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非有界な係数をもつ2階楕円型作用素の理論の展開と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K13445
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分12020:数理解析学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

側島 基宏  東京理科大学, 理工学部数学科, 講師 (20760367)

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
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード非有界な係数をもつ楕円型作用素 / 消散型波動方程式 / 漸近展開 / 高次漸近展開 / 半線形熱方程式系 / 特異極限 / 波動方程式 / Rellichの不等式 / 非線形消散型波動方程式 / 非線形波動方程式 / 外部問題
研究成果の概要

本研究では、非有界な係数をもつ2階の楕円型作用素の理論の更なる発展と応用に注力した。偏微分方程式の枠組みでは、線形問題の本質を解明し、それを非線形問題に対して応用する、というような立場をとる。
線形の枠組みの成果のひとつとして、有界領域上でのレリッヒ不等式がある。有界領域上で係数に特異性をもつ楕円型作用素に対するもので,不等式が成立する必要十分条件を作用素がもつパラメータを用いて陽に表すことができた。
また、偏微分方程式の線形・非線形問題への成果として、空間変数に依存する消散型波動方程式の線形解の長時間挙動、非線形解の解の爆発に関する解析および大域解の存在等を扱った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

非有界な係数をもつ2階楕円型作用素は様々な自然現象を記述する際に用いられる。この研究で、空間変数に依存する消散型波動方程式の長時間挙動に非有界な拡散構造を見ることができた。これは既存の研究からは得られない知見であり、同種の現象が他のモデルにも内在する可能性を示唆している。このことから、今後さらに非有界な係数という枠組みの重要性が高まったと考えている。

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

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 13件)

  • [雑誌論文] Singular limit problem of abstract second order evolution equations2022

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima, Ryo Ikehata
    • 雑誌名

      Hokkaido Mathematical Journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On global existence for semilinear wave equations with space-dependent critical damping2022

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher-order asymptotic expansion for abstract linear second-order differential equations with time-dependent coefficients2022

    • 著者名/発表者名
      Sobajima Motohiro
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 327 ページ: 226-258

    • DOI

      10.1016/j.jde.2022.04.024

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global existence of solutions to a weakly coupled critical parabolic system in two-dimensional exterior domains2021

    • 著者名/発表者名
      Sobajima Motohiro
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 501 号: 2 ページ: 125214-125214

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2021.125214

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blow-up for Strauss type wave equation with damping and potential2021

    • 著者名/発表者名
      Dai Wei、Kubo Hideo、Sobajima Motohiro
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 57 ページ: 103195-103195

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2020.103195

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersolutions for parabolic equations with unbounded or degenerate diffusion coefficients and their applications to some classes of parabolic and hyperbolic equations2021

    • 著者名/発表者名
      SOBAJIMA Motohiro、WAKASUGI Yuta
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 73 号: 4 ページ: 1091-1128

    • DOI

      10.2969/jmsj/83928392

    • NAID

      130008106924

    • ISSN
      0025-5645, 1881-1167, 1881-2333
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remark on one dimensional semilinear damped wave equation in a critical weighted L^2-space2021

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima, Yuta Wakasugi
    • 雑誌名

      Geometric Properties for Parabolic and Elliptic PDEs

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lifespan of solutions to nonlinear Schr\"odinger equations with general homogeneous nonlinearity of the critical order2020

    • 著者名/発表者名
      Hayato Miyazaki, Motohiro Sobajima
    • 雑誌名

      Advances in Harmonic Analysis and Partial Differential Equations

      巻: - ページ: 197-207

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite time blowup of solutions to semilinear wave equation in an exterior domain2020

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima, Kyouhei Wakasa
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: 484 号: 1 ページ: 123667-123667

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2019.123667

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rellich inequalities in bounded domains2020

    • 著者名/発表者名
      Giorgio Metafune, Luigi Negro, Motohiro Sobajima, Chiara Spina
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: 印刷中 号: 1-2 ページ: 765-824

    • DOI

      10.1007/s00208-019-01947-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Higher order asymptotic expansion of solutions to abstract linear hyperbolic equations2020

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: 印刷中 号: 1-2 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1007/s00208-020-01959-w

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sharp lifespan estimates of blowup solutions to semi-linear wave equations with time-dependent effective damping2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Masahiro、Sobajima Motohiro、Wakasugi Yuta
    • 雑誌名

      Journal of Hyperbolic Differential Equations

      巻: 16 号: 03 ページ: 495-517

    • DOI

      10.1142/s0219891619500176

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global existence of solutions to semilinear damped wave equation with slowly decaying inital data in exterior domain2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 雑誌名

      Differential and Integral Equations

      巻: 32 ページ: 615-638

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical exponent for the semilinear wave equations with a damping increasing in the far field2018

    • 著者名/発表者名
      Nishihara Kenji、Sobajima Motohiro、Wakasugi Yuta
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      巻: 25 号: 6

    • DOI

      10.1007/s00030-018-0546-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Weighted energy estimates for wave equations with space-dependent damping2022

    • 著者名/発表者名
      側島 基宏
    • 学会等名
      日本数学会2022年度年会 函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 消散型波動方程式に関連する特異極限問題について2021

    • 著者名/発表者名
      側島 基宏
    • 学会等名
      熊本大学応用解析セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On asymptotic expansion for solutions of damped wave equations in exterior domains2021

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      第12回 名古屋微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Higher order asymptotic expansion for abstract linear hyperbolic equations2020

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      第21 回北東研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Global existence for a critical weakly coupled parabolic system in 2d-exterior domain2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      the VI Italian-Japanese Workshop “Geometric properties for parabolic and elliptic PDE’s
    • 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] On test function methods for nonlinear wave equations2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      三重偏微分方程式研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Semilinear damped wave equation with slowly decaying initial data in exterior domain2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      北海道大学偏微分方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Finite time blowup of solutions to semilinear wave equation in an exterior domain2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      The 17th Linear and Nonlinear Waves
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On test function method for semilinear wave equations with scale-invariant damping2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      RIMS 共同研究(公開型)「常微分方程式における最近の動向とその発展」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] あるクラスの非有界な係数をもつSchr¨odinger 作用素の自己共役性について2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      静岡複素解析幾 何セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Global existence of solutions to semilinear damped wave equation with slowly decaying initial data in exterior domain2019

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      Workshop on PDEs in Direct and Inverse Problems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On blowup solutions of semilinear wave equations and their weakly coupled systems2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Ikeda, Motohiro Sobajima, Kyouhei
    • 学会等名
      日本数学会2018年度年会函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Critical exponent for the semilinear wave equations with a damping increasing in the far field2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nishihara, Motohiro Sobajima, Yuta Wakasugi
    • 学会等名
      日本数学会2018年度年会函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Remark on lifespan estimates for semilinear wave equations and their weakly coupled systems2018

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      One-day workshop on nonlinear dispersive equations in Osaka
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On blowup phenomena of semilinear wave equations and their weakly coupled systems2018

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Sobajima
    • 学会等名
      第8回 弘前非線形方程式研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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