RESEARCH IN RESIDENCE
An extremal problem in Fourier analysis
Un problème extrême dans l’analyse de Fourier
1 – 12 December, 2025
Participants
Andriy Bondarenko (Norwegian University of Science and Technology)
Joaquim Ortega-Cerda (University of Barcelona)
Danylo Radchenko (Université de Lille)
Kristian Seip (Norwegian University of Science and Technology)
In 1993, Hörmander and Bernhardsson studied the following extremal problem: among all integrable functions in R with integral one, that are bandlimited (i.e. the support of its Fourier transform is contained in [−π, π]), what is the maximal value that |f(0)| can achieve?
This constant appears naturally in several approximation problems. Hörmander and Bernhadsson found a remarkably precise approximation to its value, and their work suggested several interesting properties of the extremal function. We plan to carry out a careful study of this extremal function, to verify these properties and in fact establish more precise results. In particular, knowledge of the asymptotic distribution of its zeros is expected to yield a remarkable degree of smoothness of the Fourier transform of the extremal function on the closed interval [−π, π]. Further studies will investigate the properties of the Lp counterparts to this extremal function for p≠1, 2.
En 1993, Hörmander et Bernhardsson ont étudié le problème extrémal suivant : parmi toutes les fonctions intégrables sur R dont l’intégrale vaut un, et qui sont limitées en bande (c’est-à-dire dont le support de la transformée de Fourier est contenu dans [−π, π]), quelle est la valeur maximale que |f(0)| peut atteindre ? Cette constante apparaît naturellement dans plusieurs problèmes d’approximation. Hörmander et Bernhardsson ont trouvé une approximation remarquablement précise de sa valeur, et leur travail a suggéré plusieurs propriétés intéressantes de la fonction extrémale. Nous prévoyons d’entreprendre une étude approfondie de cette fonction extrémale afin de vérifier ces propriétés et, en fait, d’établir des résultats plus précis. En particulier, la connaissance de la distribution asymptotique de ses zéros devrait révéler un degré remarquable de régularité de la transformée de Fourier de la fonction extrémale sur l’intervalle fermé [−π, π]. Des études ultérieures examineront les propriétés des contreparties Lp de cette fonction extrémale pour p≠1, 2.
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