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超離散化手法によるデジタル数学の構築

Research Project

Project/Area Number 14654026
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field General mathematics (including Probability theory/Statistical mathematics)
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

高橋 大輔  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50188025)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords超離散 / デジタル / 可積分 / 差分 / 力学系
Research Abstract

本研究は,超離散化手法によってデジタル化された差分系の数理構造をmax-plus代数との関連性を考慮しながら解析し,その成果を用いて連続系における解析学的理論を離散系に翻訳しようとするものである.この目的のもとで我々は次のような成果を得た.
1.相平面内で任意の初期値から一定の周期でその初期値に戻ってくるような非線形区分線形力学系が存在する.この種の力学系は,従属変数変換により,原点を中心とする一定角度の回転をもたらす線形系に翻訳可能である.以上の結果は差分力学系における線形化と同一の手続きを行うものであり,これにより連続系と離散系の新しい結びつきが解明された.
2、相平面内で任意の初期値から有限ステップ内でアトラクタに常に落ち込むような一群の非線形区分力学系を提案した.これら力学系は,可積分力学系をもとにその保存量を用いて一定の手続きを経て作成することが可能であり,アトラクタを明示的に表現できる.またリャプノブ関数を構成的に作成可能であり,アトラクタ・リャプノフ関数の両方を明示できる.
以上の成果は,従来の非線形力学系理論では捉えられなかったものであり,可積分系理論に特有の数理構造の明示性が,アトラクタを有するような非線形力学系においても通用することを示した点はたいへん意義が大きい.また,得られた力学系は超離散化を通じて差分方程式による表現とmax-plus方程式による表現の双方に翻訳可能であり,max-plus方程式のようなデジタル系においても連続系と同様の解析学的理論が通用することが示されたこともすぐれた成果であると認識している.

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2004 2003 Other

All Journal Article (11 results) Publications (7 results)

  • [Journal Article] マックスプラス型写像力学系I2004

    • Author(s)
      矢吹学, 渡部浩幸, 助迫昌樹, 高橋大輔
    • Journal Title

      九州大学応用力学研究所研究集会報告 15ME-S3

      Pages: 70-75

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] マックスプラス型写像力学系II2004

    • Author(s)
      渡部浩幸, 矢吹学, 助迫昌樹, 高橋大輔
    • Journal Title

      九州大学応用力学研究所研究集会報告 15ME-S3

      Pages: 76-81

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Stochastic Model for Solitons2004

    • Author(s)
      Y.Itoh, H.Mahmoud, D.Takahashi
    • Journal Title

      Random Structures and Algorithms 24巻

      Pages: 51-64

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ある区分線形力学系についてI2003

    • Author(s)
      助迫昌樹, 渡部浩幸, 矢吹学, 高橋大輔
    • Journal Title

      日本応用数理学会2003年度年会講演予稿集

      Pages: 64-65

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ある区分線形力学系についてII2003

    • Author(s)
      渡部浩幸, 矢吹学, 助迫昌樹, 高橋大輔
    • Journal Title

      日本応用数理学会2003年度年会講演予稿集

      Pages: 66-67

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Metastable Flows in an Extended Burgers Cellular Autmaton Traffic Model2003

    • Author(s)
      M.Fukui, K.Nishinari, D.Takahashi, Y.Ishibashi
    • Journal Title

      Traffic and Granular Flow

      Pages: 79-84

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 8-Figured Hysteresis Loop of OV Model2003

    • Author(s)
      T.Nishi, D.Takahashi
    • Journal Title

      Traffic and Granular Flow

      Pages: 235-240

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  • [Journal Article] マッピングと多角形2003

    • Author(s)
      高橋大輔
    • Journal Title

      数理科学 483巻

      Pages: 29-34

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  • [Journal Article] 区分線形写像力学系に対する可積分系理論からのアプローチI2003

    • Author(s)
      高橋大輔, 岩尾昌央, 広田良吾
    • Journal Title

      九州大学応用力学研究所研究集会報告 14ME-S7

      Pages: 171-176

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  • [Journal Article] 区分線形写像力学系に対する可積分系理論からのアプローチII2003

    • Author(s)
      岩尾昌央, 高橋大輔, 広田良吾
    • Journal Title

      九州大学応用力学研究所研究集会報告 14ME-S7

      Pages: 177-182

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  • [Journal Article] 超離散化された波2003

    • Author(s)
      高橋大輔
    • Journal Title

      数理科学 478巻

      Pages: 35-40

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      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 助迫昌樹, 渡部浩幸, 矢吹学, 高橋大輔: "ある区分線形力学系についてI"日本応用数理学会2003年度年会講演予稿集. 64-65 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 渡部浩幸, 矢吹学, 助迫昌樹, 高橋大輔: "ある区分線形力学系についてII"日本応用数理学会2003年度年会講演予稿集. 66-67 (2003)

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  • [Publications] 高橋大輔: "マッピングと多角形"数理科学. 483. 29-34 (2003)

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  • [Publications] Y.Itoh.H.Mahmoud, D.Takahashi: "A Stochastic Model for Solitons"Random Structures and Algorithms. 24. 51-64 (2004)

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  • [Publications] 広田良吾, 高橋大輔: "差分と超離散"共立出版. 327 (2003)

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  • [Publications] 志田篤彦, 岩尾昌央, 高橋大輔, 広田良吾: "再帰方程式とは"九州大学応用力学研究所研究集会報告. 13ME-S4. 228-232 (2002)

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  • [Publications] 広田良吾, 高橋大輔: "差分と超離散"共立出版. 340 (2003)

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      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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