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可積分アルゴリズムのブレークダウンへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 15K13457
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
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

中村 佳正  京都大学, 情報学研究科, 教授 (50172458)

研究分担者 關戸 啓人  京都大学, 国際高等教育院, 特定講師 (40718235)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード可積分アルゴリズム / ブレイクダウン / ランチョス法 / 連立1次方程式 / 特異点閉じ込め / 離散戸田方程式 / ブレークダウン / 連立1次方程式の反復法 / 応用可積分系 / 直交多項式 / 相対精度 / 固有値計算 / 特異値計算 / 原点シフト / 高次収束
研究成果の概要

ランチョスの前進型アルゴリズムを多段拡張してmultistep progressive algorithm (MPA)と名付け,MPAによる連立1次方程式の反復法を定式化した.ランチョス法はランチョスパラメータに関する零割の発生によってブレークダウンしやすい.本研究によって,離散戸田方程式による四則演算でランチョスパラメータ計算を高精度に実行できるようになった結果,悪性として知られるヒルベルト行列を係数行列とする連立1次方程式についても,MPAによってブレークダウンなく求解できることが示された.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An application of the discrete-time Toda lattice to the progressive algorithm by Lanczos and related problems2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yoshimasa、Sekido Hiroto
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 51 号: 17 ページ: 174001-174001

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aab7fe

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Monotonic convergence to eigenvalues of totally nonnegative matrices in an integrable variant of the discrete Lotka-Volterra system2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Tobita, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Eigenvalue Problems: Algorithms; Software and Applications, in Petascale Computing (EPASA2015)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A parallel solver based on bisection and inverse iteration for computing a subset of eigenpair of symmetric band matrices2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Ishigami, Hidehiko Hasegawa, Kinji Kimura, and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Eigenvalue Problems: Algorithms; Software and Applications, in Petascale Computing (EPASA2015)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An arbitrary band structure construction of totally nonnegative matrices with prescribed eigenvalues2016

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

      Numer. Algor.

      巻: - 号: 4 ページ: 1079-1101

    • DOI

      10.1007/s11075-016-0231-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance evaluation of Golub-Kahan-Lanczos algorithm with reorthogonalization by classical Gram-Schmidt algorithm and OpenMP2016

    • 著者名/発表者名
      Masami Takata, Hiroyuki Ishigami, Kinji Kimura, Yuki Fujii, Hiroki Tanaka, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 数理モデル化と問題解決(MPS)

      巻: 2015-MPS-104 ページ: 243-249

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eigenvalue clustering of coefficient matrices in the iterative stride reductions for linear systems2016

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Nagata, Masatsugu Hada, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Computers Math. Appl.

      巻: 71 号: 1 ページ: 349-355

    • DOI

      10.1016/j.camwa.2015.11.022

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Accurate numerical integration algorithm for the Kepler motion2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nakanishi, Yukitaka Minesaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Josai Mathematical Monographs

      巻: 9 ページ: 135-145

    • NAID

      120005744553

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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: 2 ページ: 1046538-1046538

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ランチョス・フィリップスアルゴリズムの可積分性とその直交多項式への応用2018

    • 著者名/発表者名
      澤薫、中村佳正
    • 学会等名
      第14回応用数理学会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] 離散戸田方程式(qd 法)によるランチョスの前進アルゴリズムの多段拡張とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      中村佳正, 關戸啓人
    • 学会等名
      日本応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京・調布市)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 応用可積分系分野の基礎方程式としての戸田格子方程式,2017

    • 著者名/発表者名
      中村佳正
    • 学会等名
      平成29年度応用数理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [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] Toward computational science for Big Data by accurate SVD code2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      Soul National University - Kyoto University Joint Workshop in Informatics
    • 発表場所
      Soul National University (Korea)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent developments in integrable algorithms2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会JSIAM-ANZIAM 特別セッション
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡・北九州市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Aspects of integrable numerical algorithms2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      The Third China-Japan Joint Workshop on Integrable Systems 2016
    • 発表場所
      Xian(China)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] dLVアルゴリズムに対する陽的な原点シフト導入について2016

    • 著者名/発表者名
      岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      神戸学院大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Implementation of computing singular pairs for large scale matrices using ARPACK2016

    • 著者名/発表者名
      Masami Takata, Sho Araki, Kinji Kimura, Yuki Fujii, and Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      The 2016 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications(PDPTA2016)
    • 発表場所
      Las Vegas(USA)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 解析学百科II 可積分系の数理2018

    • 著者名/発表者名
      中村佳正、高崎金久、辻本諭、尾角正人、井ノ口順一
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254117271
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] LAPROGNC Library

    • URL

      http://www-is.amp.i.kyoto-u.ac.jp/LAPROGNC/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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