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標準形理論による可積分系の剛性と大域構造の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K05173
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
研究機関神奈川大学 (2020-2022)
首都大学東京 (2019)
金沢大学 (2016-2018)

研究代表者

伊藤 秀一  神奈川大学, 工学部, 教授 (90159905)

研究分担者 柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードハミルトン力学系 / 可積分系 / バーコフ標準形 / シンプレクティック写像 / 超可積分系 / 剛性 / 超可積分性 / 写像の標準形 / バーコフ標準化 / 標準形理論 / 非可換 / 解析学 / 力学系 / 摂動問題
研究成果の概要

可積分系および通常より過剰な個数の第一積分をもつ超可積分系と呼ばれる系の解構造について剛性との関わりで研究した。とくに,超可積分な解析的シンプレクティック写像族の共鳴不動点の近傍におけるバーコフ標準化について詳しく調べた。その結果,この族に対する不動点の共鳴度を適切に定義することにより,この写像族がそれに対応する個数の過剰な解析的第一積分をもつならば,この不動点の近傍でこの力学系が明示的に解けるようなシンプレクティック座標が取れることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ニュートン力学の誕生から今日に至るまで,運動方程式の解の構造をよりよく理解することは自然科学の基本的な問題意識の一つである。その意味で可積分系と呼ばれる力学系の研究の意義がある。本研究は,ケプラー問題に代表される超可積分系に対して,その特異点の近傍における解構造をシンプレクティック写像に対するバーコフ標準形理論を展開することにより明らかにし,(超)可積分系のもつ剛性と呼ばれる性質を見出したことに意義がある。

報告書

(8件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Birkhoff normalization for a family of superintegrable symplectic maps and its application2023

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Ito
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] シンプレクティック写像族のバーコフ標準化とハミルトン系の超可積分性2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤秀一
    • 学会等名
      日本数学会年会函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Computer-assisted proof for non-existence of invariant closed curves for the standard maps,2023

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      冬の力学系研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 面積保存ツイスト写像の不変曲線の非存在証明2022

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠,東浜有輝
    • 学会等名
      応用数理学会 正会員主催OS「応用力学系」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 面積保存ツイスト写像の不変曲線が存在しないための十分条件2022

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      RIMS研究集会「力学系の理論と諸分野への応用」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴不動点近傍におけるシンプレクティック写像族の超可積分性とバーコフ標準化2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤秀一
    • 学会等名
      2021年度冬の力学系研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Birkhoff normalization for a family of superintegrable symplectic maps and its application2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤秀一
    • 学会等名
      RIMS 共同研究(公開型)「幾何構造と微分方程式 -対称性・特異点及び量子化の視点から-」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変分法による空間Hill問題の周期軌道の存在証明2021

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠、梶原唯加、井口翔太
    • 学会等名
      応用数理学会 正会員主催OS「応用力学系」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] トーラス上の面積保存写像の母関数の多価性と周期点の個数評価2020

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「数理科学の諸問題と力学系理論の新展開」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 可積分系の剛性とバーコフ標準形をめぐって2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤秀一
    • 学会等名
      第7回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平面 Sitnikov 問題における記号列を実現する軌道と周期軌道の存在2019

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Action-angle coordinates near singularities for noncommutatively integrable Hamiltonian systems2019

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Ito
    • 学会等名
      Conference on PDEs, Dynamical Systems and Probability
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一般的な相互作用力による平面三体問題の非可積分性について2019

    • 著者名/発表者名
      山田淳二,柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-integrability of the spatial n-center and restricted n+1-body problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      Hamiltonian systems, from topology to applications through analysis II
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シンプレクティック写像の不動点のモース指数と安定性2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面Sitnikov問題における記号力学系と変分構造2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Normal form theory from the viewpoint of integrability near elliptic equilibria2017

    • 著者名/発表者名
      HIdekazu ITO
    • 学会等名
      第6回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • 発表場所
      京都大学情報学研究科
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru SHIBAYAMA
    • 学会等名
      第6回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • 発表場所
      京都大学情報学研究科
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベクトル場と写像に対する可積分性と標準形理論2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤秀一
    • 学会等名
      「微分方程式と幾何学」研究集会,立命館大学理工学部
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Birkhoff normalization of non-commutatively integrable symplectic maps and its applications2017

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Ito
    • 学会等名
      "Analysis and Dynamics" Conference in occasion of Luigi Chierchia's 60th birthday
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      RIMS研究集会「界面運動,力学系に現れる漸近問題への粘性解的手法とその周辺」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2024-01-30  

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