54f5436a5cd2e73ba9b6bfa982.png)
должны выполнятся либо
![$\frac{1}{q } \leqslant \frac{1}{p} \leqslant \frac{1}{r} - \frac{1}{n}$ $\frac{1}{q } \leqslant \frac{1}{p} \leqslant \frac{1}{r} - \frac{1}{n}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/e/2fe3f92e08fac077d49b61b1a6c627c682.png)
либо
![$\frac{1}{r} - \frac{1}{n} \leqslant \frac{1}{p} \leqslant \frac{1}{q }$ $\frac{1}{r} - \frac{1}{n} \leqslant \frac{1}{p} \leqslant \frac{1}{q }$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/4/8/748fbd694af31c29722a1f8e4d9f948a82.png)
После этого достаточно найти минимум правой части по
![$\lambda$ $\lambda$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/d/8/fd8be73b54f5436a5cd2e73ba9b6bfa982.png)
.
Для более высоких производных рассуждения абсолютно аналогичны.
А вообще, как оказывается, существует один простой подход, позволяющий единообразно (!) получать неравенства Харди, Карлсона и мультипликативные неравенства в анизотропных пространствах Соболева.
(я там в формулах пару опечаток поправил)