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2017 Fiscal Year Annual Research Report

準線形偏微分方程式の理論とその応用

Research Project

Project/Area Number 16J01494
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小杉 卓裕  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Keywords粘性解 / 完全非線形方程式 / 準線形方程式 / 自由境界問題
Outline of Annual Research Achievements

劣線形増大度及び優線形増大度の両方をもつ完全非線形楕円型方程式に対する強解の存在性,ABP最大値原理及び弱ハルナック不等式が成り立つことを示した.p-ラプラシアンのpの値が変数に依存しているp(x)-ラプラシアンをもつ方程式は一階微分で方程式全体を割ると劣線形増大度が現れ,さらに勾配の大きさによって劣線形増大あるいは優線形増大で評価できる項が現れるため,非斉次p(x)-ラプラス方程式に対する弱ハルナック不等式や解のヘルダー連続性,より高い正則性を導く際に応用可能性がある.
pが2より小さい時のp-ラプラス方程式に代表されるような勾配が0で特異性をもつ偏微分方程式を扱う場合,Crandall-Lionsで導入された粘性解は適切でない.p-ラプラスタイプの完全非線形方程式の粘性解の正則性を扱っている先行研究のいくつかでは粘性解の定義として,定数であるときに主要部が消えた方程式をみたすとしたものを採用している.一方,放物型方程式の場合ではテスト函数のクラスを制限した粘性解を採用しており,楕円型でも同様の定義を考えるのは自然である.この二つの意味の粘性解の同値性を示した.これにより特異楕円型方程式の粘性解の基本理論に使われる可能性がある.
異方性があるアイコナル方程式の粘性劣解であることとその異方性に対応した局所リプシッツ連続函数であることの同値性を得た.勾配拘束問題と障害物問題の同値性の証明では勾配拘束条件から決まる解のリプシッツ評価を得ることが一つの鍵となっており,これにより位置に依存した勾配拘束条件をもつ勾配拘束問題とそれから決まる勾配拘束問題の同値性を得られる可能性がある.
グラフの平均曲率流方程式に対する障害物問題の処罰法に依る近似解が元の方程式に収束する際の収束率を,Evansが2010年に導入した非線形随伴法を用いて求めた.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] On the rate of convergence of solutions in free boundary problems via penalization2018

    • Author(s)
      Koike Shigeaki、Kosugi Takahiro、Naito Makoto
    • Journal Title

      J. Math. Anal.

      Volume: 457 Pages: 436~460

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2017.07.074

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Maximum principle for Pucci equations with sublinear growth in D u and its applications2017

    • Author(s)
      Koike Shigeaki、Kosugi Takahiro
    • Journal Title

      Nonlinear Anal.

      Volume: 160 Pages: 1~15

    • DOI

      10.1016/j.na.2017.03.018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Equivalence between obstacle problems and gradient constraint problems2018

    • Author(s)
      小杉卓裕
    • Organizer
      第1回福島数理解析セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Rate of convergence of approximate solutions for obstacle problems2017

    • Author(s)
      T. Kosugi
    • Organizer
      Viscosity solution approach to asymptotic problems in front propagation, dynamical system and related topics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Equivalence of viscosity solutions between obstacle problems and gradient constraint problems2017

    • Author(s)
      小杉卓裕
    • Organizer
      日本数学会2017年度秋季総合分科会
  • [Presentation] Maximum principle for Pucci equations with sublinear gradient terms and its applications2017

    • Author(s)
      T. Kosugi
    • Organizer
      5th Italian-Japanese Workshop on Geometric Properties for Parabolic and Elliptic PDE's
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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