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可積分な固有値計算アルゴリズムによる重複固有値計算の漸近解析

研究課題

研究課題/領域番号 14J06045
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関京都大学

研究代表者

赤岩 香苗  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード離散可積分系 / 固有値問題 / 逆固有値問題 / totally nonnegative行列 / 重複固有値 / 漸近解析 / 行列式 / 固有値計算
研究実績の概要

可積分な離散戸田方程式との対応が知られているquotient-difference (qd) 法は、3重対角行列の固有値計算アルゴリズムとして著名であり、改良型のdqds法がLAPACKに実装され国際標準となっている。近年、こうした離散可積分系と数値計算アルゴリズムとの関係が注目されており、離散可積分系に基づいた「可積分アルゴリズム」と呼ばれる数値計算アルゴリズムが提案されている。本研究では、行列固有値計算のための可積分アルゴリズムに対して、行列が重複固有値をもつ場合の収束性等の性質を調べた。
上記の研究の発展として、平成26年度は離散可積分系と行列の逆固有値問題との対応を新たに発見した。逆固有値問題の重要な研究課題の1つとして、指定した固有値をもつ行列を構成するという問題がある。すべての小行列式が非負であるtotally nonnegative (TN) 行列の固有値計算アルゴリズムとしてdhToda法がある。dhToda法は、離散戸田方程式のある種の拡張である離散ハングリー戸田方程式の離散時間変数の発展に着目して定式化されている。そこで、離散ハングリー戸田方程式の離散空間変数の発展に着目して、ヘッセンベルグ型のTN行列に対する逆固有値問題の解法を構成し提案した。平成27年度は、平成26年度に引き続き、TN行列の逆固有値問題に離散可積分系の観点から取り組んだ。離散ハングリー戸田方程式を拡張させた拡張型離散ハングリー戸田方程式を新たに導出することで、任意の帯幅をもつTN行列に対する逆固有値問題の解法の開発に成功している。この成果は、2015年10月にアメリカ・アトランタで行われたSIAM Conference on Applied Linear Algebraにて講演を行った。また、国際学術論文誌Numerical Algorithmsに講演成果をまとめて投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A finite-step construction of totally nonnegative matrices with specified eigenvalues2015

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Yoshimasa Nakamura, Masashi Iwasaki, Hisayoshi Tsutsumi, Koichi Kondo
    • 雑誌名

      Numerical Algorithms

      巻: 未定 号: 3 ページ: 469-484

    • DOI

      10.1007/s11075-015-9957-x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 拡張型離散ハングリー戸田方程式の一般解と全非負逆固有値問題への応用2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 晃, 赤岩 香苗, 近藤 弘一
    • 学会等名
      日本応用数理学会連合発表会
    • 発表場所
      神戸学院大学ポートアイランドキャンパス
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TN行列の逆固有値問題と離散可積分系2015

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗
    • 学会等名
      第7回白浜研究集会
    • 発表場所
      旅館むさし(和歌山県西牟婁郡)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 拡張型離散ハングリー戸田方程式に付随するTN行列の逆固有値問題について2015

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 中村佳正, 岩崎雅史, 堤久宜, 吉田晃, 近藤弘一
    • 学会等名
      MIMS共同研究集会「可積分系が拓く現象数理モデル」
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Inverse eigenvalue problems for totally nonnegative matrices in terms of discrete integrable systems2015

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Yoshimasa Nakamura, Masashi Iwasaki, Hisayoshi Tsutsumi, Akira Yoshida, Koichi Kondo
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applied Linear Algebra
    • 発表場所
      Hyatt Regency Atlanta , Georgia, USA
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrete integrable systems solve inverse eigenvalue problems for totally nonnegative matrices2015

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa
    • 学会等名
      RIMS研究集会「可積分系理論の諸分野への応用」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-08-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 離散可積分系に関連するTN行列の逆固有値問題について2015

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 中村佳正, 岩崎雅史, 堤久宜, 吉田晃, 近藤弘一
    • 学会等名
      第44回数値解析シンポジウム
    • 発表場所
      ぶどうの丘(山梨県甲州市)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hessenberg型でないTN行列の逆固有値問題に対する有限ステップ解法について2015

    • 著者名/発表者名
      赤岩 香苗, 中村 佳正, 岩崎 雅史, 近藤 弘一
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス(東京都中野区)
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 離散ハングリー戸田方程式に関連づくTotally Nonnegative行列の逆固有値問題について2014

    • 著者名/発表者名
      赤岩 香苗
    • 学会等名
      第6回白浜研究集会
    • 発表場所
      旅館むさし(和歌山県西牟婁郡)
    • 年月日
      2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TN行列の逆固有値問題の離散ハングリー戸田方程式による有限ステップ解法について2014

    • 著者名/発表者名
      赤岩 香苗, 中村 佳正, 岩崎 雅史, 堤 久宜, 近藤 弘一
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都港区)
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Convergence to multiple eigenvalues in the quotient-difference algorithm2014

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Masashi Iwasaki, Koichi Kondo, Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      The 19th International Linear Algebra Society Conference
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea Republic
    • 年月日
      2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 離散ハングリー戸田方程式を用いたtotally nonnegative行列の作成法2014

    • 著者名/発表者名
      赤岩 香苗, 中村 佳正, 岩崎 雅史, 堤 久宜, 近藤 弘一
    • 学会等名
      第43回数値解析シンポジウム
    • 発表場所
      ホテル日航八重山(沖縄県石垣市)
    • 年月日
      2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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