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微分方程式の粘性解とその応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12440044
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 基礎解析学
研究機関早稲田大学 (2001-2002)
東京都立大学 (2000)

研究代表者

石井 仁司  早稲田大学, 教育学部, 教授 (70102887)

研究分担者 酒井 良  東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70016129)
望月 清  中央大学, 理工学部, 教授 (80026773)
儀我 美一  北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70144110)
石井 克幸  神戸商船大学, 商船学部, 助教授 (40232227)
小池 茂昭  埼玉大学, 理学部, 教授 (90205295)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2002年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2001年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2000年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード粘性解 / 最適制御 / 曲率流 / ハミルトン・ヤコビ方程式 / ガウス曲率流 / 確率制御 / 等高面法 / 一様楕円型方程式 / 凸化ガウス曲率流 / 離散確率近似 / 緩和 / 積分微分方程式 / 特異摂動 / 適正粘性解 / 半連続粘性解 / 退化楕円形方程式 / 退化楕円型方程式
研究概要

本研究により,次のような成果を得た.(1)海岸で波に洗われる石の磨耗の数学的モデルとして,1974年にW.Fireyはガウス曲率流を提唱した.これを一般化して石が凸でない場合を考え,その磨耗のモデルとして非局所的ガウス曲率流(凸化ガウス曲率流)を導入し,この凸化ガウス曲率流に対する等高面法を確立した.(2)この凸化ガウス曲率流に対する弱解を定義し,その一意性を証明し,さらにその存在を離散確率近似により証明した.(3)確率制御における状態拘束問題を研究し,これまでに知られていた条件に較べてより自然でかつ弱い仮定のもとで,その値関数のリプシッツ連続性,ヘルダー連続性,値関数が対応するベルマン方程式の粘性解であること,この方程式の状態拘束問題の粘性解が一意に存在することを証明した.(3)バーガース方程式に代表される解がショック現象を起こす1階の偏微分方程式に対して,適正粘性解の概念を導入し,発散型とは限らない1階の方程式の大域的な不連続解の一意存在を確立し,さらに粘性消滅法による近似解のグラフのハウスドルフ距離における適正粘性解への収束を確立した.(4)解の勾配に関しての増大度が2次であるような一様楕円型方程式のL^P粘性解に対するヘルダー連続性評価を,L^∞評価成立の仮定の下で,証明した.(5)Capillary型の境界条件の下での平均曲率流に対する等高面法において現れる特異放物型偏微分方程式とその一般化に対する粘性解の比較定理を確立し,粘性解の一意存在とCapillary型境界条件下での平均曲率流の一意存在を確立した.(6)積分項を持つハミルトン・ヤコビ方程式に対して,積分論における単調関数族の議論により,方程式がボレル可測関数で与えられる場合に粘性解の存在を示し,一般的な粘性解の存在定理を確立した.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 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] Hitoshi Ishii: "Asymptotic analysis for a class of infinite systems of first-order PDE : nonlinear parabolic PDE in the singular limit"Comm.Partial Differential Equations. 28(印刷中). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii: "A class of stochastic optimal control problems with state constraint"Indiana Univ.Math.J.. 51. 1167-1197 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio Mikami: "A two-dimensional random crystalline algorithm for Gauss curvature flow"Adv.In Appl.Probab.. 34. 491-504 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshikazu Giga: "Viscosity solutions with shocks"Comm.Pure Appl.Math.. 55. 431-480 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii: "A mathematical model of the wearing process of a nonconvex stone"SIAM J.Math.Anal.. 33. 860-876 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii: "On the rate of convergence in homogenization of Hamilton-Jacobi equations"Indiana Univ.Math.J.. 50. 1113-1129 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii and Kazufumi Shimano: "Asymptotic analysis for a class of infinite systems of first-order PDE : nonlinear parabolic PDE in the singular limit"Comm. Partial Differential Equations. 28-1/2. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii and Paola Loreti: "A class of stochastic optimal control problems with state constraint"Indiana Univ. Math. J.. 51-5. 1167-1196 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii and Toshio Mikami: "A two-dimensional random crystalline algorithm for Gauss curvature flow"Adv. In Appl. Probab.. 34-3. 491-504 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshikazu Giga: "Viscosity solutions with shocks"Comm. Pure Appl. Math.. 55-4. 431-480 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki Koike and Toshimi Takahashi: "Remarks on regularity of viscosity solutions for fully nonlinear uniformly elliptic PDEs with measurable ingredients"Adv. Differential Equations. 7-4. 493-512 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii and Toshio Mikami: "A mathematical model of the wearing process of a nonconvex stone"SIAM J. Math. Anal.. 33-4. 