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正値性をもつ数値計算法による相対誤差への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 23654032
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関京都大学

研究代表者

中村 佳正  京都大学, 情報学研究科, 教授 (50172458)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード固有値計算 / 特異値計算 / 相対誤差 / 正値性 / 可積分アルゴリズム / 離散可積分系 / 漸近解析 / 行列式 / 計算数学
研究概要

このプロジェクトにおいて、まず、特異値計算のmdLVs法について特異値の摂動と前進誤差解析を行った。その結果、前進誤差解析の意味でmdLVs法の安定性を示した。次に、dLV法の漸化式に含まれる任意パラメータδについての無限大極限を導入して漸化式をdLV∞相似変換と名付けた。dLV∞変換は浮動小数点数上の計算についての数値安定性をもち、変数の正値性が保たれ、反復計算のもとで特異値に収束することが証明された。さらに、混合前進後退誤差解析によって、計算された特異値はdLV法に匹敵する高い相対精度をもつことが検証された。さらに、dLV∞変換は前進安定であることも示された。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (33件) (うち招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] A tridiagonal matrix construction by the quotient difference recursion formula in the case of multiple eigenvalues2014

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Masashi Iwasaki, Koichi Kondo and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      J. Math-for-Industry

      巻: 6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Accurate similarity transformation derived from the discrete Lotka-Volterra system for bidiagonal singularvalues2014

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Nagata, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Journal Calcolo

      巻: 未定 号: 2 ページ: 305-317

    • DOI

      10.1007/s10092-013-0085-5

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An application of centre manifold theory to the qd-type discrete Lotka-Volterra system2013

    • 著者名/発表者名
      You Takahashi, Masashi Iwasaki, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Applicable Analysis

      巻: 92 ページ: 586-594

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On a shifted LR transformation derived from the discrete hungry Toda equation2013

    • 著者名/発表者名
      Akiko Fukuda, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki, Emiko Ishiwata and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Monatshefte fur Mathematik

      巻: 170 ページ: 11-26

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ハングリー型の離散可積分系と非対称行列の固有値計算-可積分アルゴリズムにおける最近の発展-2013

    • 著者名/発表者名
      福田亜希子, 岩崎雅史, 山本有作, 石渡恵美子, 中村佳正
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 23 ページ: 109-181

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a shifted LR transformation derived from the discrete hungry Toda equation2013

    • 著者名/発表者名
      Akiko Fukuda, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki, Emiko Ishiwata and Yoshimasa
    • 雑誌名

      Monatshefte f¨ur Mathematik

      巻: 170 ページ: 11-26

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accurate similarity transformation derived from the discrete Lotka-Volterra system for bidiagonal singular values2013

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Nagata, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Journal Calcolo

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ハングリー型の離散可積分系と非対称行列の固有値計算2013

    • 著者名/発表者名
      福田亜希子, 岩崎雅史, 山本有作, 石渡恵美子, 中村佳正
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 23 ページ: 109-181

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error analysis of the mdLVs algorithm for computing bidiagonal singular values2012

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Nagata, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Numerical Algorithms

      巻: 61 号: 2 ページ: 261-274

    • DOI

      10.1007/s11075-012-9607-5

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Subtraction-free recurrence relations for lower bounds of the minimal singular value of an upper bidiagonal matrix2012

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yamashita, Kinji Kimura, and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      J. Math-for-Industry

      巻: 4 ページ: 55-71

    • NAID

      40019493178

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On some properties of a discrete hungry Lotka-Volterra system of multiplicative type2012

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Hama, Akiko Fukuda, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki, Emiko Ishiwata and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      J. Math-for- Industry

      巻: 4 ページ: 5-15

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Error analysis for matrix eigenvalue algorithm based on the discrete hungry Toda equation2012

    • 著者名/発表者名
      A. Fukuda, Y. Yamamoto, M. Iwasaki, E. Ishiwata and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Numerical Algorithms

