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q-指数関数と一般化三角関数を繋ぐオイラー型関係式

Research Project

Project/Area Number 21K18582
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 12:Analysis, applied mathematics, and related fields
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

猪奥 倫左  東北大学, 理学研究科, 准教授 (50624607)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords非線形スケール変換 / q-対数関数 / q指数・対数関数 / q-指数関数 / 一般化三角関数 / オイラー型関係式 / 分野横断型ネットワーク
Outline of Research at the Start

目的1を実現するためにはq-指数関数と一般化三角関数それぞれの長所を他方に伝搬させることが必要である.目的1のためにも,両分野の長所と課題を徹底的にすり合わせ,打開策を探ることが必要になる.このためにも目的2のネットワークを活用する.目的2を実現するために,統計力学分野(q-指数関数),数理解析学分野(一般化三角関数),およびそれらの関連分野から専門家を招聘して研究集会を開催する.

Outline of Annual Research Achievements

オイラー型関係式と関連して,臨界型関数不等式や関連する変分問題を劣臨界の連続極限として導出する研究を行っている.1年目,2年目の研究において,集中レベルの連続性を持つような劣臨界近似の構成に成功し,得られた結果はProceedings AMSから出版済みである.さらに,この劣臨界近似をより強い収束性で示すために,Gamma--Convergenceの証明を試み,劣臨界指数に関する不等式の一様有界性の証明を多方面から検証した.証明は完了していないものの,Moserによる原証明,Nakanishiらによるその精密化の証明に立ち返ることで,汎関数の構造に起因する困難を伴うことを確認した.
また,本研究の主題であるオイラー型関係式を探るため,非線形固有値問題との関連性を考察した.これと関連して,高階Sobolev不等式の最良定数,集中レベル,最小化関数の劣臨界近似可能性について考察した.そのためにも,元となる高階Sobolev不等式の最良定数や最小化関数を求める必要があるが,これがHilbert空間の設定でしか得られていないことを突き止めた.連続パラメータに対する劣臨界近似として臨界問題を捉えるためにも,L^p空間の設定において最良定数とその最小化関数を求める必要がある.こちらも最終的な結論には至っていないものの,既存のTalenti型関数が機能しないことを確認するとともに,その他の特殊関数の適用可能性について精査した.明示的な値が求まらないまでも,近似的な表現の可能性や,可積分指数を空間次元に近づけることによる漸近評価の導出など,多面的な解析を試みている.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

最終目標には辿り着いていないものの,関連する臨界問題の知見を順調に蓄積している.

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究において,q指数関数を劣臨界近似関数として持つような臨界問題について解析を行ってきた.q指数関数とq三角関数をつなぎ合わるためには,もう一方のq三角関数に対する知見を深める必要がある.本研究では背後にある微分方程式の観点からこれを考察するため,q三角関数の一つの表現である非線形固有値問題について研究を進める.また,並行して,これまでに研究を進めてきたq指数関数と関連する臨界問題群についても考察を深め,両q関数の背後にある微分方程式や,対応する変分構造,その発露である関数不等式の最良定数や最小化関数の観点から両q関数の関連性を明らかにすることを試みる.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 Other

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

  • [Int'l Joint Research] Milano University/Firenze University(イタリア)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] W^{1,p} approximation of the Moser--Trudinger inequality2023

    • Author(s)
      Masato Hashizume and Norisuke Ioku
    • Journal Title

      Proceedings of the American Mathematical Society

      Volume: 151 Issue: 10 Pages: 4279-4289

    • DOI

      10.1090/proc/16508

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] $W^{1,p}$ approximation of the Moser--Trudinger inequality2023

    • Author(s)
      M. Hashizume, N. Ioku
    • Journal Title

      Proceedings of the American Mathematical Society

      Volume: accepted

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] $W^{1,p}$ approximation of the Moser--Trudinger inequality2023

    • Author(s)
      N. Ioku
    • Organizer
      Analysis seminar, Firenze University
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] $W^{1,p}$ approximation of the Moser--Trudinger inequality2023

    • Author(s)
      N. Ioku
    • Organizer
      Analysis seminar, Milano University
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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