On va utiliser des coordonnées de Gauß:
Preuve:
Soit f une fonction de périodique
sur , on pose:
On paramètre de telle sorte que
soit solution d'énergie nulle des équations de Hamilton pour :
Soit défini par:
Si on paramètre par s, on a:
On pose donc:
On a alors:
Regardons la deuxième équation canonique que l'on doit vérifier pour que soit géodésique d'Agmon pour le potentiel V:
On a:
D'autre part:
Le long de , l'équation (26) équivaut donc à:
L'équation (27) entraine:
le long de . Réciproquement si est parallèle à , alors en faisant le produit scalaire de (27) avec on obtient:
soit:
qui est clairement vérifiée.
Donc est une géodésique pour la distance d'Agmon associée à W si et seulement si est tangent à le long de .
On observe maintenant que la distance d'Agmon d(x,P ) de x au puits P (pour W) est une fonction dont le gradient est tangent aux géodésiques d'Agmon issues de P . Soit un voisinage du puits P sur lequel d(x,P ) est (analytique en fait), on prendra pour une boule de rayon pour la distance d'Agmon induite par W. Soit alors g une fonction de telle que:
Si on pose:
sur , alors f se prolonge en une fonction et périodique dont le gradient est parallèle aux géodésiques issues de P . On remarque que les géodésiques d'Agmon pour V et W issues de P sont identiques. Comme est minimale pour W, elle le reste pour V. En effet, la V-longueur d'Agmon d'une géodésique issue de P de W-longueur d'Agmon l est:
L'ensemble des géodésiques minimales n'est donc pas modifié.
Montrons qu'on peut choisir g pour que l'intégrale de (24) ne soit pas un multiple de . On note L la longueur euclidienne de de sorte que l'intégrale de (24) s'écrit pour W
et devient pour V :
puisque le support géométrique de la géodésique reste identique. Rappelons que:
On en déduit les inégalités suivantes dans un voisinage du puits P:
avec égalité si et seulement si f=1. Comme la courbure est non plate au puits, il existe (assez petit) tel que garde un signe constant sur l'intervalle , pour fixer les idées on supposera que . Quitte à diminuer ou , on peut aussi supposer que . On a alors:
avec égalité si et seulement si sur . Comme g=1 en-dehors de l'intervalle , on a:
donc la différence entre les deux intégrales (29) et (28) est positive, et même strictement positive si g ne vaut pas identiquement 1. De plus cette différence peut être rendue aussi petite que l'on veut en choisissant une fonction g assez proche de 1. On peut donc choisir g pour que l'intégrale (29) ne soit pas un multiple de .