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多次元数系におけるdigitの漸近的挙動の解析に対する加法数論の応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K03439
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11010:代数学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

金子 元  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10706724)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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)
キーワード一様分布論 / ベータ展開 / 正規数 / ディオファントス近似 / sum of digit / 線形回帰数列 / ラグランジュスペクトラム / 円分多項式 / 数系 / シフト空間 / 記号力学系 / 等比数列 / 代数的整数 / ディオファントス方程式 / 小数部分 / Pisot数 / 多次元数系 / 解析数論 / 加法数論 / エルゴード理論
研究開始時の研究の概要

実数の10進展開等に現れる無限の数列の各項をdigitという。Digitの複雑性を研究することは、重要な研究課題である。例えば、円周率の10進展開におけるdigitはランダムであると予想されているが、証明は未解決である。Digitのランダム性は疑似乱数などへ応用を持つため、複雑性の解明が必要である。
本研究では、高次元連分数展開など、多次元の数系におけるdigitの複雑性を解析する。特に、digitのランダム性や周期性に関する未解決問題に挑戦する。

研究成果の概要

本研究ではrotational beta展開など、様々な数系におけるdigitの複雑度について研究を行った。特に、本研究では複素数を扱う数系に関するdigitの複雑度を解析できた点が特徴である。
特殊な整数として、平方数などの2進展開における複雑度を扱った。本研究では、複雑度を測る指標としてsum of digitを扱った。特に、sum of digitに関連のあるディオファントス方程式を研究した。
さらに、線形回帰数列の小数部分の一様性に関する研究を行った。従来の手法では扱えなかった対象を数系で扱うことができるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Rotational beta展開という多次元数系におけるdigitの複雑さに関する研究成果に関して、先行研究を大幅に改良することに成功した。Digitの複雑さに関しては、疑似乱数などへの応用の観点からも重要である。
また、sum of digitに関連のあるディオファントス方程式の解を考察する際に、従来のアルゴリズムを大幅に改良することに成功した。
さらに、線形回帰数列の小数部分の明示公式を応用することにより、ディオファントス近似に関する新たな知見を得ることができた。特に、等比数列をはじめとする線形回帰数列の小数部分が取りうる範囲に関して、成果を得ることができた。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] Lorraine大学/Paris Cite大学/Strasbourg大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Dongguk大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Lorraine大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Lorraine大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Lorraine(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] Dongguk University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Markoff-Lagrange spectrum of one-sided shifts2024

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kaneko, Wolfgang Steiner
    • 雑誌名

      Mathematika

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the binary digits of n and n22023

    • 著者名/発表者名
      Aloui Karam、Jamet Damien、Kaneko Hajime、Kopecki Steffen、Popoli Pierre、Stoll Thomas
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 939 ページ: 119-139

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2022.10.018

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The digit exchanges in the rotational beta expansions of algebraic numbers2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Hajime、Kawashima Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Number Theory

      巻: 241 ページ: 430-449

    • DOI

      10.1016/j.jnt.2022.04.002

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Curious congruences for cyclotomic polynomials2022

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Shigeki、Kaneko Hajime
    • 雑誌名

      Research in Number Theory

      巻: 8 号: 4

    • DOI

      10.1007/s40993-022-00410-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Products of integers with few nonzero digits2022

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kaneko, Thomas Stoll
    • 雑誌名

      Uniform Distribution Theory

      巻: 17 号: 1 ページ: 11-28

    • DOI

      10.2478/udt-2022-0006

    • 関連する報告書
      2021 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] Multiplicative analogue of Markoff-Lagrange spectrum and Pisot numbers2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Akiyama, Hajime Kaneko
    • 雑誌名

      Advances in Mathematics

      巻: 380 ページ: 107547-107547

    • DOI

      10.1016/j.aim.2020.107547

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generic point equivalence and Pisot numbers2019

    • 著者名/発表者名
      AKIYAMA SHIGEKI、KANEKO HAJIME、KIM DONG HAN
    • 雑誌名

      Ergodic Theory and Dynamical Systems

      巻: - 号: 12 ページ: 3169-3180

    • DOI

      10.1017/etds.2019.46

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Analogue of Markoff and Lagrange spectra on one-sided shift spaces2024

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      ワークショップ「数論とエルゴード理論」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 片側シフト空間におけるMarkoff-Lagrangeスペクトラムについて2024

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      数論セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Markoff and Lagrange spectra on one-sided shift spaces with cylinder orders2024

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      Diophantine Analysis and Related Fields 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiplicative version of Markoff-Lagrange spectrum and geometric sequences2024

    • 著者名/発表者名
      金子元
    • 学会等名
      Mathematics Seminar (at Dongguk University)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analogue of the Markoff-Lagrange spectrum and uniform distribution theory2023

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      Numeration 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the binary digits of n and n^22023

    • 著者名/発表者名
      Pierre Popoli
    • 学会等名
      Numeration 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 代数的数のRotational beta展開におけるdigitに関して2023

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      東北確率論セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Lagrange spectrum in ordered shift spaces2023

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      Nancy-Metz number theory seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the Diophantine equations related to the binary expansions of integers2023

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      数論とエルゴード理論
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] On the binary digits of n and n^22023

    • 著者名/発表者名
      Pierre Popoli
    • 学会等名
      Diophantine Analysis and Related Fields 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiplicative analogue of the Lagrange spectrum related to linear recurrences2022

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      DARFセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] New relation for the coefficients of cyclotomic polynomials2022

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      解析的整数論とその周辺
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiplicative analogue of Markoff-Lagrange spectrum related to geometric progressions2022

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      エルゴード理論の最近の進展(京都大学数理解析研究所)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 整数の積の2進展開に関する0でないdigitの個数について2021

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      解析的整数論とその周辺(京都大学数理解析研究所)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Products of integers with few nonzero digits in binary expansion2021

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      日本数学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Analogy of Lagrange spectrum related to geometric progressions2020

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      One World Numeration Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hensel's lemma and application for the base-b expansions of integers2020

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      Number Theory and Ergodic Theory
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On multiplicative Markoff-Lagrange spectra2020

    • 著者名/発表者名
      秋山茂樹
    • 学会等名
      明学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analogy with the Lagrange spectrum for the powers of quadratic Pisot unit2019

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      Equidistribution: Arithmetic, Computational and Probabilistic Aspects
    • 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] Normality equivalence and Pisot numbers2019

    • 著者名/発表者名
      秋山 茂樹
    • 学会等名
      Equidistribution: Arithmetic, Computational and Probabilistic Aspects
    • 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] Analogy with the Lagrange spectrum for geometric progressions2019

    • 著者名/発表者名
      金子 元
    • 学会等名
      seminaire(ロレーヌ大学)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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