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Exact solutions to non-integrable systems and experimental construction of chaotic sets

Research Project

Project/Area Number 18K03418
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

Hiraide Koichi  愛媛大学, 理学部, 研究員 (50181136)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松岡 千博  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10270266)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords非線型差分方程式 / エノン写像の力学系 / 解析解 / ホモクリニック軌道 / ラプラス積分 / ストレンジアトラクター / 複素多項式写像の力学系 / 漸近展開 / ホモクリニック点集合 / 非線形ストークス現象 / 力学系 / 不変多様体 / 漸近展開表現 / 特殊関数 / Borel-Laplace変換 / カオス的集合 / 双曲性 / Anosov微分同相写像 / 非可積分力学系 / 実験数学 / ラプラス変換
Outline of Final Research Achievements

In the case where fixed points of Henon maps are of hyperbolic type, analytic solutions to non-linear difference equations associated with them have been constructed in the method of Borel-Laplace transform, by which analytic functions describing stable (unstable) manifolds have determined and they have realized computationally in the real plane. the set of homoclinic points have calculated with high accuracy and the Julia sets have realized in the two-dimensional complex plane. On the other hand, it have been found that the obtained analytic functions by Borel-Laplace transform have been identical in numerical sense with the classical functions due to Poincare. Though the mathematical proof of that is not yet obtained, it has been found that the construction of analytic functions related with chaotic motions is quite simple,
which means that this study may be applied to the case where the fixed points are of parabolic type, and furthermore to the higher dimensional dynamics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

20世紀後半に盛んに研究された力学系理論は、定性的理論体系であり、その結果の多くが純粋数学の幾何学的または確率論的言葉により抽象的に記述されているが、本研究は、非線形の数理モデルの具体例である2次元のエノン写像に着目し、純粋数学と計算機実験を行き来しながら議論を進め、数量を計算機を用いて具体的に計算できる一つのアルゴリズムをに関するものである。具体的には、2階非線形差分方程式をボレル・ラプラス変換の方法により解き、新たな関数表示(すなわち積分表示)を求めることにより、力学系の不変量をより良い形で計算可能にした。最終的に、積分表示は必要なく形式的に関数表現が決定できることが分かり、意義は大きい。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 複素1次元多項式写像に対する正則運動の構成2022

    • Author(s)
      平出耕一
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2223

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] Some convergence properties of linearizing functions at hyperbolic fixed points for quadratic maps2023

    • Author(s)
      平出耕一
    • Organizer
      2022年度冬の力学系研究集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 複素多項式族の正則運動近傍における多重周期分岐2022

    • Author(s)
      平出耕一
    • Organizer
      RIMS研究集会「力学系の理論と諸分野への応用」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] エノン写像に付随する非線形差分方程式の厳密解に対する急収束級数展開2022

    • Author(s)
      松岡千博、平出耕一
    • Organizer
      2021年度冬の力学系研究集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 複素1次元多項式写像に対する正則運動の構成2021

    • Author(s)
      平出耕一
    • Organizer
      RIMS研究集会「力学系理論の最近の進展とその応用 」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 複素1次元の多項式写像に対する正則運動と双曲性2021

    • Author(s)
      平出耕一
    • Organizer
      2020年度 冬の力学系研究集会 ; オンライン開催
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 複素エノン写像の力学系にあらわれる Stokes 的現象2020

    • Author(s)
      平出耕一, 松岡千博
    • Organizer
      2020年度日本数学会秋季総合分科会、無限可積分系、オンライン開催
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] C^2 のエノン写像の力学系に現れる非線形ストークス現象2020

    • Author(s)
      平出耕一
    • Organizer
      RIMS 研究集会「数理科学の諸問題と力学系理論の新展開」、オンライン開催
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 複素エノン写像の力学系にあらわれるStokes的現象2020

    • Author(s)
      平出耕一,松岡千博
    • Organizer
      日本数学会2020度年会、無限可積分系,日本大学理工学部
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 不変複素曲線のLaplace 積分による漸近展開表現と古典的整関数表現の関係2020

    • Author(s)
      松岡千博,平出耕一
    • Organizer
      2019年度冬の力学系研究集会,日本大学軽井沢研修所
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Deterministic representation of chaotic attractors and capture of all homoclinic points in Henon map2019

    • Author(s)
      松岡千博
    • Organizer
      3rd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, November 4-8,2019, Hefei, China
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カオスの決定論的記述と未来予測2019

    • Author(s)
      松岡千博
    • Organizer
      大阪市立大学第一学生ホール 2019. 10. 19
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 正則運動の延長と双曲性2019

    • Author(s)
      平出耕一
    • Organizer
      RIMS共同研究:力学系ー新たな理論と応用にむけてー,京都大学,2019年6月3日
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 2次元力学系の不変曲線に対するBorel-Laplace変換による漸近展開表現 とカオス的集合 22019

    • Author(s)
      松岡千博, 平出 耕一
    • Organizer
      日本数学会2019度年会 無限可積分系
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 2次元力学系の不変曲線に対するBorel-Laplace変換による漸近展開表現 とカオス的集合 12019

    • Author(s)
      平出 耕一, 松岡 千博
    • Organizer
      日本数学会2019度年会 無限可積分系
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Borel-Laplace変換による不変曲線の漸近展開表現の収束性2019

    • Author(s)
      松岡千博, 平出 耕一
    • Organizer
      2018年度冬の力学系研究集会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Holomorphic motion and hyperbolicity in dimension one2019

    • Author(s)
      平出 耕一
    • Organizer
      2018年度冬の力学系研究集会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Special functions that appear in dynamical systems and their relationship with classical functions2018

    • Author(s)
      平出 耕一
    • Organizer
      Dynamical systems and related topics,2018 Internacional Congress of Mathematicians ; Satellite Meeting
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Jordan-like 分解に対する不変多様体について2018

    • Author(s)
      平出 耕一
    • Organizer
      RIMS共同研究 力学系ー理論と応用の融合ー
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形力学系に現れる特殊関数と古典的線形化関数との関係2018

    • Author(s)
      松岡千博, 平出 耕一
    • Organizer
      RIMS共同研究 力学系ー理論と応用の融合ー
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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