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乱択アルゴリズム、近似アルゴリズムを利用した数値数式融合計算の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K11760
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60010:情報学基礎論関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

関川 浩  東京理科大学, 理学部第一部応用数学科, 教授 (00396178)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード数値数式融合計算 / 近似アルゴリズム / 多項式の合成 / メビウス変換 / 凸結合 / ボロノイ図 / 計算機代数 / 計算幾何 / 乱択アルゴリズム / 多項式 / 方程式
研究開始時の研究の概要

数値数式融合計算は、信頼性の高い計算法である数式処理を基本とし、部分的に、柔軟で効率がよい計算法である数値計算を利用した、信頼性、柔軟性、効率性を合わせ持つ計算法である。その中でもとくに柔軟性を重視した計算法に対して、アルゴリム中に確率的な振る舞いを導入したり、近似解を求めたりすることでさらに効率を向上させる研究を行う。主な計算対象は、実数あるいは複素数の係数に誤差を含む多項式、通信時の誤りなどで0と1が入れ替わった、係数が0と1のみの多項式などである。

研究成果の概要

信頼性の高い数式処理と効率がよく柔軟な数値計算双方の長所を合わせ持つ計算方法である数値数式融合計算において、近似アルゴリズムを利用した効率的な計算法に関する研究を行った。主な成果は、多項式の近似的な合成を求めるアルゴリズムと、それを利用した多項式の値の評価法である。そのほか、与えられたいくつかのメビウス変換の線形結合に対し、同じメビウス変換の凸結合で元の線形結合にもっとも近いものを求めるアルゴリズム、母点が不明なボロノイ図から母点を求めるアルゴリズムについて成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

計算機により数学的な計算を行う代表的な方法には数値計算と数式処理の二つがあり、この二つの方法は長所、短所が相補的である。そこで、数式処理に数値計算の手法や考え方をうまく利用し、数式処理と数値計算の長所を合わせもつ数値数式融合計算という計算方法が研究されている。本研究の成果は数値数式融合計算の効率化、新しい利用法であり、様々な分野における数学的な計算への利用が期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 合成で表現可能な最近接多項式を求める近似アルゴリズム2024

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 雑誌名

      数式処理

      巻: 30 ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] マンハッタン距離ボロノイ図からの母点探索2023

    • 著者名/発表者名
      山中悠輔、武田渉、関川浩
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2255 ページ: 174-183

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Approximation Algorithm for the Nearest Decomposable Polynomial in the Hamming Distance2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sekigawa
    • 雑誌名

      ACM Communications in Computer Algebra

      巻: 57 号: 3 ページ: 119-122

    • DOI

      10.1145/3637529.3637532

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 合成で表現可能な最近接多項式2023

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 雑誌名

      数式処理

      巻: 29 ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] メビウス変換の凸結合2021

    • 著者名/発表者名
      若菜魁、関川浩
    • 雑誌名

      数式処理

      巻: 27 ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値数式融合計算2024

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二変数多項式の近似decompositionとその応用2024

    • 著者名/発表者名
      徳田陸成、武田渉、関川浩
    • 学会等名
      Risa/Asir Conference 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 合成で表現可能な最近接多項式を求める近似アルゴリズム2023

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 学会等名
      第32回日本数式処理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] An approximation algorithm for the nearest decomposable polynomial in the Hamming distance2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sekigawa
    • 学会等名
      48th International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 因数分解を利用した多変数多項式のdecomposition2023

    • 著者名/発表者名
      徳田陸成、武田渉、関川浩
    • 学会等名
      RIMS 共同研究(公開型)Computer Algebra―Foundations and Applications
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多項式の合成による表現2023

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 学会等名
      Risa/Asir Conference 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 合成で表現可能な最近接多項式2022

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 学会等名
      第31回日本数式処理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マンハッタン距離ボロノイ図の母点探索2022

    • 著者名/発表者名
      山中悠輔、武田渉、関川浩
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マンハッタン距離ボロノイ図からの母点探索2022

    • 著者名/発表者名
      山中悠輔、武田渉、関川浩
    • 学会等名
      RIMS 共同研究(公開型)Computer Algebra―Foundations and Applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有限体上の多項式のdecomposition2022

    • 著者名/発表者名
      関川浩
    • 学会等名
      Risa/Asir Conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The nearest function represented by a convex combination of given functions with constraints2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sekigawa
    • 学会等名
      26th Conference on Applications of Computer Algebra (ACA2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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