      巻: 61 号: 2 ページ: 243-260

    • DOI

      10.1007/s11075-012-9606-6

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On some properties of a discrete hungry Lotka-Volterra system of multiplicative type2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hama, A. Fukuda, Y. Yamamoto, M. Iwasaki, E. Ishiwata and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Math-for-Industry

      巻: 4 ページ: 5-15

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positivity of dLV and mdLVs algorithms for computing singular values2011

    • 著者名/発表者名
      Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Elect. Trans. Numer. Anal

      巻: 38 ページ: 184-201

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Conserved quantities of the discrete finite Toda equation and lower bounds of the minimal singular value of upper bidiagonal matrices2011

    • 著者名/発表者名
      Kinji Kimura, Takumi Yamashita, Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys.A : Math.Theor.

      巻: 44 号: 28 ページ: 285207-285207

    • DOI

      10.1088/1751-8113/44/28/285207

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positivity of dLV and mdLVs algorithms for computing singular values2011

    • 著者名/発表者名
      Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 雑誌名

      Elect. Trans. Numer. Anal.

      巻: 38 ページ: 184-201

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conserved quantities of the discrete finite Toda equation and lower bounds of the minimal singularvalue of upper bidiagonal matrices2011

    • 著者名/発表者名
      Kinji Kimura, Takumi Yamashita and Yoshimasa Nakamura,
    • 雑誌名

      J. Phys. A: Math. Theor.

      巻: 44

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Why are integrable algorithms accurate?2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 発表場所
      Leeds University
    • 年月日
      2013-03-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 可積分アルゴリズムはなぜ高精度か?2013

    • 著者名/発表者名
      中村佳正
    • 学会等名
      第14回情報学シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-02-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 指定された固有値をもつHessenberg型帯行列の作成方法について2013

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 近藤弘一, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] カソラチ行列式の漸近展開定理2013

    • 著者名/発表者名
      新庄雅斗, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Prospect of integrable numerical algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      Forum on Scientific and Engineering Computing 2013
    • 発表場所
      Si Yuan Buildings Conference Hall, Chinese Academy of Sciences, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aspects of integrable numerical algorithms, Integrable Algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      New Frontiers in Numerical Analysis
    • 発表場所
      Leeds University
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 重複固有値をもつ3 重対角行列が定めるqd変数の漸近挙動について2013

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 近藤弘一, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      東洋大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] mdLVsアルゴリズムに関する数値安定性と計算量の改良2013

    • 著者名/発表者名
      永田宗寛, 岩崎雅史, 木村欣司, 中村佳正
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      東洋大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Prospect of integrable numerical algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      Forum on Scientific and Engineering Computing 2013
    • 発表場所
      Chinese Academy of Sciences, Beijing
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 指定された固有値をもつHessenberg 型帯行列の作成方法について2013

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 近藤弘一, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 玉に番号が付いた箱玉系の保存量について2013

    • 著者名/発表者名
      柿崎苑美, 福田亜希子, 石渡恵美子, 山本有作, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 並列計算における再直交化付きブロック逆反復法の性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      石上裕之, 木村欣司, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Aspects of integrable numerical algorithms2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      Integrable Algorithms: New Frontiers in Numarical Analysis
    • 発表場所
      Leeds University, the United Kingdom
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重複固有値をもつ3重対角行列が定めるqd変数の漸近挙動について2013

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗,近藤弘一,岩﨑雅史,中村佳正
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      東洋大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] totally nonnegative行列の最小固有値の下界について2012

    • 著者名/発表者名
      山下巧, 木村欣司, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      稚内全日空ホテル
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] A tridiagonalization for nonsymmetric complex matrix in terms of the finite discrete Toda equation2012

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Koichi Kondo, Masashi Iwasaki, Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      International Congress on Computational and Applied Mathematics (ICCAM2012)
    • 発表場所
      University, Belgium
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Application of integrable discrete hungry systems to nonsymmetric matrix eigenvalue algorithms2012

