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グラフ準同型写像の関数解析学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K04926
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 解析学基礎
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

瀬戸 道生  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 総合教育学群, 准教授 (30398953)

研究分担者 須田 庄  愛知教育大学, 教育学部, 講師 (30710206)
細川 卓也  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90553579)
研究協力者 谷口 哲至  
星 一貴  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードグラフ / ラプラシアン / 再生核 / 再生核ヒルベルト空間 / 擬直交分解 / グラフ準同型写像
研究成果の概要

本研究ではグラフの包含をヒルベルト空間の埋め込みの言葉に翻訳し、そこに de Branges-Rovnyak 理論を適用できることを示した。具体的な成果は次の2点である。
1.グラフの増大列に対し、離散 de Branges-Rovnyak 分解を適用し、グラフの連結成分に関する不等式を線形代数的な議論から導いた。
2.グラフの包含に対し、連続 de Branges-Rovnyak 分解を適用し、グラフラプラシアンに関する不等式を得た。なお、de Branges による Bieberbach 予想の最初の証明は難解なことで知られているが、本研究はそれに対するトイモデルを与えたことに相当する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有限グラフの包含関係や増大列は、グラフの時間発展の最も基本的な場合であり、数学だけでなく情報科学や、カーネル法を経由することで機械学習の分野にも現れる。従って、本研究のアイデアとそれに基づいて整備された道具が他分野に応用できることは大いに考えられる。実際、研究期間の最後の半年では、応用系の研究者との会合に参加し、理論と応用それぞれの問題意識を交換する機会を複数回もった。その成果は、現在、講義ノートとして整理中である。このように、本研究課題は純数学的な問題意識から出発したものであったが、最終的に数学内に留まるものではなく、他分野への応用の可能性も広げる意義のあるものとなった。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Gram matrices of reproducing kernel Hilbert spaces over graphs IV (quadratic inequalities for graph Laplacians)2019

    • 著者名/発表者名
      Michio Seto and Sho Suda
    • 雑誌名

      Algebra i Analiz

      巻: 31 ページ: 143-155

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gram matrices of reproducing kernel Hilbert spaces over graphs III2017

    • 著者名/発表者名
      Michio Seto and Sho Suda
    • 雑誌名

      Operators and Matrices

      巻: 11 号: 3 ページ: 759-768

    • DOI

      10.7153/oam-11-52

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Composition operators induced by injective homomorphisms on infinite weighted graphs2016

    • 著者名/発表者名
      Michio Seto
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 435 号: 2 ページ: 1467-1477

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2015.11.021

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 再生核と重み付き無限グラフ上の準同型写像について2016

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 道生
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1980 ページ: 81-94

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Applications of de Branges-Rovnyak decomposition to Graph Theory2018

    • 著者名/発表者名
      Michio Seto
    • 学会等名
      Recent Advances in Operator Theory and Operator Algebras 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Applications of the theory of quasi-orthogonal integrals2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸道生
    • 学会等名
      等距離写像理論と保存問題の多様な視点からの研究
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of the theory of quasi-orthogonal integrals to graph theory2018

    • 著者名/発表者名
      瀬戸道生
    • 学会等名
      日本数学会2018年度年会(応用数学分科会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Quadratic inequalities for graph Laplacians2017

    • 著者名/発表者名
      瀬戸道生
    • 学会等名
      離散数学とその応用研究集会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Krein space representation of submodules in the Hardy space over the bidisk2016

    • 著者名/発表者名
      Michio Seto
    • 学会等名
      Recent advances in Operator Theory and Operator Algebras 2016
    • 発表場所
      Indian Statistical Institute
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再生核と重み付き無限グラフ上の準同型写像について2015

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 道生
    • 学会等名
      再生核の応用についての総合的な研究
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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