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2点境界値問題の解の厳密な個数と分岐現象

研究課題

研究課題/領域番号 19K03595
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
研究機関東北大学 (2020-2023)
岡山理科大学 (2019)

研究代表者

田中 敏  東北大学, 理学研究科, 教授 (90331959)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード境界値問題 / 楕円型方程式 / 球対称解 / 一意性 / 多重存在性 / 準線形 / 解曲線の長さ / 漸近挙動 / 正値解 / 精度保証付き数値計算 / 2点境界値問題 / 解の個数 / 分岐現象 / モース指数
研究開始時の研究の概要

本研究では, 非線形常微分方程式の2点境界値問題を考える. 丁度 k-1 個の零点をもつ解を k-nodal 解という. 本研究の目的は, この問題の k-nodal 解の個数を調査することである. 国内の学会・研究集会に参加し, 最新の情報を入手し, 本研究の成果発表を行う. さらに, 国際研究集会に参加し, 研究成果発表と情報収集を行う. この分野での指導的な立場である海外の研究者や革新的な結果を導いている若手研究者を日本に招へいして研究打ち合わせを行い, 本研究を大きく進展させる. 以上の得られた成果を論文にまとめ, 学術雑誌に投稿する.

研究成果の概要

楕円型偏微分方程式の球対称解に関して、新たな一意性及び多重存在性の結果を導いた。準線形楕円型方程式の球対称解の漸近挙動を調査した。p-Laplace作用素をもつ方程式の解の漸近挙動や固有値の漸近挙動と単調性に関する研究も行った。一般的な微分作用素をもつ楕円型方程式の解の存在性についても新たな結果を得た。さらに、2次元非自励系微分方程式系の原点に漸近する解について、その安定性を解軌道の長さやフラクタル次元の観点から評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

円環領域における楕円型偏微分方程式の正値解の一意性について、これまで未解決であった部分について一定の答えを与えることができた。ある準線形の自励型常微分方程式系の平衡解の線形化に対応する新しい理論を構築した。これは楕円型偏微分方程式の解析などの様々な応用が見込まれるものである。一般的な微分作用素をもつ楕円型方程式の研究は、現在、活発に研究が行われており、本研究により、様々な微分作用素を統一的に扱う方法が提示され、今後の多くの研究で、その応用が期待される。

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

    (43件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 15件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Universidad de Chile/Pontificia Universidad Catolica de Chile(チリ)

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

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad de Chile(チリ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Ulsan(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Pontificia Universidad Catolica de Chile(チリ)

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

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Pontificia Universidad Catolica de Chile/Center for Mathematical Modeling(チリ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Ulsan(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Pontificia Universidad Catolica de Chile/Center for Mathematical Modeling(チリ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Ulsan(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Periodic solutions for nonlinear systems of Ode's with generalized variable exponents operators2024

    • 著者名/発表者名
      Marta Garcia-Huidobro, Raul Manasevich, Jean Mawhin, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 388 ページ: 34-58

    • DOI

      10.1016/j.jde.2023.12.040

    • 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] An eigenvalue problem for a variable exponent problem, via topological degree2024

    • 著者名/発表者名
      Raul Manasevich, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems

      巻: 44 号: 4 ページ: 970-982

    • DOI

      10.3934/dcds.2023134

    • 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] Asymptoric behavior and monotonicity of radial eigenvalues for the p-Laplacian2024

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Kajikiya, Mieko Tanaka, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 387 ページ: 496-531

    • DOI

      10.1016/j.jde.2024.01.027

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of nonlinearity to box-counting dimensions of spiral orbits for two-dimensional differential systems2024

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Onitsuka, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Bulletin des Sciences Mathematiques

      巻: 192 ページ: 103417-103417

    • DOI

      10.1016/j.bulsci.2024.103417

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple existence of positive even solutions for a two point boundary value problem on some very narrow possible parameter set2022

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shioji, Satoshi Tanaka, Kohtaro Watanabe
    • 雑誌名

      J. Mathematical Analysis and Applications

      巻: 513 号: 1 ページ: 126182-126182

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2022.126182

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the uniqueness of solutions of a semilinear equation in an annulus2021

    • 著者名/発表者名
      Carmen Cortazar, Marta Garcia-Huidobro, Pilar Herreros, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Communications on Pure and Applied Analysis

      巻: 20 号: 4 ページ: 1479-1479

    • DOI

      10.3934/cpaa.2021029

    • 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] A note on the asymptotic behavior of radial solutions to quasilinear elliptic equations with a Hardy potential2021

    • 著者名/発表者名
      Kenta Itakura, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society, Series B

      巻: 8 号: 25 ページ: 302-310

    • DOI

      10.1090/bproc/100

    • 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
  • [雑誌論文] Perturbations of planar quasilinear differential systems2021