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Yamamoto and Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      The 8th East Asia SIAM Conference (EASIAM 2012)
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Integrable discrete hungry systems and their related eigenvalue algorithms2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura, Akiko Fukuda, Yusaku Yamamoto, Masashi Iwasaki and Emiko Ishiwata
    • 学会等名
      Symmetries and Integrability of Difference Equations (SIDE 10)
    • 発表場所
      Yin Feng Holiday Resort, Xikou, Ningbo, China
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of integrable discrete hungry systems to nonsymmetric matrix eigenvalue algorithms2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Nakamura, Akiko Fukuda, Emiko Ishiwata, Yusaku Yamamoto and Masashi Iwasaki
    • 学会等名
      Workshop on Methods and Applications of Industrial and Applied Mathematics
    • 発表場所
      RIMS Kyoto Univ
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 最小特異値の下界を構成するための逆行列のトレースを計算する新しい減算なし公式について2012

    • 著者名/発表者名
      木村欣司, 山本有作, 山下巧, 高田雅美, 中村佳正
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 有限戸田格子方程式に関連する3重対角行列の固有値について2012

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 近藤弘一, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 離散可積分系に基づく高精度Darboux変換について2012

    • 著者名/発表者名
      永田宗寛, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] totally nonnegative 行列の 最小固有値の下界について2012

    • 著者名/発表者名
      山下巧, 木村欣司, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      稚内全日空ホテル
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] A tridiagonalization for nonsymmetric complex matrix in terms of the finite discrete Toda equation2012

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Koichi Kondo, Masashi Iwasaki, Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      International Congress on Computational and Applied Mathematics (ICCAM2012)
    • 発表場所
      Ghent University, Belgium
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 対称行列の逆行列の固有値に対するKato-Temple不等式の導出と応用2011

    • 著者名/発表者名
      山下巧, 木村欣司, 高田雅美, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会「行列・固有値問題の解法とその応用」 研究部会第12回研究会
    • 発表場所
      国立情報学研究所
    • 年月日
      2011-11-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Some aspects of the integrable discrete Lotka-Volterra system2011

    • 著者名/発表者名
      Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Scientific Computing (SC2011)
    • 発表場所
      Cagliari, Italy
    • 年月日
      2011-10-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Some Fibonacci sequences appear in the dLV algorithm2011

    • 著者名/発表者名
      Kanae Akaiwa, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      International Workshop on Application of Iterative Methods to Engineering and Its Mathematical Element
    • 発表場所
      Doshisha Univ
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical stability of dLV transformation2011

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Nagata, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      International Workshop on Application of Iterative Methods to Engineering and Its Mathematical Element
    • 発表場所
      Doshisha Univ
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 負の差分間隔をもつ離散ロトカ・ボルテラ系に現れる数列の再帰性について2011

    • 著者名/発表者名
      赤岩香苗, 岩崎雅史, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会ポスターセッション
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 中心多様体理論を用いた離散ハングリー系の局所解析2011

    • 著者名/発表者名
      高橋悠, 岩崎雅史, 福田亜希子, 石渡恵美子, 中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 特異値計算アルゴリズムmdLVs法におけるシフト戦略2011

    • 著者名/発表者名
      木村欣司, 山下巧, 高田雅美, 中村佳正
    • 学会等名
      第40回数値解析シンポジウム
    • 発表場所
      鳥羽シーサイドホテル
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical stability of dLV transformation2011

    • 著者名/発表者名
      Munehiro Nagata, Masashi Iwasaki and Yoshimasa Nakamura
    • 学会等名
      International Workshop on Application of Iterative Methods to Engineering and Its Mathematical Element
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] シフトを考慮したLR変換に関連する離散ハングリー系について2011

    • 著者名/発表者名
      濱洋輔,福田亜希子,石渡恵美子,岩崎雅史,山本有作,中村佳正
    • 学会等名
      日本応用数理学会年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.amp.i.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 倍精度2 重対角行列シフト付き用特異値計算ルーチンDLVS の公開

    • URL

      http://www-is.amp.i.kyoto-u.ac.jp/svd/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-is.amp.i.kyoto-u.ac.jp/svd/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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