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高階の有理的差分方程式の力学系次数による分類と可積分性の特徴付け

研究課題

研究課題/領域番号 18K03355
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12020:数理解析学関連
研究機関東京大学

研究代表者

WILLOX Ralph  東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (20361610)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード離散可積分系 / 双有理写像 / 力学系次数 / エントロピー / 特異点 / 非自励系 / 離散化 / 特異点閉じ込め
研究成果の概要

この4年間、主に可逆な有理的差分方程式やそれと同値である高階な写像、及び高次元の格子上で定義されている非線形な差分方程式、いわゆる非線形偏差分方程式の性質を研究した。前者に関しては、特に様々な既知の可積分系指標、つまり方程式の解の複雑性を測る指標とその方程式に現れる特異点との関係を明らかにし、離散パンルヴェと呼ばれている非常に優れている性質を持つ方程式の特異点に基づく分類を完成した。後者に関しては、偏差分方程式に対して「代数的エントロピー」という有名な可積分系指標が適用できない例をいくつか構成したほか、非線形偏差分方程式における新しい特異点の種類を発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形な写像、特に可逆な差分方程式が定める高階の有理写像は代数幾何学や数理物理学などの研究分野で活発に考察され、大いに応用されている数学的道具である。このような写像や方程式に関する研究においては、一般解の複雑性を測る指標を開発すること、及びその指標を写像や方程式が記述する現象と関係づけることが主流のテーマである。この4年間の間に得た研究成果は非線形な写像の性質の理解を大いに深めたと言える。
また、格子上の差分方程式は物理学でよく扱われているものの、その数学的性質はまだ殆ど分かっていないため、偏差分方程式に対して得た研究成果がこの分野に大きな影響を与えることを確信している。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 10件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] CEA-Saclay/Paris-Saclay University/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/パリ第7大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Auckland(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ第7大学/パリ第11大学/CNRS(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] トゥルク大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] グラスゴー大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ第7大学/パリ第11大学/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] グラスゴー大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Discretising and ultradiscretising the “Human and Nature Dynamics Model” - new challenges and the limits of modelling -2021

    • 著者名/発表者名
      R. Willox
    • 雑誌名

      Reports of Institute for Mathematics and Computer Science, Tsuda University

      巻: 42 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 可積分な場合のHenon-Heiles系の離散化2021

    • 著者名/発表者名
      H. Iino, R. Willox
    • 雑誌名

      津田塾大学 数学・計算機科学研究報

      巻: 42 ページ: 135-140

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] On the singularities of the discrete Korteweg-de Vries equation2021

    • 著者名/発表者名
      Um D.、Ramani A.、Grammaticos B.、Willox R.、Satsuma J.
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 54 号: 9 ページ: 095201-095201

    • DOI

      10.1088/1751-8121/abd8f4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Revisiting the Human and Nature Dynamics Model2020

    • 著者名/発表者名
      Grammaticos Basil、Willox Ralph、Satsuma Junkichi
    • 雑誌名

      Regular and Chaotic Dynamics

      巻: 25 号: 2 ページ: 178-198

    • DOI

      10.1134/s1560354720020045

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Discrete Painleve equations from singularity patterns: The asymmetric trihomographic case2020

    • 著者名/発表者名
      B. Grammaticos, A. Ramani, R. Willox and J. Satsuma
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 61 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.5115023

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On the singularity structure of the discrete KdV equation2020

    • 著者名/発表者名
      D. Um, R. Willox, B. Grammaticos and A. Ramani
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 53 号: 11 ページ: 114001-114001

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ab72af

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Algebraic entropy computations for lattice equations: why initial value problems do matter2019

    • 著者名/発表者名
      J. Hietarinta, T. Mase and R. Willox
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 52 号: 49 ページ: 49LT01-49LT01

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ab5238

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Darboux dressing and undressing for the ultradiscrete KdV equation2019

    • 著者名/発表者名
      J.J.C. Nimmo, C.R. Gilson and R. Willox
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 52 号: 44 ページ: 445201-445201

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ab45cf

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Restoring discrete Painleve equations from an E_8^(1)-associated one2019

    • 著者名/発表者名
      B. Grammaticos, A. Ramani and R. Willox
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 60 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.5084005

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constructing discrete Painlev\'e equations: from E$_8^{(1)}$ to A$_1^{(1)}$ and back2019

    • 著者名/発表者名
      A. Ramani, B. Grammaticos, R. Willox and T. Tamizhmani
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear Mathematical Physics

      巻: 掲載確定

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Singularity confinement as an integrability criterion2019

    • 著者名/発表者名
      Mase Takafumi、Willox Ralph、Ramani Alfred、Grammaticos Basil
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 52 号: 20 ページ: 205201-205201

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ab1433

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The singularity structure of integrable lattice equations2021

    • 著者名/発表者名
      Ralph Willox
    • 学会等名
      Integrable Systems 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Discretising and ultradiscretising the “Human and Nature Dynamics Model” ー new challenges and the limits of modelling2020

    • 著者名/発表者名
      Ralph Willox
    • 学会等名
      From Nonlinear Waves to Integrable Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Integrability tests for lattice equations - or why lattice equations are more interesting (and subtle) than ordinary mappings2019

    • 著者名/発表者名
      R. Willox
    • 学会等名
      Integrable Systems 2019, The University of Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the direct and inverse scattering problems for udKdV2019

    • 著者名/発表者名
      R. Willox
    • 学会等名
      China-Japan Joint Workshop on Integrable Systems 2019, Hayama, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Solution to the direct and inverse scattering problems for the ultradiscrete KdV equation2019

    • 著者名/発表者名
      R. Willox
    • 学会等名
      Integrable systems, special functions and combinatorics, Sabhal Mor Ostaig -- the Gaelic College, the Isle of Skye, UK
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamical degrees and singularity patterns2018

    • 著者名/発表者名
      T. Mase, R. Willox, A. Ramani and B. Grammaticos
    • 学会等名
      Symmetries and Integrability of Difference Equations : SIDE13
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Detecting discrete integrability: the singularity approach, in ``Nonlinear Systems and Their Remarkable Mathematical Structures: Volume I"2018

    • 著者名/発表者名
      B. Grammaticos, A. Ramani, R. Willox and T. Mase
    • 出版者
      CRC Press, Boca Raton FL
    • ISBN
      9781138601000
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Symmetries and Integrability of Difference Equations : SIDE132018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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