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最適制御・微分ゲームの粘性解理論による研究

研究課題

研究課題/領域番号 12640103
研究種目

基盤研究(C)

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)
研究機関埼玉大学

研究代表者

小池 茂昭  埼玉大学, 理学部, 教授 (90205295)

研究分担者 新居 俊作  九州大学, 大学院・数理学研究院, 助教授 (50282421)
桜井 力  埼玉大学, 理学部, 教授 (40187084)
辻岡 邦夫  埼玉大学, 理学部, 教授 (30012412)
石井 仁司  早稲田大学, 教育学部, 教授 (70102887)
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
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード粘性解 / 退化楕円型方程式 / 一様楕円型方程式 / 完全非線形方程式 / 変分問題 / ハルナック不等式 / 数理ファイナンス / 最適制御 / 退化楕円形方程式 / 一様楕円形方程式 / ハルナックの不等式 / 微分ゲーム / 状態拘束条件
研究概要

(1)Dirichlet型の境界条件と状態拘束型の境界条件の同値性を宗すことで、最短到達時刻問題の値関数(value function)の一意的な特徴づけ、及び解の表現公式を与えた。また、半連続粘性解と動的計画原理の同値性を初めて証明した。
(2)典型的な微分ゲーム「追跡・逃避」問題の状態拘束問題を定式化し、値関数の一意的な特徴づけを行った。また、時間離散近似した値関数の収束性を導いた。
(3)状態拘束問題において、(半離散近似を用いず)Hamilton-Jacobi方程式自体から直接、近似最適制御を初めて構成した。
(4)1階微分に関して一次以上の増大度を持った完全非線形二階一様楕円型方程式で、係数や非斉次項に不連続性がある場合を研究した。増大度が2次未満の場合、Holder連続性は、Alexandrov-Bakelman-Pucciの(ABPと略す)最大値原理とCaffarelliの方法による、Harnackの不等式が成立することを示した。二次の増大度を持つ場合、ABP最大値原理が成立しない例を構成し、一方、ABP最大値原理が成立するための十分条件を導き、その条件下でL^p-粘性解のDirichlet境界値問題の存在を示した。
(5)様々な位相同値なエネルギーから導かれる異なるタイプのP-ラプラシアンを含む方程式の完全不連続な極限方程式を粘性解で特徴付けた。
(6)数理ファイナンスに現れる、障害(obstacle)問題の解の二階微分が局所有界であることを示し、一次元の場合の伊藤の公式を用いて最適ポリシーを構成した。

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

    (56件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (56件)

  • [文献書誌] S.Koike: "Interior Holder estimates for fully nonlinear uniformly elliptic second-order PDEs with measurable and quadratic ingredients"数理解析研究所講究録. 1242. 16-29 (2002)

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  • [文献書誌] S.Koike: "On fully nonlinear PDEs with quadratic nonlinearity"数理解析研究所講究録. 1287. 1-11 (2002)

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  • [文献書誌] S.Koike, H.Morimoto: "On variational inequalities for leavable boundary-velocity control"Applied Mathematics & Optimization. (掲載決定).

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  • [文献書誌] S.Koike, A.Swiech: "Maximum principle and existence of L^p-viscosity solutions for fatty nonlinear uniformly elliptic equations with measurable and quadratic terms"Nonlinear Differential Equations and Applications. (掲載決定).

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  • [文献書誌] S.Koike, T.Takahashi: "Remarks on regularity of viscosity solutions of fully nonlinear uniformly elliptic PDEs with measurable in gradients"Advances in Differential Equations. 7・4. 493-512 (2002)

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  • [文献書誌] S.Koike, T.Ishibashi: "On a class of fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"数理解析研究所講究録. 1197. 84-94 (2001)

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  • [文献書誌] O.Alvarez, S. Koike, I.Nakayama: "Uniqueness of lower semicontinuous viscosity solutions for the minimum time problem"SIAM Jouranal on Control and Optimization. 38(2). 470-481 (2000)

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  • [文献書誌] M.Bardi, S. Koike, P.Soravia: "Pursuit-evasion games with state constraints : dynamic programming and discrete-time approximations"Discrete and Continuous Dynamical Systems. 6(2). 361-380 (2000)

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  • [文献書誌] H. Ishii, S. Koike: "On ε-optimal controls for state constraint problems"Annales de l'Institut Henri Poincare, Analyses Non Lineaire. 17(4). 473-502 (2000)

