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非線形発展方程式及び非線形楕円型方程式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12440051
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 大域解析学
研究機関早稲田大学

研究代表者

大谷 光春  早稲田大学, 理工学部, 教授 (30119656)

研究分担者 石井 仁司  早稲田大学, 教育学部, 教授 (70102887)
田中 和永  早稲田大学, 理工学部, 教授 (20188288)
山田 義雄  早稲田大学, 理工学部, 教授 (20111825)
坂口 茂  愛媛大学, 理学部, 教授 (50215620)
鈴木 貴  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40114516)
林 仲夫  大阪大学, 理学研究科, 教授 (30173016)
西原 健二  早稲田大学, 政治経済学部, 教授 (60141876)
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2003年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2002年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
キーワード非線形発展方程式 / 非線形楕円型方程式 / 非線形偏微分方程式 / 変分法 / 劣微分作用素 / Nonlinear Evolution Equation / Nonlinear Elliptic Equation / Variational Method / 非線形放物型方程式 / 発展方程式 / 楕円型方程式 / 放物型方程式
研究概要

1)従来の方法では得られなかった、準線形放物型方程式の解の高い微分可能性を保証する「L^∞-エネルギー法」を開発した。この方法により、まず、充分一般的な二重非線形放物型方程式のリプシッツ連続な時間局所解の存在が示され(1996,2002)、さらには、1950年代以来、未解決であった「Porous Medium方程式はC^∞-級の時間局所解を許すか?」という問題が肯定的に解決されるという重要な知見が得られた(2001)。「L^∞-エネルギー法」は、これらの成果のみならず、いろいろな局面で応用可能な極めて有用な解析手段を与えていることを、現在進行中の研究が示唆している。
2)「劣微分作用素の非単調摂動理論」が、バナッハ空間上の枠組みへ拡大された。これにより、従来ガレルキン法で構成されていた退化放物型方程式の解の存在と正則性がより自然な枠組みで、より一般的な条件のもとで、議論できるようになり、いくつかの具体的な方程式に対して、従来の方法では解決できなかった未解決問題が解決された。
3)部分対称性を有するConcentration Compactness理論を構築した。コンパクト性の欠如した問題を解析する有力な方法として、Concentration Compactness理論が知られているが、一方で球対称性などの高い対称性がある場合には、コンパクト性が回復することが知られている。コンパクト性が回復しない程度の部分的対称性が存在する場合に、Concentration Compactness理論がどのように、その部分対称性を反映するかを解明した。この応用として、無限柱状領域において、臨界指数を越える非線形性をもつ楕円型方程式の非自明解の存在が示された。
4)「ある条件のもとでは、対称性をもつ部分空間での臨界点が、全体での臨界点を与える」というR.Palaisによる対称臨界性原理は、本来変分構造をもつ楕円型方程式に限られた理論であった。
この理論が、必ずしも変分構造をもたない楕円型方程式や時間発展を含むの発展方程式へ適用可能な一般的な理論に拡張された。これにより、従来の理論では不可能であった、放物型方程式や波動方程式への応用の道が開かれた。
5)劣微分作用素を含む多価写像に対する写像度の理論が構築された。これにより、従来ではカバーできなかった、種々の多価性をもつ非線形偏微分方程式への写像度の理論が適用可能になった。
6)劣微分作用素に対する非単調摂動理論を,マイクロポーラ電磁流体の初期値境界値問題及び時間周期問題などに適用できるように改良した。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (62件)

  • [文献書誌] Mitsuharu Otani, Y.Sugiyama: "A method of energy estimates in L^∞ and its application to porous medium equations"J.Math.Soc.Japan. 53. 745-789 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kuto, Y.Yamada: "Multiple coexistence states for a prey-predator system with cross-diffusion"J.Differential Equations. 197. 315-348 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ding, K.Tanaka: "Multiplicity of positive solutions of a nonlinear Schrodinger equation"Manuscripta Mathematica. 112. 109-135 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.Loreti, H.Ishii: "Relaxation of Hamilton-Jacobi equations"Arch.Ration.Mech.Anal.. 169. 265-304 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Naito, K.Yoshida, T.Suzuki: "Self-similar solutions to a parabolic system modelling chemotaxis"J.Differential Equations. 184. 386-421 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Magnanini, S.Sakaguchi: "On heat conductors with a stationary hot spot"Ann.Mat.Pura Appl.. 183. 1-23 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kenmochi, M.Otani, M.Niezgodka: "Proceedings of the second Polish-Japanese Days on : Mathematical Aspects of Modeling Structure Formation Phenomena"GAKUTO Intern.Ser.Math.Sci.Appl.Vol.17. 396 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuharu Otani, Y.Sugiyama: "A method of energy estimates in L^∞ and its application to porous medium equations"J. Math. Soc. Japan. vol.53. 745-789 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kuto, Y.Yamada: "Multiple coexistence states for a prey-predator system with cross-diffusion"J. Differential Equations. vol.197. 315-348 (2001)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ding, K.Tanaka: "Multiplicity of positive solutions of a nonlinear Schrodinger equation"Manuscripta Mathematica. vol.112. 109-135 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Loreti, H.Ishii: "Relaxation of Hamilton-Jacobi equations"Arch. Ration. Mech. Anal.. vol.169. 265-304 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Naito, K.Yoshida, T.Suzuki: "Self-similar solutions to a parabolic system modeling chemotaxis"J. Differential Equations. vol.184. 386-421 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Magnanini, S.Sakaguchi: "On heat conductors, with a stationary hot spot"Ann. Mat. Pura Appl.. vol.183. 1-23 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kenmochi, M.Otani, M.Niezgodka: "Proceedings of the second Polish-Japanese Days on : Mathematical Aspects of Modeling Structure Formation Phenomena"GAKUTO Intern. Ser. Math. Sci. Appl. Vol. 17.

