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Evolving Integration of Probability Theory and Complex Geometry incentivized by the Riemann–Roch Theorem on Infinite Graphs

Research Project

Project/Area Number 21K03277
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 InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

Kaneko Hiroshi  東京理科大学, 理学部第一部数学科, 教授 (90194919)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords確率過程論 / 複素幾何学 / ディリクレ形式 / Nevanlinna理論 / グラフラプラシアン / 統計的推論 / グラフ / グラフラプタシアン / マルティンゲール / 複素解析学 / チップファイアリング / リーマン・ロッホの定理 / 荷重付きグラフ / マルコフ過程 / 無限グラフ / 確率過程 / 複素幾何学的特性量
Outline of Research at the Start

重み付き無限グラフ上でのリーマン・ロッホの定理を、グラフにおけるポアンカレの不等式の有用性に注目して研究し、得られらた成果を海外での研究集会で招待講演として発表したり、ジャーナルに投稿するなどしてきた。しかし、ポアンカレ不等式の成立条件として、グラフ上のランダムウォークにかなり強い条件をおいているとみられる。このことを建設的起点と捉え、より緩い条件下で、リーマン・ロッホの定理を示し、ディリクレ形式のモスコ収束に類する収束とリーマン・ロッホの定理に現れる概念との関係を論じるなど、グラフの複素幾何学的特性量に対して、ディリクレ形式やグラフ間のモルフィズムを根底に置いたアプローチを行う。

Outline of Final Research Achievements

I have conducted joint research with Professor Atsuji (Keio University) on discrete analogues of complex analytic theorems, particularly the Riemann-Roch theorem on infinite graphs. In the first year, we established a version of the Riemann-Roch theorem on ultrametric spaces, and presented our findings at two international workshops. The work was later published as part of the monograph Advances in Non-Archimedean Analysis and Applications (Dec 2021). In the second year, we developed a formulation of the Lemma on the Logarithmic Derivative on rooted trees, introducing a new class of tropical meromorphic functions. We also proposed a sufficient condition for spectral gap on weighted infinite graphs inspired by geometric curvature-like concepts. In the rest of years, we shown that positive lower bounds can be derived for graphs slightly wider conductance constraints. Our research on Nevanlinna theory on infinite graphs is still in press in Computational Methods and Function Theory.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無限グラフや超距離空間におけるリーマン・ロッホ定理の確立を起点に,tropical meromorphic function の新しい空間での展開や、グラフ上のリッチ曲率を包含するスペクトルギャップに対する十分条件の導出など、複素解析の離散的定式化を推進できた。さらに、グラフラプラシアンの固有関数を用いた統計的仮説検定法の構築や,伊藤の公式のグラフ版の確立へと発展を見ることができたため、離散幾何と解析の融合に貢献しており,さらなる継続的発展も視野に入れることができている。

Report

(3 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2025 2021 Other

All Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 複素解析幾何と離散空間上の確率過程2025

    • Author(s)
      金子 宏
    • Organizer
      関西大学 確率論 東京セミナー
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chip-firing on ultrametric space and Riemann-Roch theorem2021

    • Author(s)
      Hiroshi Kaneko
    • Organizer
      Eighth international conference p-adic mathematical physics and its applications
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Advances in Non-Archimedean Analysis and Applications2021

    • Author(s)
      A. Atsuji and H. Kaneko
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      Springer Cham
    • ISBN
      9783030819750
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] A Riemann-Roch theorem ...

    • URL

      https://arxiv.org/abs/2201.07710

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2026-01-16  

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