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可積分な固有値計算アルゴリズムによる重複固有値計算の漸近解析

Research Project

Project/Area Number 14J06045
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Foundations of mathematics/Applied mathematics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

赤岩 香苗  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords離散可積分系 / 固有値問題 / 逆固有値問題 / totally nonnegative行列 / 重複固有値 / 漸近解析 / 行列式 / 固有値計算
Outline of Annual Research Achievements

可積分な離散戸田方程式との対応が知られているquotient-difference (qd) 法は、3重対角行列の固有値計算アルゴリズムとして著名であり、改良型のdqds法がLAPACKに実装され国際標準となっている。近年、こうした離散可積分系と数値計算アルゴリズムとの関係が注目されており、離散可積分系に基づいた「可積分アルゴリズム」と呼ばれる数値計算アルゴリズムが提案されている。本研究では、行列固有値計算のための可積分アルゴリズムに対して、行列が重複固有値をもつ場合の収束性等の性質を調べた。
上記の研究の発展として、平成26年度は離散可積分系と行列の逆固有値問題との対応を新たに発見した。逆固有値問題の重要な研究課題の1つとして、指定した固有値をもつ行列を構成するという問題がある。すべての小行列式が非負であるtotally nonnegative (TN) 行列の固有値計算アルゴリズムとしてdhToda法がある。dhToda法は、離散戸田方程式のある種の拡張である離散ハングリー戸田方程式の離散時間変数の発展に着目して定式化されている。そこで、離散ハングリー戸田方程式の離散空間変数の発展に着目して、ヘッセンベルグ型のTN行列に対する逆固有値問題の解法を構成し提案した。平成27年度は、平成26年度に引き続き、TN行列の逆固有値問題に離散可積分系の観点から取り組んだ。離散ハングリー戸田方程式を拡張させた拡張型離散ハングリー戸田方程式を新たに導出することで、任意の帯幅をもつTN行列に対する逆固有値問題の解法の開発に成功している。この成果は、2015年10月にアメリカ・アトランタで行われたSIAM Conference on Applied Linear Algebraにて講演を行った。また、国際学術論文誌Numerical Algorithmsに講演成果をまとめて投稿中である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A finite-step construction of totally nonnegative matrices with specified eigenvalues2015

    • Author(s)
      Kanae Akaiwa, Yoshimasa Nakamura, Masashi Iwasaki, Hisayoshi Tsutsumi, Koichi Kondo
    • Journal Title

      Numerical Algorithms

      Volume: 未定 Issue: 3 Pages: 469-484

    • DOI

      10.1007/s11075-015-9957-x

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 拡張型離散ハングリー戸田方程式の一般解と全非負逆固有値問題への応用2016

    • Author(s)
      吉田 晃, 赤岩 香苗, 近藤 弘一
    • Organizer
      日本応用数理学会連合発表会
    • Place of Presentation
      神戸学院大学ポートアイランドキャンパス
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] TN行列の逆固有値問題と離散可積分系2015

    • Author(s)
      赤岩香苗
    • Organizer
      第7回白浜研究集会
    • Place of Presentation
      旅館むさし(和歌山県西牟婁郡)
    • Year and Date
      2015-12-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 拡張型離散ハングリー戸田方程式に付随するTN行列の逆固有値問題について2015

    • Author(s)
      赤岩香苗, 中村佳正, 岩崎雅史, 堤久宜, 吉田晃, 近藤弘一
    • Organizer
      MIMS共同研究集会「可積分系が拓く現象数理モデル」
    • Place of Presentation
      明治大学中野キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Inverse eigenvalue problems for totally nonnegative matrices in terms of discrete integrable systems2015

    • Author(s)
      Kanae Akaiwa, Yoshimasa Nakamura, Masashi Iwasaki, Hisayoshi Tsutsumi, Akira Yoshida, Koichi Kondo
    • Organizer
      SIAM Conference on Applied Linear Algebra
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Atlanta , Georgia, USA
    • Year and Date
      2015-10-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discrete integrable systems solve inverse eigenvalue problems for totally nonnegative matrices2015

    • Author(s)
      Kanae Akaiwa
    • Organizer
      RIMS研究集会「可積分系理論の諸分野への応用」
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      2015-08-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 離散可積分系に関連するTN行列の逆固有値問題について2015

    • Author(s)
      赤岩香苗, 中村佳正, 岩崎雅史, 堤久宜, 吉田晃, 近藤弘一
    • Organizer
      第44回数値解析シンポジウム
    • Place of Presentation
      ぶどうの丘(山梨県甲州市)
    • Year and Date
      2015-06-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Hessenberg型でないTN行列の逆固有値問題に対する有限ステップ解法について2015

    • Author(s)
      赤岩 香苗, 中村 佳正, 岩崎 雅史, 近藤 弘一
    • Organizer
      日本応用数理学会
    • Place of Presentation
      明治大学中野キャンパス(東京都中野区)
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 離散ハングリー戸田方程式に関連づくTotally Nonnegative行列の逆固有値問題について2014

    • Author(s)
      赤岩 香苗
    • Organizer
      第6回白浜研究集会
    • Place of Presentation
      旅館むさし(和歌山県西牟婁郡)
    • Year and Date
      2014-12-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] TN行列の逆固有値問題の離散ハングリー戸田方程式による有限ステップ解法について2014

    • Author(s)
      赤岩 香苗, 中村 佳正, 岩崎 雅史, 堤 久宜, 近藤 弘一
    • Organizer
      日本応用数理学会
    • Place of Presentation
      政策研究大学院大学(東京都港区)
    • Year and Date
      2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Convergence to multiple eigenvalues in the quotient-difference algorithm2014

    • Author(s)
      Kanae Akaiwa, Masashi Iwasaki, Koichi Kondo, Yoshimasa Nakamura
    • Organizer
      The 19th International Linear Algebra Society Conference
    • Place of Presentation
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea Republic
    • Year and Date
      2014-08-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 離散ハングリー戸田方程式を用いたtotally nonnegative行列の作成法2014

    • Author(s)
      赤岩 香苗, 中村 佳正, 岩崎 雅史, 堤 久宜, 近藤 弘一
    • Organizer
      第43回数値解析シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテル日航八重山(沖縄県石垣市)
    • Year and Date
      2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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