完全非線形放物型方程式の粘性解理論の深化

• Project/Area Number: 20J00314
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 舘山 翔太 東京大学, 数理科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 函数方程式論 / 粘性解 / 正則性 / 放物型方程式 / 関数方程式 / アイザックス方程式

Outline of Research at the Start

本研究では、非斉次項がルベーグ空間Lpに属する完全非線形放物型方程式に対するLp粘性解の正則性（微分可能性や可積分性）理論、及び初期値・境界値問題の一意性を考察し、確率微分ゲーム理論への応用も研究する。正則性理論においては、明示的に解を構成することでその最適性も調べる。応用に関しては、得られた正則性評価を用いて、２人のプレイヤーの確率微分ゲームから現れるIsaacs方程式の粘性解による近似最適制御を考察する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、数理ファイナンスを含む最適制御理論や確率微分ゲーム理論等で発展してきた粘性解理論に関して、１階微分項に非有界係数をもつ完全非線形一様放物型偏微分方程式に対するＬｐ粘性解の正則性（微分可能性、可積分性）、及びＤｉｒｉｃｈｌｅｔ－Ｃａｕｃｈｙ問題の解の一意性を導くことで、非発散型の放物型方程式に関する新たな知見を得ることである。令和４年度の研究の目的は、Ｌｐ粘性解に対してＷ２，ｐ評価が得られる完全非線形放物型方程式の構造の中で、２階微分項に関する凸性及びその係数に対する一様連続性の仮定より弱い条件、及び完全非線形放物型方程式に対するＤｉｒｉｃｈｌｅｔ－Ｃａｕｃｈｙ問題のＬｐ粘性解の一意性が得られるような、方程式の１階及び２階微分項の係数に対する条件を明らかにすることである。
上記で述べた目的のために、放物型Ｃａｌｄｅｒｏｎ－Ｚｙｇｍｕｎｄ評価、および非斉次項が時空ルベーグ空間に属する方程式に対する最大値原理を考察した。Ｄｏｎｇ－Ｋｒｙｌｏｖ－Ｌｉによって示された完全非線形楕円型・放物型方程式の可解性、および解のＣａｌｄｅｒｏｎ－Ｚｙｇｍｕｎｄ評価のＬｐ粘性解への一般化、およびその応用としてＢｅｌｌｍａｎ方程式の粘性解を用いた近似最適制御の構成法を考察した。また、非斉次項が時空ルベーグ空間に属する場合、Ａ．Ｉ．Ｎａｚａｒｏｖ（２０１５年、ａｒＸｉｖ）によって示された放物型方程式に対する最大値原理の粘性解への一般化も考察した。前者については、縮尺法による単純化された極限方程式として、二階微分項に関して凸性を持つ方程式を考え、その解の評価を元の方程式に引き戻す。Ｌｐ粘性解の放物型版Ｃａｌｄｅｒｏｎ－Ｚｙｇｍｕｎｄ評価の確立により、非等法的Ｓｏｂｏｌｅｖの埋蔵定理をより精密に扱える可能性がある。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] H\"older gradient estimates on Lp-viscosity solutions of fully nonlinear parabolic equations with VMO coefficients (2021)
  • Author(s): 舘山翔太
  • Organizer: 日本数学会2021年度年会