    • 著者名/発表者名
      Itakura Kenta、Onitsuka Masakazu、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 271 ページ: 216-253

    • DOI

      10.1016/j.jde.2020.08.024

    • 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
  • [雑誌論文] Uniqueness of positive radial solutions of superlinear elliptic equations in annuli2021

    • 著者名/発表者名
      Shioji Naoki、Tanaka Satoshi、Watanabe Kohtaro
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 284 ページ: 522-545

    • DOI

      10.1016/j.jde.2021.02.047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rectifiability of orbits for two-dimensional nonautonomous differential systems2021

    • 著者名/発表者名
      Onitsuka Masakazu、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations

      巻: 2021 号: 18 ページ: 1-23

    • DOI

      10.14232/ejqtde.2021.1.18

    • 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
  • [雑誌論文] Positive Solutions for Systems of Quasilinear Equations with Non-homogeneous Operators and Weights2020

    • 著者名/発表者名
      Garcia-Huidobro Marta、Manasevich Raul、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Advanced Nonlinear Studies

      巻: 20 号: 2 ページ: 293-310

    • DOI

      10.1515/ans-2020-2082

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Uniqueness and nonuniqueness of positive radial solutions to the Brezis-Nirenberg problem in an annulus2024

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      第41回九州における偏微分方程式研究集会
    • 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] Uniqueness and multiplicity of positive solutions to thescalar-field equation on large annuli in the three-dimensional unit sphere2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications, SS28
    • 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 multiplicity of positive even solutions to the one-dimensional Henon type equation on some very narrow possible parameter set2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications, SS28
    • 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] p-Laplacian の球対称固有値の漸近挙動と単調性2023

    • 著者名/発表者名
      田中敏、梶木屋龍治、田中視英子
    • 学会等名
      北見工大における微分方程式セミナー(通算第45回)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Uniqueness and multiplicity of positive solutions to the scalar-field equation on large annuli in the three-dimensional unit sphere2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      13th Americas Conference on Diff. Equations and Nonlinear Analysis and ICMC Summer Meeting on Differential Equations - 2023 Chapter
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 三次元単位球面上の円環領域における scalar-field 方程式の正値解の多重存 在2023

    • 著者名/発表者名
      田中敏
    • 学会等名
      微分方程式における解の漸近挙動の解析とその周 辺
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 三次元単位球面内の円環領域上の scalar-field 方程式の正値対称解2022

    • 著者名/発表者名
      田中敏
    • 学会等名
      広島数理解析セミナー (第 260 回)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Existence and multiplicity of positive solutions to the scalar-field equation on large annuli in the 3-sphere2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺宏太郎, 田中敏, 塩路直樹
    • 学会等名
      日本数学会 2022 年 度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Existence and multiplicity of positive solutions to the scalar-field equation on large annuli in the three-dimensional sphere2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      CMM PDE Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the uniqueness of positive radial solutions to superlinear elliptic equations in annuli2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      第23回北東数学解析研究会
    • 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] Multiplicity of positive even solutions to the one-dimensional Henon type equation on some very narrow possible parameter set2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      Differential Equations Day on ZOOM
    • 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] Multiple existence of positive even function solutions for a two point boundary value problem on some very narrow possible2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺宏太郎, 田中敏, 塩路直樹
    • 学会等名
      日本数学会 2021 年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元 Henon 型方程式の正値対称解の多重存在2021

    • 著者名/発表者名
      田中敏
    • 学会等名
      第5回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rectifiability and attractivity for two-dimensional nonautonomous differential systems2021

    • 著者名/発表者名
      鬼塚政一、田中 敏
    • 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] On a perturbation theory for the planar quasilinear differential system and its application2021

    • 著者名/発表者名
      田中 敏、鬼塚政一
    • 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] Perturbation of planar quasilinear differential systems and its application2020

    • 著者名/発表者名
      田中 敏
    • 学会等名
      東北大学 応用数理解析セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1次元 Henon 方程式の正値対称解のモース指数と対称性破壊分岐について2020

    • 著者名/発表者名
      田中 敏
    • 学会等名
      第4回 精度保証付き数値計算の実問題への応用研究集会 (NVR 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1次元 Henon 方程式の正値対称解のモース指数と対称性破壊分岐2019

    • 著者名/発表者名
      田中 敏
    • 学会等名
      東北大学 応用数理解析セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Perturbations of half-linear differential systems and its application to quasilinear elliptic equations2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      DEA 2019: Dynamics, Equations and Applications
    • 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] Perturbations of quasilinear differential systems2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      2019 International Workshop on Nonlinear PDEs and Its Applications
    • 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・シンポジウム開催] International Workshop on Nonlinear Elliptic Equations and Its Applications2022

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Online seminar on differential equations2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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