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The effect of delay on the asymptotic properties of solutions of difference equations

Research Project

Project/Area Number 19K03524
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12010:Basic analysis-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2022-2023)
Osaka Prefecture University (2019-2021)

Principal Investigator

松永 秀章  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40332960)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords時間遅れ / 微分方程式 / 漸近安定性 / 特性方程式 / 安定領域 / stability switches / discrete delays / distributed delays / 積分方程式 / 分岐構造 / 縮約原理 / 差分方程式 / 振動性 / 相平面解析 / 特性根解析 / 漸近挙動 / 安定性 / スペクトル理論 / マッセラ型の定理 / 漸近周期解 / 形式的随伴理論 / 分数階差分方程式
Outline of Research at the Start

本研究は,差分方程式の解の漸近的性質における時間遅れの影響を解明することを目的とする。特に,差分方程式の解の安定性や振動性における具体的な時間遅れの閾値による判定法(必要十分条件あるいは最善な十分条件)を導出し,それらを数学的に厳密に証明する。そのために,応募者らが確立した特性根解析や相平面解析を駆使する。また,時間遅れをもつ微分方程式と差分方程式の比較研究により,解構造の本質的相違性や類似性を解明することも目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は主に以下の3つのテーマについて、研究を行った。
(1) 2種類の時間遅れをもつ線形微分方程式の漸近安定性について:離散型の時間遅れと分布型の時間遅れをもつスカラー線形微分方程式の漸近安定性を考察し、付随する特性方程式の根の分布を詳細に解析することで、時間遅れを表すパラメータに依存する漸近安定条件を導出した。これは、離散型の時間遅れのみをもつ方程式に対する結果と分布型の時間遅れのみをもつ方程式に対する結果の拡張になっている。本研究は、博士後期課程の Qu Mingzhu 氏との共同研究である(投稿中)。
(2) 時間遅れをもつ非整数階線形微分方程式の漸近安定性について:2つの時間遅れをもつ非整数階スカラー線形微分方程式の漸近安定性を考察し、付随する特性方程式の根の分布を詳細に解析することで、零解が漸近安定であるための十分条件を係数パラメータに関する安定領域として具体的に導出した。本研究は、中国黒竜江大学 Zheng Wei 氏との共同研究である(投稿中)。
(3) 非対角成分に時間遅れをもつ線形差分方程式の漸近安定性について:非対角成分に異なる時間遅れをもつ2次元線形差分方程式の漸近安定性を考察し、異なる2つの時間遅れの和の偶奇性に着目して、零解が漸近安定であるための必要十分条件を係数パラメータに関する安定領域として具体的に導出した。これは、非対角成分に同じ時間遅れをもつ方程式の漸近安定条件を含む成果である(投稿準備中)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は留学生の博士論文と中国からの客員研究員との共同研究に関連する、時間遅れをもつ微分方程式の研究を優先したため、本研究課題の中心テーマである時間遅れをもつ差分方程式の研究時間を十分に取れなかったことが主な原因である。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題の最終年度として、差分方程式の解の漸近的性質における時間遅れの影響に関する総括とやり残した研究について見直しを行う。また、投稿準備中の論文を早期に執筆し、得られた研究成果を国内外の学会や研究集会で発表する。

Report

(5 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (9 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Heilongjiang University(中国)

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  • [Int'l Joint Research] University of Arkansas at Little Rock(米国)

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  • [Int'l Joint Research] Vietnam National University/Hong Duc University(ベトナム)

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      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Delay-dependent stability conditions for fundamental characteristic functions2023

    • Author(s)
      H. Matsunaga
    • Journal Title

      Arch. Math. (Brno)

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 77-84

    • DOI

      10.5817/am2023-1-77

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exponential stability and asymptotic periodic solutions of linear integral equations with two delays2023

    • Author(s)
      A. Kawano, H. Matsunaga
    • Journal Title

      J. Dynam. Differential Equations

      Volume: 35 Issue: 2 Pages: 1309-1335

    • DOI

      10.1007/s10884-021-09940-0

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Delay-dependent stability switches in a delay differential system2023

    • Author(s)
      Y. Hata, H. Matsunaga
    • Journal Title

      Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B

      Volume: 28 Issue: 9 Pages: 4910-4936

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2023047

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Spectral Theory of Polynomially Bounded Sequences and Applications to the Asymptotic Behavior of Discrete Systems2022

    • Author(s)
      Nguyen Van Minh, H. Matsunaga, Nguyen Duc Huy and Vu Trong Luong
    • Journal Title

