In this thesis we study boundary value problems for the Laplace equation on do mains with smooth boundary. Central to our analysis is a relation, known as the global relation, that couples the boundary data for a given BVP. Previously, the global re lation has primarily been applied to elliptic PDEs defined on polygonal domains. In this thesis we extend the use of the global relation to domains with smooth boundary. This is done by introducing a new transform, denoted by F_p, that is an analogue of the Fourier transform on smooth convex curves. We show that the F_p-transform is a bounded and invertible integral operator. Following this, we show that the F_p-transform naturally arises in the global relation for the Laplace equation on domains with smooth boundary. Using properties of the F_p-transform, we show that the global relation defines a continuously invertible map between the Dirichlet and Neumann data for a given BVP for the Laplace equation. Following this, we construct a numerical method that uses the global relation to find the Neumann data, given the Dirichlet data, for a given BVP for the Laplace equation on a domain with smooth boundary.

L'équation de Weinstein est une équation régissant les Potentiels à Symétrie Axiale (PSA) qui est $L_m[u]=Delta u+(m/x)partial_x u=0$, $minmathbb{C}$. On généralise des résultats connus pour $min mathbb{R}$ au cas $minmathbb{C}$. On donne des expressions de solutions fondamentales des opérateurs $L_m[u]$ et leurs estimations, on démontre une formule de Green pour les PSA dans le demi-plan droit $mathbb{H}^+$ pour Re $m< 1$. On prouve un nouveau théorème de décomposition des PSA dans des anneaux quelconques pour $minmathbb{C}$ et dans une géométrie annulaire particulière utilisant les coordonnées bipolaires, on prouve qu'une famille de solutions des PSA en termes de fonctions de Legendre Associées de 1re et 2de espèce est complète, on montre lorsque $min mathbb{R}$ que celle-ci est une base de Riesz.Dans la 2e partie, par une méthode qui est due à A. S. Fokas, on donne des formules des PSA dans un disque de $mathbb{H}^+$, avec $minmathbb{Z}$. Ces représentations sont obtenues par la résolution d'un problème de Riemann-Hilbert sur $mathbb{C}$ ou sur une surface de Riemann à deux feuillets.Dans la 3e partie, on étudie les fonctions pseudo-holomorphes, {it i. e.} les solutions de l'équation $overline{partial} w=alphaoverline{w}$, $alphain L^r$, $2leq r<infty$. Une nouvelle extension de la régularité du principe de similarité et une réciproque de celui-ci qui conduit à un paramétrage analytique de ces fonctions dans le cas critique $r=2$ ont été obtenues. On résoud un problème de Dirichlet à données $L^p$ pondérées sur des domaines lisses pour des équations du type conductivité à coefficient dont le log appartient à l'espace de Sobolev $W^{1,2}$. / The Weinstein equation with complex coefficients is the equation governing axisymmetric potentials (PSA) which can be written as $L_m[u]=Delta u+left(m/xright)partial_x u =0$, where $minmathbb{C}$. We generalize results known for $minmathbb{R}$ to $minmathbb{C}$. We give explicit expressions of fundamental solutions for Weinstein operators and their estimates near singularities, then we prove a Green's formula for PSA in the right half-plane $mathbb{H}^+$ for Re $m<1$. We establish a new decomposition theorem for the PSA in any annular domains for $minmathbb{C}$. In particular, using bipolar coordinates, we prove for annuli that a family of solutions for PSA equation in terms of associated Legendre functions of first and second kind is complete. For $minmathbb{R}$, we show that this family is even a Riesz basis in some non-concentric circular annulus. In the second part, basing on a method due to A. S. Fokas, we give formulas for PSA in a circular domain of $mathbb{H}^+$ when $m$ is an integer. These representations are obtained by solving a Riemann-Hilbert problem on the complex plane or on a Riemann surface with two sheets according to the parity of $m$.In the last part, we study the pseudo-holomorphic functions, i.e. solutions of the complex equation $overline{partial} w=alpha overline{w}$, with $alphain L^r$, $2leq r<infty$. We extend the Bers similarity principle and a converse of this principle to the critical regularity case $r=2$. We establish well-posedness of Dirichlet problem in smooth domains with weighted $L^p$ boundary data for 2-D isotropic conductivity equations whose coefficients have logarithm in the Sobolev space $W^{1,2}$.

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