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計算機を用いた代数曲線の数論とその応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03517
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
研究機関東京都立大学

研究代表者

内田 幸寛  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (90533258)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード矩形求積公式 / 区間デザイン / Somos数列 / 超楕円曲線 / 直交多項式 / 局所大域性 / 双接線 / 代数曲線 / ヤコビ多様体 / 不定方程式 / 暗号
研究開始時の研究の概要

代数曲線の有理点を決定する問題は,不定方程式の解を求める問題とも関連した重要な問題である.その具体的な計算については,現在でも多くの困難があり重要な研究課題の一つである.
一方,有限体上定義された代数曲線やそのヤコビ多様体は,楕円曲線暗号に代表されるように,暗号理論などに応用され,応用上ますますその重要性を増してきている.
本研究では,代数曲線の数論について計算機を用いて具体的に計算するという観点から研究を行う.

研究実績の概要

昨年度までの矩形求積公式(quadrature formula)に関連する不定方程式の共同研究に引き続いて、有理的区間デザインの構成に関する共同研究を行った。重み関数または測度が与えられたとき、それらに関する多項式の積分値を、有限個の点(ノード)における多項式の値の線形和で表す公式を矩形求積公式という。特に、この線形和の係数がすべて等しい場合、Chebyshev型矩形求積公式と呼ばれる。また、この公式のノードの集合は区間デザインとも呼ばれる。本研究では、ノードがすべて有理数である区間デザイン(有理的区間デザイン)の構成について研究を行った。特に、重み関数が第1種Chebyshev多項式に対応する場合に、ノードの個数に応じて、有理的区間デザインの非存在定理や、存在する場合の具体的な構成法を与えた。非存在定理の証明では整数論的な手法を用いており、具体的な構成では、ある代数曲線の媒介変数表示と計算機による探索を用いている。この内容については学会等で発表しており、論文投稿に向けて準備中である。
また、Somos数列と呼ばれる、双線形漸化式で定義される数列の数論的性質に関する共同研究を、昨年度までに引き続いて行った。本研究では、種数2の超楕円曲線から定まる、Cantorの等分多項式の値がなすSomos数列について、素数を法とした周期性について研究し、もとの超楕円曲線のJacobi多様体の点の位数との関係を得ている。この結果について講演するとともに、論文としてまとめ、現在投稿中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題では、代数曲線の数論について計算機を用いて具体的に計算するという観点から研究を行う計画である。
有理的区間デザインに関する共同研究においては、第1種Chebyshev多項式に対応する重み関数に対して、有理的区間デザインの非存在定理や具体的構成法を得た。これは代数曲線に関する議論や計算機による探索を用いており、本研究課題の計画に沿って得られた重要な結果である。
Somos数列に関する共同研究についても、計算機の援用により数列の周期性を観察するとともに、超楕円曲線のJacobi多様体の数論に関する結果を用いてSomos数列の数論的性質を得たものであり、本研究課題で期待している成果である。
以上より、本研究課題は順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

引き続き、計算機を用いて具体的に計算するという観点から、代数曲線の数論を中心に研究を行う。
有理的区間デザインに関する共同研究について、第1種Chebyshev多項式に対応する場合以外は有理的区間デザインの存在がよく分かっていないものも多い。この場合も含め、より詳細に研究を行い、研究成果を学会等で発表し、論文として投稿することを目指す。
また、Somos数列に関連する共同研究についても、Cantorの等分多項式で表せない数列の性質など、解明されていないことが残されているため、引き続き研究を行いたい。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 古典直交多項式,矩形求積公式,幾何デザインの有理性について2023

    • 著者名/発表者名
      澤正憲,内田幸寛
    • 雑誌名

      数学

      巻: 75 ページ: 295-314

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The local-global property for bitangents of plane quartics2020

    • 著者名/発表者名
      Ishitsuka Yasuhiro、Ito Tetsushi、Ohshita Tatsuya、Taniguchi Takashi、Uchida Yukihiro
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 12 号: 0 ページ: 41-44

    • DOI

      10.14495/jsiaml.12.41

    • NAID

      130007879424

    • 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
  • [学会発表] 有理的interval designの明示的構成法とHilbert Kamke問題2024

    • 著者名/発表者名
      三島輝之,澤正憲,内田幸寛,盧暁南
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Periodicity of Somos sequences related to curves of genus 22023

    • 著者名/発表者名
      内田幸寛
    • 学会等名
      京大数論合同セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中心対称的な有理デザインの存在問題2023

    • 著者名/発表者名
      三島輝之,澤正憲,内田幸寛
    • 学会等名
      日本数学会2023年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 有理的interval designの明示的構成法とHilbert-Kamke問題2023

    • 著者名/発表者名
      三島輝之,澤正憲,内田幸寛,Xiao-Nan Lu
    • 学会等名
      2023年度応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Periodicity of Somos sequences related to curves of genus 22023

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Uchida
    • 学会等名
      Number Theory in Tokyo
    • 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] 矩形求積公式の有理性に関する不定方程式と準直交多項式2021

    • 著者名/発表者名
      内田幸寛
    • 学会等名
      第2回神戸整数論ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 内田研究室ホームページ

    • URL

      https://y-uchida.fpark.tmu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 内田研究室ホームページ

    • URL

      https://www.comp.tmu.ac.jp/y-uchida/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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