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Analysis of rigidity and global structure for integrable systems by using normal form theory

Research Project

Project/Area Number 16K05173
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Basic analysis
Research InstitutionKanagawa University (2020-2022)
Tokyo Metropolitan University (2019)
Kanazawa University (2016-2018)

Principal Investigator

ITO Hidekazu  神奈川大学, 工学部, 教授 (90159905)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsハミルトン力学系 / 可積分系 / バーコフ標準形 / シンプレクティック写像 / 超可積分系 / 剛性 / 超可積分性 / 写像の標準形 / バーコフ標準化 / 標準形理論 / 非可換 / 解析学 / 力学系 / 摂動問題
Outline of Final Research Achievements

We studied the structure of solutions from the viewpoint of rigidity for integrable systems or superintegrable systems possessing larger number of integrals than usual case. In particular, we investigated the Birkhoff normalization of a family of superintegrable analytic symplectic maps near a resonant fixed point. We defined the resonance degree of the fixed point appropriately and showed that, if this family of maps possesses the same excessive number of analytic integrals as the resonance degree, there exists a system of symplectic coordinates in which the family of maps can be solved explicitly.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ニュートン力学の誕生から今日に至るまで,運動方程式の解の構造をよりよく理解することは自然科学の基本的な問題意識の一つである。その意味で可積分系と呼ばれる力学系の研究の意義がある。本研究は,ケプラー問題に代表される超可積分系に対して,その特異点の近傍における解構造をシンプレクティック写像に対するバーコフ標準形理論を展開することにより明らかにし,(超)可積分系のもつ剛性と呼ばれる性質を見出したことに意義がある。

Report

(8 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Birkhoff normalization for a family of superintegrable symplectic maps and its application2023

    • Author(s)
      Hidekazu Ito
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: -

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] シンプレクティック写像族のバーコフ標準化とハミルトン系の超可積分性2023

    • Author(s)
      伊藤秀一
    • Organizer
      日本数学会年会函数方程式論分科会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Computer-assisted proof for non-existence of invariant closed curves for the standard maps,2023

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      冬の力学系研究集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 面積保存ツイスト写像の不変曲線の非存在証明2022

    • Author(s)
      柴山允瑠,東浜有輝
    • Organizer
      応用数理学会 正会員主催OS「応用力学系」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 面積保存ツイスト写像の不変曲線が存在しないための十分条件2022

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      RIMS研究集会「力学系の理論と諸分野への応用」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 共鳴不動点近傍におけるシンプレクティック写像族の超可積分性とバーコフ標準化2022

    • Author(s)
      伊藤秀一
    • Organizer
      2021年度冬の力学系研究集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Birkhoff normalization for a family of superintegrable symplectic maps and its application2022

    • Author(s)
      伊藤秀一
    • Organizer
      RIMS 共同研究(公開型)「幾何構造と微分方程式 -対称性・特異点及び量子化の視点から-」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 変分法による空間Hill問題の周期軌道の存在証明2021

    • Author(s)
      柴山允瑠、梶原唯加、井口翔太
    • Organizer
      応用数理学会 正会員主催OS「応用力学系」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] トーラス上の面積保存写像の母関数の多価性と周期点の個数評価2020

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      RIMS 研究集会「数理科学の諸問題と力学系理論の新展開」
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 可積分系の剛性とバーコフ標準形をめぐって2019

    • Author(s)
      伊藤秀一
    • Organizer
      第7回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 平面 Sitnikov 問題における記号列を実現する軌道と周期軌道の存在2019

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Action-angle coordinates near singularities for noncommutatively integrable Hamiltonian systems2019

    • Author(s)
      Hidekazu Ito
    • Organizer
      Conference on PDEs, Dynamical Systems and Probability
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 一般的な相互作用力による平面三体問題の非可積分性について2019

    • Author(s)
      山田淳二,柴山允瑠
    • Organizer
      日本数学会2019年度年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Non-integrability of the spatial n-center and restricted n+1-body problem2018

    • Author(s)
      Mitsuru Shibayama
    • Organizer
      Hamiltonian systems, from topology to applications through analysis II
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シンプレクティック写像の不動点のモース指数と安定性2018

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      天体力学N体力学研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 平面Sitnikov問題における記号力学系と変分構造2018

    • Author(s)
      柴山允瑠
    • Organizer
      天体力学N体力学研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Normal form theory from the viewpoint of integrability near elliptic equilibria2017

    • Author(s)
      HIdekazu ITO
    • Organizer
      第6回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • Place of Presentation
      京都大学情報学研究科
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • Author(s)
      Mitsuru SHIBAYAMA
    • Organizer
      第6回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • Place of Presentation
      京都大学情報学研究科
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベクトル場と写像に対する可積分性と標準形理論2017

    • Author(s)
      伊藤秀一
    • Organizer
      「微分方程式と幾何学」研究集会,立命館大学理工学部
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Birkhoff normalization of non-commutatively integrable symplectic maps and its applications2017

    • Author(s)
      Hidekazu Ito
    • Organizer
      "Analysis and Dynamics" Conference in occasion of Luigi Chierchia's 60th birthday
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • Author(s)
      Mitsuru Shibayama
    • Organizer
      RIMS研究集会「界面運動,力学系に現れる漸近問題への粘性解的手法とその周辺」
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2016-04-21   Modified: 2024-01-30  

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