      Funkcialaj Ekvacioj

      Volume: 65 Issue: 3 Pages: 261-285

    • DOI

      10.1619/fesi.65.261

    • ISSN
      0532-8721
    • Year and Date
      2022-12-15
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Massera theorem for asymptotic periodic solutions of periodic evolution equations2022

    • Author(s)
      Vu Trong Luong, Do Van Loi, Nguyen Van Minh and H. Matsunaga
    • Journal Title

      J. Differential Equations

      Volume: 329 Pages: 371-394

    • DOI

      10.1016/j.jde.2022.05.010

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Oscillation and nonoscillation for nonlinear delay difference equations by phase plane analysis2022

    • Author(s)
      P. Iwaasa and H. Matsunaga
    • Journal Title

      Qual. Theory Dyn. Syst.

      Volume: 21 Issue: 4

    • DOI

      10.1007/s12346-022-00652-4

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability switchers in a linear differential equation with two delays2022

    • Author(s)
      Y. Hata and H. Matsunaga
    • Journal Title

      Opuscula Math.

      Volume: 42 Issue: 5 Pages: 673-690

    • DOI

      10.7494/opmath.2022.42.5.673

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Katznelson-Tzafriri type theorem for difference equations and applications2022

    • Author(s)
      Van Minh Nguyen, H. Matsunaga, Huy Duc Nguyen and Vu Trong Luong
    • Journal Title

      Proc. Amer. Math. Soc.

      Volume: 150 Issue: 3 Pages: 1105-1114

    • DOI

      10.1090/proc/15722

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The limits of solutions of a linear delay integral equation2020

    • Author(s)
      K. Himoto and H. Matsunaga,
    • Journal Title

      Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B.

      Volume: 25 Issue: 8 Pages: 3033-3048

    • DOI

      10.3934/dcdsb.2020050

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of delays on the asymptotic stability of linear difference equations2023

    • Author(s)
      H. Matsunaga
    • Organizer
      ICDEA2023: The 28th International Conference on Difference Equations and Applications
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Delay-dependent stability switches in delay differential systems2023

    • Author(s)
      H. Matsunaga
    • Organizer
      ICIAM2023: 10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 時間遅れをもつ2次元線形微分方程式の漸近安定条件の分類2023

    • Author(s)
      松永秀章
    • Organizer
      北見工業大学における微分方程式セミナー
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 2次元線形微分方程式における時間遅れに依存した漸近安定条件2023

    • Author(s)
      畑裕貴, 松永秀章(発表者)
    • Organizer
      日本数学会2023年度秋季総合分科会函数方程式論分科会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 2つの時間遅れをもつ線形微分方程式の漸近安定性2023

    • Author(s)
      畑裕貴, 松永秀章(発表者)
    • Organizer
      日本数学会2023年度年会函数方程式論分科会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Stability switches in linear delay differential equations2022

    • Author(s)
      H. Matsunaga
    • Organizer
      Equadiff 15: International Conference on Differential Equations
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 線形差分方程式の漸近安定性における時間遅れの影響2022

    • Author(s)
      松永秀章
    • Organizer
      RIMS共同研究(公開型)「可積分系数理の発展とその応用」
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Stability switchers in a linear differential equation with two delays2022

    • Author(s)
      畑裕貴(発表者), 松永秀章
    • Organizer
      RIMS共同研究(公開型)「時間遅れ系と数理科学:理論と応用の新たな展開に向けて」
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  • [Presentation] 時間遅れの影響が弱い線形差分方程式の解の漸近挙動2021

    • Author(s)
      松永秀章
    • Organizer
      RIMS共同研究(公開型)「常微分方程式の定性的理論とその応用」
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    • Invited
  • [Presentation] Asymptotic behavior of solutions of linear integral equations with two delays2019

    • Author(s)
      H. Matsunaga
    • Organizer
      11QTDE: 11th Colloquium on the Qualitative Theory of Differential Equations (Szeged, Hungary)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Oscillation criteria for a class of nonlinear delay difference equations by phase plane analysis2019

    • Author(s)
      H. Matsunaga
    • Organizer
      ICDEA2019: The 25th International Conference on Difference Equations and Applications (London, UK)
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Asymptotic behavior of solutions of linear integral equations with two delays2019

    • Author(s)
      松永秀章
    • Organizer
      第44回偏微分方程式論札幌シンポジウム (北海道大学)
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 2つの時間遅れをもつ線形積分方程式の安定性解析2019

    • Author(s)
      松永秀章,河野詳朋
    • Organizer
      日本数学会2019年度秋季総合分科会函数方程式論分科会 (金沢大学)
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      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-12-25  

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