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非可積分系に対する厳密解とカオス的集合の実験数学的構成

研究課題

研究課題/領域番号 18K03418
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12040:応用数学および統計数学関連
研究機関愛媛大学

研究代表者

平出 耕一  愛媛大学, 理学部, 研究員 (50181136)

研究分担者 松岡 千博  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10270266)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード非線型差分方程式 / エノン写像の力学系 / 解析解 / ホモクリニック軌道 / ラプラス積分 / ストレンジアトラクター / 複素多項式写像の力学系 / 漸近展開 / ホモクリニック点集合 / 非線形ストークス現象 / 力学系 / 不変多様体 / 漸近展開表現 / 特殊関数 / Borel-Laplace変換 / カオス的集合 / 双曲性 / Anosov微分同相写像 / 非可積分力学系 / 実験数学 / ラプラス変換
研究成果の概要

エノン写像の不動点が双曲型の場合に、付随する非線形差分方程式の解析解をラプラス・ボレル変換により構成し、安定(不安定)多様体を記述する解析関数を決定し、それらを計算機によって実現させた。ホモクリニック点を計算機によって求め、エノン写像のジュリア集合を2次元複素空間に実現させた。ラプラス・ボレル変換により構成した解析関数は、古典的な解析関数と本質的に一致することが計算機利用により判明した。このことの数学的証明は今後の課題として残されているが、カオス的な運動に係る解析関数の構成はとても容易となり、この成果は、不動点が放物型の場合や高次元の力学系の解析への適応が期待でき、それらは今後の課題となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

20世紀後半に盛んに研究された力学系理論は、定性的理論体系であり、その結果の多くが純粋数学の幾何学的または確率論的言葉により抽象的に記述されているが、本研究は、非線形の数理モデルの具体例である2次元のエノン写像に着目し、純粋数学と計算機実験を行き来しながら議論を進め、数量を計算機を用いて具体的に計算できる一つのアルゴリズムをに関するものである。具体的には、2階非線形差分方程式をボレル・ラプラス変換の方法により解き、新たな関数表示(すなわち積分表示)を求めることにより、力学系の不変量をより良い形で計算可能にした。最終的に、積分表示は必要なく形式的に関数表現が決定できることが分かり、意義は大きい。

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

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

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 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 複素1次元多項式写像に対する正則運動の構成2022

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2223

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Some convergence properties of linearizing functions at hyperbolic fixed points for quadratic maps2023

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 学会等名
      2022年度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] 複素多項式族の正則運動近傍における多重周期分岐2022

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 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] エノン写像に付随する非線形差分方程式の厳密解に対する急収束級数展開2022

    • 著者名/発表者名
      松岡千博、平出耕一
    • 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] 複素1次元多項式写像に対する正則運動の構成2021

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 学会等名
      RIMS研究集会「力学系理論の最近の進展とその応用 」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 複素1次元の多項式写像に対する正則運動と双曲性2021

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 学会等名
      2020年度 冬の力学系研究集会 ; オンライン開催
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 複素エノン写像の力学系にあらわれる Stokes 的現象2020

    • 著者名/発表者名
      平出耕一, 松岡千博
    • 学会等名
      2020年度日本数学会秋季総合分科会、無限可積分系、オンライン開催
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] C^2 のエノン写像の力学系に現れる非線形ストークス現象2020

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 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」、オンライン開催
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 複素エノン写像の力学系にあらわれるStokes的現象2020

    • 著者名/発表者名
      平出耕一,松岡千博
    • 学会等名
      日本数学会2020度年会、無限可積分系,日本大学理工学部
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 不変複素曲線のLaplace 積分による漸近展開表現と古典的整関数表現の関係2020

    • 著者名/発表者名
      松岡千博,平出耕一
    • 学会等名
      2019年度冬の力学系研究集会,日本大学軽井沢研修所
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Deterministic representation of chaotic attractors and capture of all homoclinic points in Henon map2019

    • 著者名/発表者名
      松岡千博
    • 学会等名
      3rd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics, November 4-8,2019, Hefei, China
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カオスの決定論的記述と未来予測2019

    • 著者名/発表者名
      松岡千博
    • 学会等名
      大阪市立大学第一学生ホール 2019. 10. 19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 正則運動の延長と双曲性2019

    • 著者名/発表者名
      平出耕一
    • 学会等名
      RIMS共同研究:力学系ー新たな理論と応用にむけてー,京都大学,2019年6月3日
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元力学系の不変曲線に対するBorel-Laplace変換による漸近展開表現 とカオス的集合 22019

    • 著者名/発表者名
      松岡千博, 平出 耕一
    • 学会等名
      日本数学会2019度年会 無限可積分系
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元力学系の不変曲線に対するBorel-Laplace変換による漸近展開表現 とカオス的集合 12019

    • 著者名/発表者名
      平出 耕一, 松岡 千博
    • 学会等名
      日本数学会2019度年会 無限可積分系
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Borel-Laplace変換による不変曲線の漸近展開表現の収束性2019

    • 著者名/発表者名
      松岡千博, 平出 耕一
    • 学会等名
      2018年度冬の力学系研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Holomorphic motion and hyperbolicity in dimension one2019

    • 著者名/発表者名
      平出 耕一
    • 学会等名
      2018年度冬の力学系研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Special functions that appear in dynamical systems and their relationship with classical functions2018

    • 著者名/発表者名
      平出 耕一
    • 学会等名
      Dynamical systems and related topics,2018 Internacional Congress of Mathematicians ; Satellite Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Jordan-like 分解に対する不変多様体について2018

    • 著者名/発表者名
      平出 耕一
    • 学会等名
      RIMS共同研究 力学系ー理論と応用の融合ー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形力学系に現れる特殊関数と古典的線形化関数との関係2018

    • 著者名/発表者名
      松岡千博, 平出 耕一
    • 学会等名
      RIMS共同研究 力学系ー理論と応用の融合ー
    • 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: 2024-01-30  

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