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Garcia-Huidobro, R.Manasevich, M.Otani: "Existence results for p-Laplacian-like systems od O.E.D.'s"Funkcialaj Ekvacioj. 46. 253-285 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Inoue, K.Matsuura, M.Otani: "Strong solutions of magneto-micropolar fluid equation, Dynamical Systems and Differential Equations"Dynamical Systems and Differential Equations, edited by W.Fei, S.Hu \& X.Lin, American Institute of Mathematical Sciences. 439-448 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yamada: "Multiple coexistence states for a prey-predator model with cross-diffusion"J.Differential Eauations/Elsevier. 197. 315-348 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yamada: "Existence of global solutions for the Shigesada-Kawasaki-Teramoto model with strongly coupled cross-diffusion"Discrete and Continuous Dynamical Systems/American Institure of Mathematical Sciences. 10. 719-730 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] L.Jeanjean, K.Tanaka: "Singularly perturbed elliptic problems with superlinear or asymptotically linear nonlinearities"Calculus of Variations and Partial Differential Equations. (未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] L.Jeanjean, K.Tanaka: "A note on a mountain pass characterization of least energy solutions"Advanced Nonlinear Studies. 3. 445-455 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, Paola Loreti: "Relaxation of Hamilton-Jacobi equations"Arch.Ration.Mech.Anal.. 169. 265-304 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Horie, H.Ishii: "Simultaneous effects of homogenization and vanishing viscosity in fully nonlinear elliptic equations"Funkcial.Ekvac. 46. 63-88 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Senba, T.Suzuki: "Blowup behavior of solutions to rescaled Jager-Luckhaus system"Adv.Differential Eauations. 8. 787-820 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Matsuzawa, T.Suzuki, T.Tsuchiya: "Finite element approximation of H-surfaces"Math.Comp.. 72. 607-617 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Otani, Y.Sugiyama: "Lipschitz continuous solutions of some doubly nonlinear parabolic equations"Discrete and Continuous Dynamical Systems. vol.8, No.3. 647-670 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ishiwata, M.Otani: "Concentration compactness principle at infinity with partial symmetry"Nonlinear Analysis TMA. vol.51. 391-407 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hashimoto, M.Otani: "Sublinear elliptic equations and eigen value problems with singular coefficients"Communications in Applied Analysis. vol.6, No.4. 535-547 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yamada et al.: "Well-posedness of one-phase Stefan problems for sublinear heat equations"Nonlinear Analysis TMA. vol.51. 587-606 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hirose, Y.Yamada: "Multiple existence of positive solutions of competing species equations with diffusion and large interactions"Advances in Mathematical Sciences and Applications. vol.12, No.1. 435-453 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] L.Jean jean, K.Tanaka: "A positive solution for an asymptotically linear elliptic problem on R^N autonomous at infinity"ESALM Control Optim.Colc.Var.. vol.7. 597-614 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakashima, K.Tanaka: "Clustering layers and boundary layers in spacially inhomogeneous phase transition problems"Ann.Inst.H.Poincare Analyse Nonlineaire. vol.10. 107-143 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hayashi, P.I.Naumkin: "Asymptotic expansion of small solutions to quadratic Schrodinger equations in two space dimensions"International Journal of Math.and Mathematical sciences. vol.29. 501-516 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hayashi, P.I.Naumkin: "A quadratic nonlinear Schrodinger equation in one space dimension"J.Differential Equations. vol.186. 165-185 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, T.Mikami: "A two dimensional random crystalline algorithm for Gauss currature flow"Adv.in Appl.Probab.. vol.34. 491-504 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, P.Loreti: "A class of stochastic optimal control problems with state constraint"Indiana Univ.Math.J.. vol.51. 1169-1198 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Magnanini, S.Sakaguchi: "Matzoh ball soup : Heat conductors with a stationary isothermic surface"Annals of Math.. vol.156, No.3. 931-946 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuhara OTANI, Toshie SUGIYAMA: "A method of energy estimates in L^∞ and its applications to porous medium equations"J. Math. Soc. Japan. vol.53,No.4. 745-789 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuharu OTANI, Yoshie SUGIYAMA: "C^∞-solutions of some degenerate pavabolic equations"Nonlinear Analysis TMA. vol.44. 