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離散時間可積分系と数値計算アルゴリズム

研究課題

研究課題/領域番号 09440077
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 佳正  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50172458)

研究分担者 梶原 健司  同志社大学, 工学部, 助教授 (40268115)
広田 良吾  早稲田大学, 理工学部, 教授 (00066599)
長井 英生  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70110848)
小川 知之  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (80211811)
福島 正俊  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90015503)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード離散時間可積分系 / アルゴリズム / 単振り子 / ステファンセン反復 / 算術幾何平均のアルゴリズム / 可積分系 / 可解カオス系 / 正定値行列 / 差分法 / 反復法
研究概要

平成9年度には次の進展があった.まず,単振り子や非調和振動子などのセパラトリックスをもつ可積分力学系を広田差分法を用いて時間離散化した.離散系もまたセパラトリックスと離散版の保存量をもつが,セパラトリックスに対応する保存量の値は連続系の場合に完全に一致することが明らかとなった.また,1元の非線形方程式の反復解法であるSteffensen法を拡張して任意の収束次数をもつ反復解法を定式化した.新しい反復解法はHankel行列式の比を反復関数としている.εアルゴリズムの援用により計算量の増大を押さえることができ,Kepler方程式の解法では実際にsteffensen法より計算量が減少することを確かめた.
平成10年度には次の進展があった.算術平均演算と幾何平均演算の組み合わせで定義される算術幾何平均のアルゴリズムが第1種完全楕円積分を保存量とする離散時間可積分系とみなせることを明らかにした.この発見を出発点に,まず,類似の算術調和平均のアルゴリズムを定式化し,幾何平均へ2次収束性する離散時間可積分系であることを示した.さらに,初期値を負とした算術調和平均のアルゴリズムがBernoulliシフトの力学系に共役な可解カオス系となることを証明した.また,算術調和平均のアルゴリズムの拡張を論じ,対称な正定値行列の空間(凸性をもつRiemann多様体)上で初期値の平方根行列に2次収束するアルゴリズムを発見した.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Integrable deformation of Gaussian distribution and the Ornstein-Uhlenbeck process" Letters in Mathematical Physics. 43. 1-5 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura,K.Kajiwara,H.Shiotani: "On an integrable discretization of the Rayleigh quotient gradient system and the power method with a shift" Journal of Computational and Applied Mathematics. 96. 77-90 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kondo,Y.Nakamura: "An extension of Steffensen's iteration and its computational complexity" Interdisciplinary Information Sciences. 4. 129-138 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Nakamura,A.Mukaihira: "Dynamics of the finite Toda molecule over finite fields and a decoding algorithm" Physics Letters A. 249. 295-302 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Minesaki,Y.Nakamura: "On integrable discretization of integrable systems with separt rix" Physics Letters A. 250. 300-310 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Calculating Laplace transforms in terms of the Toda molecule" SIAM Journal on Scientific Computing. 20. 306-317 (1999)

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  • [文献書誌] 広田良吾: "差分学入門 情報化時代の微積分学" 培風館, 229 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura and L.Faybusovich: "On explicitly solvable gradient systems of Moser-Karmarkar type" J.Math.Anal.Appl.205. 88-106 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Jacobi algorithm for symmetric eigenvalue problem and integrable gradient system of Lax form" Japan J.Indust.Appl.Math.14. 159-168 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Integrable deformation of Gaussian distribution and the Ornstein-Uhlenbeck process" Lett.Math.Phys.43. 1-5 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura, K.Kajiwara, and H.Shiotani: "On an integrable discretization of the Rayleigh quotient gradient system and the power method with a shift" J.Comput.Appl.Math.96. 77-90 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kondo, Y.Nakamura: "An extension of Steffensen's iteration and its computational complexity" Interdiscip.Inform.Sci.4. 129-138 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura, A.Mukaihira: "Dynamics of the finite Toda molecule over finite fields and a decoding algorithm" Phys.Lett.A. 249. 295-302 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Minesaki, Y.Nakamura: "On integrable discretiza-tion of integrable systems with separatrix" Phys.Lett.A. 251. 300-310 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Calculating Laplace transforms in terms of the Toda molecule" SIAM J.Sci.Comput.20. 306-317 (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hirota, M.Iwao et al.: "From integrability to chaos in a Lotka-Volterra cellular automaton" Phys.Lett.A. 226. 39-44 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hirota: ""Molecule solution" of coupled modified KdV equation" J.Phys.Soc.Japan. 66. 2530-2532 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kajiwara, K.Yamamoto and Y.Ohta: "Rational solutions for the discrete Painleve II equation" Phya.Lett.A.232. 189 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kajiwara and Y.Ohta: "Determinant structure of the rational solutions for the Painleve IV equation" J.Phys.A.31. 2431 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maruno, K.Kajiwara and M.Oikawa: "Casorati determinant solutions for the discrete relativistic Todalattice equation" Phys.Lett.A. 241. 335 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Integrable deformation of Gaussian distribution and the Ornstein-Uhlenbeck process" Letters in Mathematical Physics. 43. 1-5 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura,K.Kajiwara,H.Shiotani: "On an integrable discretization of the Rayleigh quotient gradient system and the power method with a shift" Journal of Computational and Applied Mathematics. 96. 77-90 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kondo,Y.Nakamura: "An extension of Steffensen's iteration and its computational complexity" Interdisciplinary Information Sciences. 4. 129-138 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura,A.Mukaihira: "Dynamics of the finite Toda molecule over finite fields and a decoding algorithm" Physics Letters A. 249. 295-302 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Minesaki,Y.Nakamura: "On integrable discretization of integrable systems with separatorix" Physics Letters A. 250. 300-310 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Calculating Laplace transforms in terms of the Toda molecule" SIAM Journal on Scientific Computing. 20. 306-317 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura, L.Faybusovich: "On explicitly solvable gradient systems of Moser-Karmarkar type" Journal of Mathematical Analysis and Applications. vol.205. 88-106 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Jacobi algorithm for symmetric eigenvalue problem and integrable gradient system of Lax form" Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. vol.14. 159-168 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Calculating Laplace transforms in terms of the Toda molecule" SLAM Journal on Scientific Computing. (発表予定).

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 中村佳正: "ソリトン理論と数値計算法" 電子情報通信学会誌. 80巻11号. 1143-1146 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hirota, M.Iwao他: "From integrability to chaos in a Lotka-Volterra cellular automaton" Physics Letters A. vol.226. 39-44 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hirota: ""Molecule solution" of coupled modified KdV equation" Journal of Physical Society in Japan. vol.66. 2530-2532 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 広田良吾: "差分学入門 情報化時代の微積分学" 培風館, 229 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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