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確率的変分問題の離散化とスケール極限

研究課題

研究課題/領域番号 18K03343
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12010:基礎解析学関連
研究機関青山学院大学

研究代表者

市原 直幸  青山学院大学, 理工学部, 教授 (70452563)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード確率的変分問題 / 粘性ハミルトン・ヤコビ方程式 / 確率最適制御 / マルコフ決定過程 / 割引因子 / ベルマン方程式 / エルゴード問題 / 一般化主固有値
研究成果の概要

幾何光学や最速降下曲線に起源を持つ古典的な変分問題の確率版である確率的変分問題について、ポテンシャル項の摂動に対して最適軌道の長時間挙動がどのように変化するのかについての数学的な結果を得た。具体的には、最適軌道の長時間挙動が大きく変化するための条件をモデルに内在するパラメータを用いて与えるとともに、最適軌道の詳しい振る舞いを特徴づけた。また、上記の確率的変分問題に対する離散モデルを構築し、同種の現象が離散モデルでも再現できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

連続型確率的変分問題の臨界性理論に関する既知の結果を大幅に改善することができた。特に、粘性ハミルトン・ヤコビ方程式の解の性質や確率的変分問題の最適軌道に関する精密な評価式を得ることができた。また、これまではあまり考察されてこなかった確率的変分問題の離散版に相当するモデルを構築することができた。これらの結果より、確率的変分問題の臨界性理論に関する研究のさらなる学術的な進展が期待される。

報告書

(6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
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] University of Tours(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Tours(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sharp estimates of the generalized principal eigenvalue for superlinear viscous Hamilton-Jacobi equations with inward drift2022

    • 著者名/発表者名
      Chasseigne Emmanuel、Ichihara Naoyuki
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      巻: 29 号: 4

    • DOI

      10.1007/s00030-022-00769-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phase transitions arising in stochastic ergodic control associated with viscous Hamilton-Jacobi equations with bounded inward drift2021

    • 著者名/発表者名
      Ichihara Naoyuki
    • 雑誌名

      SN Partial Differential Equations and Applications

      巻: 2 号: 1

    • DOI

      10.1007/s42985-021-00072-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 確率制御に現れる「相転移」とエルゴード型HJB方程式2020

    • 著者名/発表者名
      市原 直幸
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 64 号: 7 ページ: 246-251

    • DOI

      10.11509/isciesci.64.7_246

    • NAID

      130007968714

    • ISSN
      0916-1600, 2424-1806
    • 年月日
      2020-07-15
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Convergence of Value Functions for Finite Horizon Markov Decision Processes with Constraints2020

    • 著者名/発表者名
      Ichihara Naoyuki
    • 雑誌名

      Applied Mathematics & Optimization

      巻: - 号: 2 ページ: 2177-2220

    • DOI

      10.1007/s00245-020-09707-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ergodic Problems for Viscous Hamilton-Jacobi Equations with Inward Drift2019

    • 著者名/発表者名
      Chasseigne Emmanuel, Ichihara Naoyuki
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Control and Optimization

      巻: 57 号: 1 ページ: 23-52

    • DOI

      10.1137/18m1179328

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 内向きドリフト項を持つ確率的変分問題の最適軌道とHJB方程式の一般化主固有値について2022

    • 著者名/発表者名
      市原 直幸
    • 学会等名
      東京確率論セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Ergodicity of optimal feedback diffusions for stochastic ergodic control problems with inward drift2021

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ichihara
    • 学会等名
      The 53rd ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS '21)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 内向き有界ドリフトを持つエルゴード型確率制御に現れる相転移について2020

    • 著者名/発表者名
      市原 直幸
    • 学会等名
      日本数学会 秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Generalized principal eigenvalues for viscous Hamilton-Jacobi equations with bounded inward drift2020

    • 著者名/発表者名
      市原 直幸
    • 学会等名
      応用解析研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Sharp estimates of the generalized principal eigenvalue for superlinear viscous Hamilton-Jacobi equations with inward drift2020

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ichihara
    • 学会等名
      大阪大学確率論セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 境界条件を持つ有限期間のマルコフ決定過程に対する値関数の収束について2020

    • 著者名/発表者名
      市原直幸
    • 学会等名
      日本数学会2020年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 内向きドリフトを持つ粘性Hamilton-Jacobi方程式に対する一般化主固有値の精密評価について2019

    • 著者名/発表者名
      E. Chasseigne, 市原直幸
    • 学会等名
      日本数学会 2019 年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ergodic problems for viscous Hamilton-Jacobi equations with inward drift2019

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ichihara
    • 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
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ergodic problems for viscous Hamilton-Jacobi equations with inward drift2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ichihara
    • 学会等名
      International Conference ''Viscosity Solutions and Related Topics''
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ergodic problems for viscous Hamilton-Jacobi equations with inward drift2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ichihara
    • 学会等名
      Workshop on ''Stochastic partial differential equations and related topics''
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ergodic problems for viscous Hamilton-Jacobi equations with inward drift2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ichihara
    • 学会等名
      The tenth meeting on Probability and PDE
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 個人webサイト

    • URL

      https://sites.google.com/site/naoyukiichihara/home

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Naoyuki Ichihara's website

    • URL

      https://sites.google.com/site/naoyukiichihara/home?authuser=0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Naoyuki Ichihara's website

    • URL

      https://sites.google.com/site/naoyukiichihara/home

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] Naoyuki Ichihara's website

    • URL

      https://sites.google.com/site/naoyukiichihara/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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