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ソボレフ不等式の離散化と工学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25400146
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 解析学基礎
研究機関津田塾大学 (2017-2018)
日本大学 (2013-2016)

研究代表者

永井 敦  津田塾大学, 学芸学部, 教授 (90304039)

研究分担者 亀高 惟倫  大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (00047218)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードグリーン関数 / ソボレフ不等式 / 離散化 / 最良定数 / C60 / グラフ / 離散 / グラフ理論 / 完全2部グラフ / グリーン行列 / 一般化逆行列 / 再生核 / フラーレン / 離散ソボレフ不等式 / 多面体 / 離散ラプラシアン / 正多面体 / 境界値問題
研究成果の概要

基礎工学の諸分野に登場する微分方程式および差分方程式の境界値問題のグリーン関数またはグリーン行列を求めた。次にグリーン関数やグリーン行列がヒルベルト空間を適切に設定すると再生核であることを示し、再生等式からソボレフ不等式および離散ソボレフ不等式を導出した。また(離散)ソボレフ不等式の等号成立条件、言い換えれば最良定数と等号を達成する最良関数をグリーン関数やグリーン行列を詳細に調べることによって求めた。特に工学上重要な問題として、C60フラーレンや各種グラフ上の離散ソボレフ不等式を導出して、その最良定数と最良関数を厳密に求めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

工学上重要な微分方程式や差分方程式の境界値問題に対してグリーン関数やグリーン行列を厳密に求めることは、工学の問題の数学的基礎付けを与えることに相当する。また対応するソボレフ不等式や離散ソボレフ不等式はC60フラーレンを例にとると、C60を構成する各分子の変位の最大値をC60のエネルギーの定数倍で評価する不等式である。また最良定数はC60の硬さを表す1つの指標であり、工学上の意味は大きいと確信している。

報告書

(7件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] A Hierarchical Structure for the Sharp Constants of Discrete Sobolev Inequalities on a Weighted Complete Graph2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Takemura, Yoshinori Kametaka and Atsushi Nagai
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 2017 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3390/sym10010001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two types of discrete Sobolev inequalities on a weighted Toeplitz graph2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Takemura, Atsushi Nagai, Yoshinori Kametaka
    • 雑誌名

      Linear Algebra and its Applicatoins

      巻: 507 ページ: 344-355

    • DOI

      10.1016/j.laa.2016.06.029

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 切頂正4,6,8面体上の離散ソボレフ不等式の最良定数2015

    • 著者名/発表者名
      亀高惟倫,山岸弘幸,永井敦,渡辺宏太郎,武村一雄
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 25

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Best Cosntant of Discrete Sobolev Inequality on the C60 Fullerene Buckyball2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kametaka, A. Nagai, H. Yamagishi, K. Takemura and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 7 ページ: 074004-074004

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.074004

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sobolev inequality of free boundary value problem for (-1)M(d/dx)(2M)2015

    • 著者名/発表者名
      K. Takemura, A. Nagai, Y. Kametaka, K. Watanabe, H. Yamagishi
    • 雑誌名

      J. of Inequality and Appl.

      巻: 2015 号: 1 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1186/s13660-015-0568-9

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Complete low-cut filter and the best constant of Sobolev inequality2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yamagishi, Y. Kametaka, A. Nagai, K. Watanabe and K. Takemura
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 5 ページ: 33-36

    • NAID

      130003371118

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The best estimation corresponding to continuous model of Thomson cable2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yamagishi, Y. Kametaka, A. Nagai, K. Watanabe and K. Takemura
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 5 ページ: 53-56

    • NAID

      130003371123

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 13種C60フラーレンと離散ソボレフ不等式の最良定数2015

    • 著者名/発表者名
      亀高 惟倫, 永井 敦, 山岸 弘幸, 武村 一雄, 渡辺 宏太郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市角間町)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブトーラス上の離散ソボレフ不等式の最良定数2015

    • 著者名/発表者名
      山岸 弘幸, 亀高 惟倫, 永井 敦
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ上での離散ソボレフ不等式の最良定数2014

    • 著者名/発表者名
      山岸 弘幸, 亀高 惟倫, 永井 敦
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      政策研究大学院大学
    • 年月日
      2014-09-05 – 2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 切頂正多面体上の離散ソボレフ不等式の最良定数2014

    • 著者名/発表者名
      山岸弘幸,亀高惟倫,永井敦,渡辺宏太朗,武村一雄
    • 学会等名
      応用数理学会
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] (-1)M(d/dx)2M のディリクレ・ノイマン境界値問題に対応するLp ソボ レフ不等式の最良定数2014

    • 著者名/発表者名
      山岸弘幸,亀高惟倫,永井敦,渡辺宏太朗,武村一雄
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2023-07-20  

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