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ハミルトン力学系の特殊解とその近傍の力学系の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26800059
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 解析学基礎
研究機関京都大学 (2015-2018)
大阪大学 (2014)

研究代表者

柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード力学系 / 非可積分性 / 変分法 / 微分ガロア理論 / 記号力学系 / 3体問題 / Sitnikov問題 / 周期解 / 変分問題 / 可積分性 / 制限n体問題 / n中心問題 / ハミルトン力学系 / 天体力学
研究成果の概要

ポテンシャル系においてエネルギー曲面上で,ポテンシャル関数が特異点を持つ場合に測地線型変分構造の峠点として得られる弱解について特異点を通過する回数の評価を得た.
微分ガロア理論を用いて,制限n体問題の非可積分性を証明した.
また,変分法により3体問題の特別な場合である平面Sitnikov問題における与えられた記号列を実現する軌道の存在を示した.同時に多様な周期軌道の存在も示している.OrtegaやOffinの結果と合わせることで,得られた周期軌道は全て不安定であることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハミルトン系において与えられたエネルギー面に周期解が存在するかとういう問題は活発に研究されてきた.特にエネルギー面がコンパクトでない場合として,ポテンシャル関数が特異点を持つポテンシャル系の解の持つ特異点の個数の最適な評価を与えた.制限n体問題の非可積分性の証明は,ポアンカレが非常に強い仮定のもとでなされて以来,新たな証明はなかった.本研究により,微分ガロア理論を用いた新たな証明が与えられた.特に,パラメータは任意に固定して良いという意味で,仮定を弱められている.変分法による特殊解の存在証明は8の字解の発見以来大きく発展している分野で,その中で記号列の変分法による実現は新たな展開を示している.

報告書

(6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
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] 南開大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] メリーランド大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ベオグラード大学(セルビア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Variational proof of the existence of brake orbits in the planar 2-center problem2019

    • 著者名/発表者名
      Yuika Kajihara and Mitsuru Shibayama
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems-A

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006712787

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational Construction of Orbits Realizing Symbolic Sequences in the Planar Sitnikov Problem2019

    • 著者名/発表者名
      Shibayama Mitsuru
    • 雑誌名

      Regular and Chaotic Dynamics

      巻: 24 号: 2 ページ: 202-211

    • DOI

      10.1134/s1560354719020060

    • NAID

      120007173782

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-integrability of the spacial n-center problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 2461-2469

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.04.037

    • NAID

      120006601517

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear stability of periodic three-body orbits with zero angular momentum and topological dependence of Kepler’s third law: a numerical test2018

    • 著者名/発表者名
      Dmitrasinovic V、Hudomal Ana、Shibayama Mitsuru、Sugita Ayumu
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 51 号: 31 ページ: 315101-315101

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aaca41

    • NAID

      120006601519

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Periodic solutions of a perscribed-energy problem for a singular Hamiltonian system2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shibayama
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems A

      巻: 37 号: 5 ページ: 2705-2715

    • DOI

      10.3934/dcds.2017116

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three topologically nontrivial choreographic motions of three bodies2016

    • 著者名/発表者名
      Milovan Suvakov, Mitsuru Shibayama
    • 雑誌名

      Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy

      巻: 124 号: 2 ページ: 155-162

    • DOI

      10.1007/s10569-015-9657-9

    • NAID

      120006601520

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 一般的な相互作用力による平面三体問題の非可積分性について2019

    • 著者名/発表者名
      山田淳二,柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 変分法による平面2中心問題におけるbrake軌道の存在証明2019

    • 著者名/発表者名
      梶原唯加,柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variational construction of periodic and heteroclinic orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      HAMSYS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variational construction of periodic and heteroclinic orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      :The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variational construction of periodic and heteroclinic orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      BOSTON UNIVERSITY/KEIO UNIVERSITY WORKSHOP 2018- Dynamical Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Non-integrability of the spatial n-center and restricted n+1-body problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      Hamiltonian systems, from topology to applications through analysis II
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 平面 Sitnikov 問題における周期解とヘテロクリニック軌道について2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「力学系 -理論と応用の融合-」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variational construction of periodic and connecting orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variational construction of periodic and connecting orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      RIMS共同研究「力学系-理論と応用の融合-」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Variational construction of periodic and connecting orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      Dynamics Seminar, Department of Mathematics, University of Maryland, USA
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面Sitnikov問題における記号力学系と変分構造2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シンプレクティック写像の不動点のモース指数と安定性2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 制限n体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会応用数学分科会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 制限n体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      応用数理学会年会応用力学系
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ケプラー型ポテンシャル系のエネルギー固定問題における周期解の存在2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      RIMS研究集会「界面運動,力学系に現れる漸近問題への粘性解的手法とその周辺」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-integrability of the restricted n-body problem,2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      第6回「ハミルトン系とその周辺」研究集会
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 制限$n$体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      冬の力学系研究集会
    • 発表場所
      日大軽井沢研修所(長野県軽井沢町)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Singularity analysis of the restricted three-body problem2016

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学サテライトオフィス(愛知県豊橋市)
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] n体問題の周期軌道の変分解析2016

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会2016年度年会函数方程式分科会特別講演
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県,つくば市)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Periodic solutions of a prescribed-energy problem for a singular Hamiltonian system2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      The 11th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 発表場所
      Hyatt Regency Orlando, Florida, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A perturbed Kepler problem in which there are no periodic solutions2016

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学サテライトオフィス(愛知県豊橋市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 特異点のブローアップと標準形理論の応用による第一積分の個数の評価2015

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学$N$体力学研究会
    • 発表場所
      SMBCイベントスペース-千葉(千葉県,千葉市)
    • 年月日
      2015-12-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 特異点をもつハミルトン系の周期軌道の変分解析2015

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      ダイナミクス研究会中野
    • 発表場所
      明治大学(東京都,中野区)
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Periodic solutions of a prescribed-energy problem for a singular Hamiltonian system2015

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      RIMS研究集会「実領域における常微分方程式の定性的研究」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(京都府,京都市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 特異点をもつハミルトン系の周期解について2015

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      南大阪応用数学セミナー
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府,大阪市)
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Perturbation Theory in Celestical Mechanics2015

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      Dynamical Systems in Mathematical Physics
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-02-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Variational proof of the existence of the super-eight orbit in the four-body problem2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      The 10th AIMS Conference
    • 発表場所
      Universidad Autónoma de Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-integrability criterion for homogeneous Hamiltonian systems via blowingup technique of singularities2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      The 10th AIMS Conference
    • 発表場所
      Universidad Autónoma de Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] ハミルトン力学系-可積分系とKAM理論を中心に-2016

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 柴山允瑠のホームページ

    • URL

      http://yang.amp.i.kyoto-u.ac.jp/~shibayama/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://yang.amp.i.kyoto-u.ac.jp/~shibayama/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/jS9lX

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://yang.amp.i.kyoto-u.ac.jp/~shibayama/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 柴山允瑠のホームページ

    • URL

      http://www.sigmath.es.osaka-u.ac.jp/~shibayama/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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