860-876 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Italo Capuzzo Dolcetta and Hitoshi Ishii: "On the rate of convergence in homogenization of Hamilton-Jacobi equations"Indiana Univ. Math. J.. 50-3. 1113-1129 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Ishii and Katsuyuki Ishii: "An approximation scheme for motion by mean curvature with right-angle boundary condition"SIAM J. Math. Anal.. 33-2. 369-389 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mi-Ho Giga and Yoshikazu Giga: "Generalized motion by nonlocal curvature in the plane"Arch. Rat. Mech. Anal.. 159-4. 295-333 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ishii, P.Loreti: "Relaxation in an L^∞ optimization problem"Proc. Royal Soc. Edinburgh. 133(未定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, T.Mikami: "A level set approach to the wearing process of a nonconvex stone"Calc. Var. Partial Differential Equations. (未定).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, K.Shimano: "Asymptotic analysis for a class of infinite systems of first-order PDE : nonlinear parabolic PDE in the singular limit"Comm. Partial Differential Equations. 28・1/2(未定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, P.Loreti: "A class of stochastic optimal control problems with state constraint"Indiana Univ. Math. J.. 51・5. 1167-1196 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, T.Mikami: "A two-dimensional random crystalline algorithm for Gauss curvature flow"Adv. in Appl. Probab.. 34・3. 491-504 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Giga: "Viscosity solutions with shocks"Comm. Pure Appl. Math.. 55・4. 431-480 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 仁司: "A mathematical model of the wearing process of a nonconvex stone"SIAM J. Math. Anal. 33・4. 860-876 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 仁司: "On the rate of convergence in homogenization of Hamilton-Jacobi equations"Indiana Univ. Math. J. 50・3. 1113-1129 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 仁司: "Hamilton-Jacobi equations with partial gradient and application to homoge-nization"Comm. Partial Differential Equations. 26・5-6. 983-1002 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 仁司: "An a approximation scheme for motion by mean curvature with right-angle boundary condition"SIAM J. Math. Anal. 33・2. 369-389 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 儀我 美一: "Generalized motion by nonlocal curvature in the plane"Arch. Rat. Mech. Anal. 159・4. 295-333 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小池 茂昭: "Remarks on regularity of viscosity solutions for fully nonlinear uniformly elliptic PDEs with measurable ingredients"Adv. Differential Equations. 7・4. 493-512 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石井仁司: "A PDE approach to stochastic invariance"Discrete Contin.Dynam.Systems. 6・1. 651-664 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石井仁司: "A Dirichlet type problem for nonlinear degenerate elliptic equations arising in time-optimal stochastic control"Adv.Math.Sci.Appl.. 10・1. 329-352 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石井仁司: "A characterization of the existence of solutions for Hamilton-Jacobi equations in ergodic control problems with applications"Appl.Math.Optim.. 42・1. 35-50 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 儀我美一: "Crystalline and level set flow-convergence of a crystalline algorithm for a general anisotropic curvature flow in the plane"Free boundary problems : theory and applications, I (Chiba). 64-79 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 望月清: "Large time behavior and life span for a quasilinear parabolic equation with slowly decaying initial values"Nonlinear Anal.Ser.A : Theory Methods. 39・1. 33-45 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小池茂昭: "Uniqueness of lower semicontinuous viscosity solutions for the minimum time problem"SIAM J.Control Optim.. 38・2. 470-481 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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