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  • [文献書誌] S. Koike: "ε-optimal controls for state constraint problems"Surikaisekikenkyusho Kokyuroku. 1135. 110-119 (2000)

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  • [文献書誌] S. Koike: "A new method of construction of ε-optimal feedback controls from Hamilton-Jacobi equations"Proceedings of the Ninth Tokyo Conference on Nonlinear PDE 1999. 14-22 (2001)

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  • [文献書誌] S. Koike: "Tiny results on L^p - viscosity solutions of fully nonlinear uniformly elliptic equations"Proceedings of the Tenth Tokyo Conference on Nonlinear PDE 2000. 10-19 (2001)

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  • [文献書誌] T. Ishibashi, S. Koike: "On fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"SIAM Journal on Mathematical Analysis. 33(3). 545-569 (2001)

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  • [文献書誌] T. Ishibashi, S. Koike: "On a class of fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"Surikaisekikenkyusho Kokyuroku. 1197. 84-94 (2001)

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  • [文献書誌] S. Koike, T. Takahashi: "Remarks on regularity of viscosity solutions of fully nonlinear uniformly elliptic PDEs with measurable ingredients"Advances in Differential Equations. 7(4). 493-51 (2002)

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  • [文献書誌] S. Koike: "Interior Holder estimates for fully nonlinear uniformly elliptic second-order PDEs with measurable and quadratic ingredients"Surikaisekikenkyusho Kokyuroku. 1242. 16-29 (2002)

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  • [文献書誌] S. Koike: "On fully nonlinear PDEs with quadratic nonlinearity"Surikaisekikenkyusho Kdkyuroku. 1287. 1-11 (2002)

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  • [文献書誌] S. Koike, H. Morimoto: "On variational inequalities for leavable boundary-velocity control"Applied Mathematics and Optimization. To appear.

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  • [文献書誌] S. Koike, A. Swiech: "Maximum principle and existence of L^p - viscosity solutions for fully nonlinear uniformly elliptic equations with measurable and quadratic terms"Nonlinear Differential Equations and Applications. to appear.

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  • [文献書誌] Y.- H. Shao, K. Tsujioka: "On proper-efficiency for nonsmooth multiobjective optimal control problems"Bulltin of Informatics and Cybernetics. 32(2). 139-155 (2000)

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  • [文献書誌] K. Tsujioka, J. Uchiumi: "Approximate controllability of a system coupled by Euler-Bernoulli beams"Advances in Mathematical Science and Applications. 12(2). 645-663 (2002)

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  • [文献書誌] S. Nii.: "A topological approach to stability of pulses bifurcating from an inclination-flip homo-clinic orbit"Methods and Applications of Analysis. 7(1). 205-231 (2000)

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  • [文献書誌] S. Nii.: "The accumulation of eigenvalues in a stability problem"Physica D. 142(1-2). 70-86 (2000)

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  • [文献書誌] S. Nil.: "Pitchfork and Hopf bifurcations of traveling pulses generated by coexisting front and back waves"Methods and Applications of Analysis. 7(4). 615-639 (2000)

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  • [文献書誌] M. Bardi, P. Goatin, H. Ishii: "A Dirichlet type problem for nonlinear degenerate elliptic equations arising in time-optimal stochastic control"Advances in Mathematical Sciences and Applications. 10(1). 329-352 (2000)

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  • [文献書誌] M. Arisawa, H. Ishii. P.-L. Lions: "A characterization of the existence of solutions for Hamilton-Jacobi equations in ergodic control problems with applications"Applied Mathematics and Opti-mization. 40(1). 35-50 (2000)

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  • [文献書誌] P. Loreti, H. Ishii, T. E. Tessitore: "A PDE approach to stochastic invariance"Discrete and Continuous Dynamical Systems. 6(3). 651-664 (2000)

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  • [文献書誌] H. Ishii: "A generalization of a theorem of Barron and Jensen and a comparison theorem for lower semicontinuous viscosity solutions"Proceeding of Royal Society of Edinburgh. 131(1). 137-154 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ishii: "Gauss curvature flow and its approximation"Free boundary problems : theory and applications II. 14. 198-206 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Alvarez, H. Ishii: "Hamilton-Jacobi equations with partial gradient and application to homogenization"Communications of Partial Differential Equations. 26(5-6). 983-1002 (2001)

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  • [文献書誌] H. Ishii, K. Ishii: "An approximation scheme for motion by mean curvature with right-angle boundary condition"SIAM Journal on Mathematical Analysis. 33(2). 369-389 (2001)

