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位相幾何学における変分問題のSobolev多様体を用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K18583
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分12:解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関埼玉大学

研究代表者

長澤 壯之  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (70202223)

研究分担者 下川 航也  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (60312633)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード結び目のエネルギー / 絡み目のエネルギー / メビウス・エネルギー / メビウス不変 / ガウス写像 / 分解エネルギー / 調和写像 / 結び目 / 変分問題 / 絡み目 / エネルギー / Sobolev多様体
研究開始時の研究の概要

関数空間を関数の位相的性質により分割するという発想は従来なかったものである。解析学と位相幾何学の研究者の共同作業により、位相幾何学における変分問題への新しい解析法を創出する。新手法により結び目エネルギーに関する未解決問題に取り組む。

研究成果の概要

本研究では結び目や絡み目に対するメビウス・エネルギーを対象となる結び目や絡み目の位相を考慮した解析を行うことである。絡み目型を表す位相不変量の一つに絡み数はガウス写像の写像度として定義される。ガウス写像を絡み目だけでなく結び目に対しても定義を拡張し、メビウス・エネルギーとそのメビウス不変分解によって得られた分解エネルギーとガウス写像の関連を研究した。その結果、ガウス写像を間接的に用いた各エネルギーの間接表現と、ガウス写像を直接用いた第二分解エネルギーの直接表現を得た。前者からは、エネルギー分解をエネルギーに対する中線定理と解釈できる事、後者からはメビウス・エネルギーと波動写像の関係を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

結び目や絡み目のエネルギーは、それらの標準型を与えるために考案されたものである。その中でメビウス変換により不変なエネルギーがメビウス・エネルギーである。この不変性は幾何学的には興味深いが、解析学的には最小化列のコンパクト性の喪失を意味に、解析が困難となる。そのために、エネルギー構造のより深い理解が必要となる。本研究により、位相不変量を与えるGauss写像との関連が明らかとなった。

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

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Salzburg University(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Salzburg University(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Mobius invariant discretization of O’Hara’s Mobius energy2022

    • 著者名/発表者名
      Blatt Simon、Ishizeki Aya、Nagasawa Takeyuki
    • 雑誌名

      Journal of Knot Theory and Its Ramifications

      巻: 31 号: 03

    • DOI

      10.1142/s021821652250016x

    • 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] Upper and lower bounds and modulus of continuity of decomposed Mobius energies2021

    • 著者名/発表者名
      Aya Ishizeki, Takeyuki Nagasawa
    • 雑誌名

      J. Geom. Anal.

      巻: 31 号: 6 ページ: 5659-5686

    • DOI

      10.1007/s12220-020-00496-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decomposition of generalized O'Hara's energies2021

    • 著者名/発表者名
      Aya Ishizeki, Takeyuki Nagasawa
    • 雑誌名

      Math. Z.

      巻: 298 ページ: 1049-1076

    • DOI

      10.1007/s00209-020-02601-w

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A new formulation of the variational problem of the Mobius energy (注: Mobiusのoはウムラウト付き)2024

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Nagasawa
    • 学会等名
      International Workshop - Regularity and Singularity for Geometric PDE and related Topics
    • 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] The relevance of the Mobius energy to harmonic maps (注: Mobiusのoはウムラウト付き)2023

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Nagasawa
    • 学会等名
      発展方程式とその周辺 -エネルギー構造と解の定量的解析-
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メビウス・エネルギーと調和写像2023

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 学会等名
      研究集会「多様体上の微分方程式」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mobiusエネルギーの分解と波動写像2023

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 学会等名
      日本数学会2023年度年会函数方程式分科会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Decomposition of the O'Hara energy2023

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasawa
    • 学会等名
      "Energies of Knots, Residues of Manifolds and Related Topics"
    • 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] The Mobius energy for knots as a limit of that for links2023

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasawa
    • 学会等名
      Workshop Critical Exponent and Nonlinear Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結び目と絡み目に対するメビウス・エネルギーのメビウス不変分解について2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 学会等名
      第64回早稲田双曲幾何幾何学的群論セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 結び目と絡み目に対するエネルギーについて:分解定理、余弦公式とメビウス不変性2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型)「偏微分方程式の臨界現象と正則性理論及び漸近解析」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結び目と絡み目に対するメビウス・エネルギーと波動写像2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 結び目と絡み目に対するメビウス・エネルギーと波動写像2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 学会等名
      第37回さいたま数理解析セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Mobius energy for knots and links, and wave maps2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ishizeki, T. Nagasawa
    • 学会等名
      The 13th MSJ-SI "Differential Geometry and Integrable Systems": The 5th International Workshop Geometry of Submanifolds and Integrable Systems
    • 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] The Mobius energies of knots and links: Decomposition, the cosine formula, and their Mobius invariance2022

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Nagasawa
    • 学会等名
      The 13th Nagoya Workshop on Differential Equations
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結び目と絡み目Mobiusエネルギー: 分解定理、余弦公式とMobius不変性2022

    • 著者名/発表者名
      石関 彩、長澤 壯之
    • 学会等名
      日本数学会 2022年度年会 函数方程式分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 絡み目のMobiusエネルギーの極限としての結び目のMobiusエネルギー2022

    • 著者名/発表者名
      石関 彩、長澤 壯之
    • 学会等名
      日本数学会 2022年度年会 函数方程式分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 結び目のエネルギー:入門と最近の話題2022

    • 著者名/発表者名
      長澤 壯之
    • 総ページ数
      63
    • 出版者
      大学院レクチャーノートシリーズ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 科研費による研究成果

    • URL

      https://www.saitama-u.ac.jp/sci/math/lab/nagasawa/seika.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 長澤 壯之 科研費による研究成果

    • URL

      http://www.saitama-u.ac.jp/sci/math/lab/nagasawa/seika.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 埼玉大学研究者総覧 長澤 壯之

    • URL

      http://s-read.saitama-u.ac.jp/researchers/pages/researcher/TeBukxhV

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 科研費による研究成果

    • URL

      http://www.saitama-u.ac.jp/sci/math/lab/nagasawa/seika.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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