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離散凸解析の応用開拓の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12450040
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 工学基礎
研究機関東京大学 (2002)
京都大学 (2000-2001)

研究代表者

室田 一雄  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50134466)

研究分担者 田村 明久  京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (50217189)
松浦 史郎  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助手 (00332619)
松井 知己  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (30270888)
降旗 大介  大阪大学, サイバーメディアセンター, 助教授 (80242014)
塩浦 昭義  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (10296882)
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
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2000年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワード凸解析 / 凸関数 / 凸集合 / マトロイド / 離散最適化 / 数理計画 / 非線形計画 / ネットワークフロー / 離散凸解析 / 数理経済学 / 不可分財市場 / 競争均衡 / M凸関数最小化 / アルゴリズム
研究概要

本研究課題の主題,研究代表者が1990年代の中頃から提唱している離散凸解析の応用開拓である.本研究課題では下記に挙げた研究成果を得ることが出来た.いずれの研究成果も査読つき国際会議や学術雑誌に採択されている.
(1)数理経済学において,離散凸解析の応用研究として3つの成果を上げた.第1の成果は,複数の不可分財と貨幣からなる市場において競争均衡が存在するための十分条件を与えるなど,理論構築を行なった.第2の成果は,離散凸解析のおいて中心的役割をなすM凸関数の新しい特徴付けを与えた.この特徴付けは,数理経済学では良く知られた粗代替性や単改良性を用いたものである.第3の成果は,先に述べた不可分財と貨幣からなる市場において,競争均衡を求めるアルゴリズムの開発である.このアルゴリズムは,離散凸解析における最適化問題の一つであるM凸劣モジュラ流問題を利用したもので,多項式時間で均衡の存在判定を行ない,均衡が存在する場合はその一つを求める.
(2)離散凸解析において中心的な役割を果たすM凸関数の最小化問題に対する近接定理を示すとともに,高速なアルゴリズムを開発した.
(3)工学システムのもつ組合せ構造を離散凸解析の立場から論じた.特に,電気回路や制御システムの取扱いを目的として,混合多項式行列を考察し,効率的な組合せ緩和アルゴリズムを提案した.
(4)オペレーションズ・リサーチの諸問題に対し,離散凸解析の結果を利用した解法が適用可能か否かを検証した.その結果を踏まえて,ネットワークデザインや最大カット問題に対して効率的な解法を提案した.

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

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] K.Murota, A.Shioura: "Extension of M-convexity and L-convexity to Polyhedral Convex Functions"Advances in Applied Mathematics. 25. 352-427 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Danilov, G.Koshevoy, K.Murota: "Discrete Convexity and Equilibria in Economies with Indivisible Goods and Money"Mathematical Social Sciences. 41. 251-273 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Iwata, K.Murota: "Combinatorial Relaxation Algorithm for Mixed Polynominal Matrices"Mathematical Programming, Series A. 90.2. 353-371 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Murota, A.Tamura: "New Characterizations of M-convex Functions and Their Applications to Economic Equilibrium Models with Indivisibilities"Discrete Applied Mathematics. (to appear). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Moriguchi, K.Murota, A.Shioura: "Scaling Algorithms for M-convex Function Minimization"IEICE Transactions on Fundamentals. E85・A. 922-929 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Saito, S.Matuura, T.Matsui: "A Linear Relaxation for Hub Network Design Problems"IEICE Transactions on Fundamentals. E85・A. 1000-1005 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 室田 一雄: "離散凸解析"共立出版. 308 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Murota and A. Shioura: "Extension of M-convexity and L-convexity to Polyhedral Convex Functions"Advances in Applied Mathematics. 25. 352-427 (2000)

    • 説明
      「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] V. Danilov, G. Koshevoy and K. Murota: "Discrete Convexity and Equilibria in Economies with Indivisible Goods and Money"Mathematical Social Sciences. 41. 251-273 (2001)

    • 説明
      「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] S. Iwata and K. Murota: "Combinatorial Relaxation Algorithm for Mixed Polynominal Matrices"Mathematical Programming, Series A. 90.2. 353-371 (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] K. Murota and A. Tamura: "New Characterizations of M-convex Functions and Their Applications to Economic Equilibrium Models with Indivisibilities"Discrete Applied Mathematics. to appear. (2003)

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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] S. Moriguchi, K. Murota and A. Shioura: "Scaling Algorithms for M-convex Function Minimization"IEICE Transactions on Fundamentals. E85.A. 922-929 (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] H. Saito, S. Matuura, and T. Matsui: "A Linear Relaxation for Hub Network Design Problems"IEICE Transactions on Fundamentals. E85.A. 1000-1005 (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] K. Murota: "Discrete Convex Analysis"Kyoritsu Publishing Company. (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] S.Moriguchi, K.Murota, A.Shioura: "Scaling Algorithms for M-convex Function Minimization"IEICE Transactions on Fundamentals. E85-A. 922-929 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Moriguchi, K.Murota: "Capacity Scaling Algorithm for Scalable M-convex Submodular Flow Problems"Optimization Methods and Software. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tamura: "On Convolution of L-convex Functions"Optimization Methods and Software. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Saito, S.Matuura, T.Matsui: "A Linear Relaxation for Hub Network Design Problems"IEICE Transactions on Fundamentals. E85-A. 1000-1005 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matuura, T.Matsui: "New Approximation Algorithm for MAX2SAT and MAX DICUT"Journal of Operations Research Society of Japan. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Geelen, S.Iwata, K.Murota: "The Linear Delta-Matroid Parity Problem"Journal of Combinatorial Theory, Series B. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Murota: "Discrete Convex Analysis"Society for Industrial and Applied Mathematics. 380 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Murota, A.Shioura: "Relationship of M-/L-convex functions with discrete convex functions by Miller and by Favati-Tardella"Discrete Applied Mathematics. 115. 151-176 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] V.Danilov, G.Koshevoy, K.Murota: "Discrete convexity and equilibria in economies with indivisible goods and money"Mathematical Social Sciences. 41. 251-273 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Iwata, K.Murota: "Combinatorial relaxation algorithm for mixed polynomial matrices"Mathematical Programming, Series A. 90・2. 353-371 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Murota, A.Tamura: "New characterizations of M-convex functions and their applications to economic equilibrium models with indivisibilities"Discrete Applied Mathematics. (to appear). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Moriguchi, K.Murota, A.Shioura: "Scaling algorithms for M-convex function minimization"IEICE Transactions on Systems and Information. E85-D. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Matsui, T.Matsui: "NP-completeness for calculating power indices of weighted majority games"Theoretical Computer Science. 263. 305-310 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 室田 一雄: "離散凸解析"共立出版. 308 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Murota: "Algorithms in Discrete Convex Analysis"IEICE Transactions on Systems and Information. E83-D. 344-352 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fujishige and K.Murota: "Notes on L-/M-convex Functions and the Separation Theorems"Mathematical Programming. 88. 129-146 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fukuda,M.Kojima,K.Murota and K.Nakata: "Exploiting Sparsity in Semidefinite Programming via Matrix Completion, I : General Framework"SIAM Journal of Optimization. 11. 647-674 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Murota and A.Tamura: "On Circuit Valuation of Matroids"Advances in Applied Mathematics. 26(掲載予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Iwata and K.Murota: "Combinatorial Relaxation Algorithm for Mixed Polynomial Matrices"Mathematical Programming. (掲載予定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Tamura: "Perfect (0,±1)-Matrices and Perfect Bidirected Graphs"Theoretical Computer Science. 235. 339-356 (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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