制御問題に由来する非線形偏微分方程式系の弱KAM理論を用いた数学解析
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20J10824
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
寺井 健悟 東京大学, 大学院数理科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 完全非線形偏微分方程式 / ハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式 / 平均場ゲーム / 最適制御理論 / 粘性解 / Aubry-Mather理論 / 平均場ゲーム理論 / 最適制御 / 非線形随伴法 / 割引消去問題 |
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| Outline of Research at the Start |
最適制御理論から導出される偏微分方程式は非線形性が非常に強く, 微分可能な解の存在が一般に期待できない. そこで解の概念を一般化し, その枠組みの中で解の性質を引き出すことが試みられている.
本研究では, ①弱結合ハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式系の解の長時間挙動, ②平均場ゲームにおいてコストの割引率をゼロに近づけたときに対応する偏微分方程式系の解の漸近挙動をそれぞれ考察する. 特に弱KAM理論の観点から, 上記2つの漸近問題に取り組む.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では、（テーマ1）平均場ゲーム理論における割引消去問題、（テーマ2）ハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式系の解の長時間挙動の解析に取り組んだ。それぞれの概要を以下で述べる。
（テーマ1）平均場ゲーム理論に現れる1階の非線形偏微分方程式系について、Cardaliaguet氏およびGraber氏によって提案された弱解理論の枠組みで割引消去問題に取り組んだ。前年度の取り組みによって、割引近似の解が部分列を選ぶことで収束することが確かめられた。一方、この極限問題の弱解は多重性を有し、この収束が部分列に依存しているのか否かは非自明である。この課題に対して得られた成果として、任意の収束部分列の極限が満たすべき条件を導出した。これを用いて、点列全体として１つの極限に収束するような非自明な具体例を与えた。さらに関連する話題として、粘性解理論の観点で極限問題の解構造に着目し、解の比較定理を示した。
（テーマ2）ハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式系の初期値問題の粘性解の長時間挙動の解析に取り組んだ。近年の先行研究により、この初期値解は一定の条件の下では部分列に依らず収束することが明らかになった。一方で極限問題は多重解を有しているため、その極限は与えられた初期値に依存し得る。本年度では、初期値と長時間極限との関係について考察した。得られた成果として、連立系の場合に一般化したマザー測度と初期値を用いて、解の長時間極限の定性的な表現公式を得た。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
