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2021 Fiscal Year Research-status Report

2点境界値問題の解の厳密な個数と分岐現象

Research Project

Project/Area Number 19K03595
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

田中 敏  東北大学, 理学研究科, 教授 (90331959)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords楕円型方程式 / 球対称解 / 正値解 / 一意性 / 準線形 / 解曲線の長さ
Outline of Annual Research Achievements

円環領域及び外部領域における楕円型方程式の境界値問題の正値球対称解の一意性について研究を行った。エネルギー関数が満たす不等式と Pohozaev 型の恒等式を組み合わせせることにより、正値球対称解の一意性を示すことができた。これは、解の特徴を精密にとらえ、巧妙な技法を積み重ねることによって導かれるものである。得られた結果は一般的なものであり、過去の結果では得られない新しい部分を含むものである。例えば、非線形項が二つのべきの和の形である場合には Yadava の1997年の結果が知られているが、その結果では判定できない部分が残されていた。今回得られた結果を応用すると、その未解決な部分に結論を与えることができる。
Hardy 項をもつ準線形楕円型方程式の球対称解の原点近傍及び無限遠方での漸近挙動について研究を行った。その方程式は重み付きの Hardy の不等式の Euler-Lagrange 方程式にもなっており、Hardy の不等式の最良定数の値を境にして、考えている準線形楕円型方程式の解構造は大きく変化する。また、ここで考えている方程式は p-Laplace 作用素を含むものであるが、p=2 の場合は Euler の微分方程式であり、すべての球対称解は初等関数を用いて表される。一方、p=2 でない場合、そのようなことは成り立たないが、方程式は準線形自励系に変換される。以前、その準線形自励系について考察しており、そのときの知識を応用することで、今回の方程式の漸近挙動について精密な結果を得ることができた。さらにここで得た漸近挙動の結果を用いることで、Pasic-Wong (2009) によって残された Euler 型の微分方程式の振動解の有限長性に関する未解決問題について、答えを与えることもできた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの影響により、計画してた研究打ち合わせ、研究集会の開催及び参加が延期やオンライン開催になっている。従って、現在までの進捗状況は、当初の計画よりやや遅れていると言わざるをえない。

Strategy for Future Research Activity

1次元の Henon 型方程式の正値対称解の一意性と非一意性について調査する。その非一意については、精度保証付き数値計算を応用する。3次元単位球面及び双曲空間上の楕円型方程式の正値解の一意性と多重存在性について研究を行う。精度保証付き数値計算を利用した楕円型方程式の符号変化する球対称解の一意性の判定方法を構築し、その応用を試みる。

Causes of Carryover

研究打ち合わせや成果発表のため、国外への出張や、国外からの研究者の招へいを予定していたが、新型コロナウイルスの影響により、計画を変更してそれらを延期することとしたため、未使用額が生じた。
このため、それらを次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Funded Workshop (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Pontificia Universidad Catolica de Chile(チリ)

    • Country Name
      CHILE
    • Counterpart Institution
      Pontificia Universidad Catolica de Chile
  • [Int'l Joint Research] University of Ulsan(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      University of Ulsan
  • [Journal Article] On the uniqueness of solutions of a semilinear equation in an annulus2021

    • Author(s)
      Carmen Cortazar, Marta Garcia-Huidobro, Pilar Herreros, Satoshi Tanaka
    • Journal Title

      Communications on Pure and Applied Analysis

      Volume: 20 Pages: 1479~1479

    • DOI

      10.3934/cpaa.2021029

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A note on the asymptotic behavior of radial solutions to quasilinear elliptic equations with a Hardy potential2021

    • Author(s)
      Kenta Itakura, Satoshi Tanaka
    • Journal Title

      Proceedings of the American Mathematical Society, Series B

      Volume: 8 Pages: 302~310

    • DOI

      10.1090/bproc/100

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] On the uniqueness of positive radial solutions to superlinear elliptic equations in annuli2022

    • Author(s)
      Satoshi Tanaka
    • Organizer
      第23回北東数学解析研究会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multiplicity of positive even solutions to the one-dimensional Henon type equation on some very narrow possible parameter set2021

    • Author(s)
      Satoshi Tanaka
    • Organizer
      Differential Equations Day on ZOOM
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multiple existence of positive even function solutions for a two point boundary value problem on some very narrow possible2021

    • Author(s)
      渡辺宏太郎, 田中敏, 塩路直樹
    • Organizer
      日本数学会 2021 年度秋季総合分科会
  • [Presentation] 1次元 Henon 型方程式の正値対称解の多重存在2021

    • Author(s)
      田中敏
    • Organizer
      第5回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2021)
    • Invited
  • [Funded Workshop] International Workshop on Nonlinear Elliptic Equations and Its Applications2022

  • [Funded Workshop] Online seminar on differential equations2021

URL: 

Published: 2022-12-28  

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