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離散可積分系の行列式解の漸近解析とその数値計算アルゴリズムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15J00029
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

新庄 雅斗  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015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 / ハングリー可積分系 / 戸田方程式 / 漸近解析 / ロトカ・ボルテラ系 / フィボナッチ数
研究実績の概要

近年,可積分系理論の数値計算への応用が見出され,可積分な離散戸田方程式と数学的に等価なquotient-differenceアルゴリズムは3重対角行列の固有値計算アルゴリズムとして国際標準となっている.最終年度は,離散戸田方程式の拡張と見なせる離散ハングリー戸田方程式及びその非自励版に対して,一般解の構造や関連する固有値問題を明らかにし,正値性が崩れる場合でも,解の一部が離散時間極限において帯行列の固有値に収束することを示した.これは可積分系由来の固有値計算アルゴリズムの広範な実用化には欠かせない進展である.これらの成果については,国際会議発表を経て, 離散ハングリー戸田方程式については平成29年5月にEast Asian Journal on Applied Mathematics誌に,非自励版については平成30年1月にJournal of integrable Systems誌においてそれぞれ採録された.また,非自励な離散ハングリー戸田方程式に現れるシフトパラメータの連続極限で得られる力学系が,帯行列に関するラックス表示をもつことを明らかにした.これは離散可積分系由来の固有値計算アルゴリズムの背景には,保存量をもつラックス型力学系が存在することを意味しており,ラックス表示の観点から新しい固有値計算アルゴリズムへの応用が期待される.この結果は現在,学会発表を経て,海外の専門誌に投稿中である.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Integrable Properties of a Variant of the Discrete Hungry Toda Equations and Their Relationship to Eigenpairs of Band Matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishiyama, Masato Shinjo, Koichi Kondo, Masashi Iwasaki
    • 雑誌名

      East Asian Journal on Applied Mathematics

      巻: 7 号: 4 ページ: 785-798

    • DOI

      10.4208/eajam.300716.300517a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic analysis of non-autonomous discrete hungry integrable systems2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo, Yoshimasa Nakamura, Masashi Iwasaki, Koichi Kondo
    • 雑誌名

      Journal of Integrable Systems

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1093/integr/xyy001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An extended Fibonacci sequence associated with the discrete hungry Lotka-Volterra system2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo, Kanae Akaiwa, Masashi Iwasaki, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Biomathematics

      巻: 10 号: 03 ページ: 1750043-1750043

    • DOI

      10.1142/s1793524517500437

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An asymptotic analysis for an integrable variant of the Lotka-Volterra prey--predator model via a determinant expansion technique2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo, Masashi Iwasaki, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata, Yusaku Yamamoto and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Cogent Mathematics

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 1046538-1046538

    • DOI

      10.1080/23311835.2015.1046538

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヘッセンベルグ行列が現れるラックス可積分系について2018

    • 著者名/発表者名
      新庄雅斗,岩崎雅史,近藤弘一
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年 研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Non-autonomous discrete hungry integrable systems and asymptotic expansions of their determinant solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo, Yoshimasa Nakamura, Masashi Iwasak, Koichi Kondo
    • 学会等名
      The Tenth IMACS International Conference on Nonlinear Evolution Equations and Wave Phenomena: Computation and Theory
    • 発表場所
      Athens GA (USA)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On condition numbers of coeffcient matrices in the block cyclic reduction method2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo
    • 学会等名
      East Asian Core Doctorial Forum on Mathmatics 2017
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固有ベクトルを求めるためのツイスト分解の計算量削減2017

    • 著者名/発表者名
      新庄雅斗,岩崎雅史,中村佳正
    • 学会等名
      第46回数値解析シンポジウム -NAS2017-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固有値問題に関連する非自励型ハングリー可積分系について2017

    • 著者名/発表者名
      新庄雅斗
    • 学会等名
      RIMS研究集会2017「可積分系の数理と応用」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Comprehensive analysis of the discrete hungry integrable systems via an infinite sequence2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo
    • 学会等名
      The 3rd China-Japan Joint Workshop on Integrable Systems
    • 発表場所
      Xi'an (China)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solutions to Discrete Hungry Integrable Systems and Their Asymptotic Expansions2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo
    • 学会等名
      SIAM: East Asian Section Conference 2016
    • 発表場所
      Macau (China)
    • 年月日
      2016-06-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 対称ブロックCyclic Reduction法における係数行列の固有値変化について2016

    • 著者名/発表者名
      新庄雅斗,王坦,中村佳正,岩崎雅史
    • 学会等名
      第45回 数値解析シンポジウム -NAS2016-
    • 発表場所
      霧島ホテル(鹿児島県・霧島市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Asymptotic analysis for the discrete hungry Lotka-Volterra system and an associated Fibnacci sequence2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Shinjo
    • 学会等名
      East Asian Core Doctorial Forum on Mathmatics 2016
    • 発表場所
      Fudan University
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 実対称5重対角行列の固有値に収束する解をもつ力学系とその離散化2015

    • 著者名/発表者名
      石川貴弘,新庄雅斗,岩崎雅史,中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年度年会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 離散戸田方程式における時間発展の拡張について2015

    • 著者名/発表者名
      新庄雅斗,中村佳正,岩崎雅史,近藤弘一
    • 学会等名
      第44回 数値解析シンポジウム -NAS2015-
    • 発表場所
      甲州市勝沼ぶどうの丘
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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