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  • [文献書誌] I. Capuzzo Dolcetta, H. Ishii: "On the rate of convergence in homogenization of Hamilton-Jacobi equations"Indiana University Mathematics Journal. 50(3). 1113-1129 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ishii, T. Mikami: "A mathematical model of the wearing process of a nonconvex stone"SIAM Journal on Mathematical Analysis. 34(3). 860-876 (2001)

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  • [文献書誌] H. Ishii, T. Mikami: "A two-dimensional random crystalline algorithm for Gauss curvature flow"Advances in Applied Probability. 34(3). 491-504 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Koike: "Interior Holder estimates for fully nonlinear uniformly elliptic second-order PDEs with measurable and quadratic ingredients"数理解析研究所講究録. 1242. 16-29 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike: "On fully nonlinear PDEs with quadratic nonlinearity"数理解析研究所講究録. 1287. 1-11 (2002)

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  • [文献書誌] S.Koike, H.Morimoto: "On variational inequalities for leavable boundary-velocity control"Applied Mathematics & Optimization. (掲載決定).

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  • [文献書誌] S.Koike, A.Swiech: "Maximum principle and existence of L^p-viscosity solutions for fully nonlinear uniformly elliptic equations with measurable and quadratic terms"Nonlinear Differential Equations and Applications. (掲載決定).

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike, T.Takahashi: "Remarks on regularity of viscosity solutions of fully nonlinear uniformly elliptic PDEs with measurable in gredients"Advances in Differential Equations. 7・4. 493-512 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike, T.Ishibasi: "On a class of fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"数理解析研究所講究録. 1197. 84-94 (2001)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike: "A new method of construction of ε-optimal feedback controls from Hamilton-Jacobi equations"Proceedings of the Ninth Tokyo Conference on Nonlinear PDE 1999. 14-22 (2001)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike: "Tiny results on L^p-viscosity solutions of fully nonlinear uniformly elliptic equations"Proceedings of the Tenth Tokyo Conference on Nonlinear PDE 2000. 10-19 (2001)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ishibashi, S.Koike: "On fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"SIAM Journal on Mathematical Analysis. 33・3. 545-569 (2001)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] O.Alvarez, S.Koike, I.Nakayama: "Uniqueness of lower semicontinuous viscosity solutions for the minimum time problem"SIAM Journal on Control and Optimization. 38・2. 470-481 (2000)

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  • [文献書誌] M.Bardi, S.Koike, P.Soravia: "Pursuit-evasion games with state constraints : dymanic programming and discrete-time approximations"Discrete and Continuous Dynamical Systems. 6・2. 361-380 (2000)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ishii, S.Koike: "On ε-optimal controls of state constraint problems"Annales de l'Institut Henri Poincare, Analyses Non Lineaire. 17・4. 473-502 (2000)

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  • [文献書誌] S.Koike: "ε-optimal controls for state constraint problems"数理解析研究所講究録. 1135. 110-119 (2000)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ishibashi, S.Koike: "On a class of fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"数理解析研究所講究録「非線形発展方程式とその応用」. 1197. 84-94 (2001)

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  • [文献書誌] S.Koike: "Tiny results on L^p-viscosity solutions of fully nonlinear uniformly elliptic equations"Proceedings of the Tenth Tokyo Conference on Nonlinear PDE. 10-19 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ishibashi, S.Koike: "On fully nonlinear PDEs derived from variational problems of L^p norms"SIAM Journal on Mathematical Analysis. 33・3. 549-569 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike, T.Takahashi: "Remarks on regularity of viscosity solutions of fully nonlinear uniformly ellcptic PDEs with measurable ingredients"Advances in Differential Equations. 7・4. 493-512 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike,O.Alvarez and I.Nakayama: "Uniqueness of lower semicontinuous viscosity solutions for the minimum time problem"SIMA Journal on Control and Optimization. 38(2). 470-481 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Koike,M.Bardi and P.Soravia: "Pursuit-evasion games with state constraints : dynamic programming and discrete-time approximations"Discrete and Continuous Dynamical Systems. 6(2). 361-380 (2000)

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  • [文献書誌] S.Koike and H.Ishii: "On ε-optimal controls for state constraint problems "Annales de l'Institut Henri Poincare, Analyse Non Lineaire. 17(4). 473-502 (2000)

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      2000 実績報告書
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      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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