3171-3181 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Panel DRABEK, Mitsuhara OTANI: "Global bifurcation result for the p-biharmonic operator"The Electronic Journal of Diffevential Equations. vol.2001,No.48. 1-19 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.HASHIMOTO, M.ISHIWATA, M.OTANI: "Quasilinear elliptic aquations in infinite tabe-shoped domains"Adv. Math. Sic. Appl.. (to appear).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio YAMADA: "Positive solutions for Latka-Valterra competition system with diffusion"Nonlinear Anelysis, TMA. vol.47. 6085-6096 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shingo TAKEUCHI, Yoshio YAMADA: "Asymptotic properties of a reaction-diffasion equation with degenerete p-Laplation"Nonliner Anelysis, TMA. vol.42. 41-61 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shinji ADACHI, Kazunaga TANAKA: "Multiple positive solutions for nonhomogeneous elliptic equations"Nonlinear Analysis, TMA. vol.47. 3783-3793 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shinji ADACHI, Kazunaga TANAKA: "Existence of positive solutions for a class of nonhomogeneous elliptic equitions in IR^N"Nonlinear Analysis, TMA. vol.48. 685-705 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeaki KOIKE, T.ISHIBSHI: "On fally nonlinear PDFs devied from vaviational problems of L^P-norms"SIAM Journal of Mathematical Aualysis. vol.33,No.3. 545-569 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeaki KOIKE, T.TAKAHASHI: "Remarks on regulanity of viscousity solutions of fulty nonlinear uniformly elliptic PDEs with measurable ingredients"Advances in Differential Equations. vol.7,No.4. 493-512 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru SAKAGUCHI: "Stationary critical points of the heat flow in spaces of constant curvature"J. London Math. Soc.. vol.63. 400-412 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru SAKAGUCHI: "Regularity of interfaces with rign changes of solutions of one-dimensional porous medium equation"J. Differential Equations. vol.178. 1-59 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuharu OTANi: "Local existence of C^∞ solutions for porous media equations"Free Boundary Problems, T & A II, Gakuto International Series . 14. 367-375 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Michinori IsHiWATA & Mitsuharu OTANi: "Effect of critical point at infinity on the multiplictiy of solutions for singular perturbed semilinear elliptic equations in exterior domains."Free Boundary Problems, T & A I, Gakuto International Series. 13. 129-136 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuharu OTANi & Yoshie SOGIYAMA: "A method of energy estimaties in L^∞ and its application to porous medium equations"J.Math.Soc.Japan. (to appear).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuharu OTANi & Yoshie SUGIYAMA: "Gradient estimates for solutions of nonlinear degenerate parabolic equations"Discrete and Continuous Dyramical Systems. (to appear).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio YAMADA: "Coexistence states for Lotka-Volterra systems with cross-diffusion"Fields Institute Communications. 25. 551-564 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.ICHiKAWA & Yshio YAMADA: "Some remarks on global solutions to quasilinear parabolic system with cross-diffusion"Funkcial.Ekvac.. 43. 285-301 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunaga TANAKA: "Periodic solution for singular Hamiltonian systems and closed geodesics on non-compout Riemannian manifolas"Ann.Inst.H.Poincare Anal.Nonlineaire. 17. 1-33 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.AOACHi & Kazunaga TANAKA: "Trudinger type inequalition in R^N and their best exponents"Proc.Amer.Math.Soc.. 128. 2051-2057 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenji NiSHiHARA: "Boundary effect on stationary viseous shock wave for scalar viscous conservation laws"J.Math.Anal.Appl.. (to appear).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kenji NiSHiHARA & H ZHAO: "Convergence Tate to viscous shock profile for general scalar viseous conservation lows with large initial data"J.Math.Soc.Japan. (to appear).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi SUZUKi: "A note on the stability of stationary solutions to a system of chemetanois"Communications in Contemporary Mathematics. 2. 373-383 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.NAGAI,T.SENBA & Takashi SUZUKi: "Chemotactic collapse in a parabolic system of mathematical biology"Hinoshima Math.J.. 30. 463-497 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru SAKAGUCHi: "Regularity of the interfaces with sign changes of solutions of the 1-dimensional porous medium equitras"J.Diffenetial Equations. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeru SAKAGUCHi: "Stationary critical points of the heat flow in spaces of constant curvature"J.London Math.Soc.. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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