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2001 年度 研究成果報告書概要

変分法による非線形楕円型方程式の固有値問題の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12640211
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 大域解析学
研究機関広島大学

研究代表者

柴田 徹太郎  広島大学, 総合科学部, 助教授 (90216010)

研究分担者 宇佐美 広介  広島大学, 総合科学部, 助教授 (90192509)
水田 義弘  広島大学, 総合科学部, 教授 (00093815)
吉田 清  広島大学, 総合科学部, 教授 (80033893)
田中 和永  早稲田大学, 理工学部, 教授 (20188288)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
キーワード非線形 / 固有値 / 漸近解析 / 特異摂動 / 変分法
研究概要

1.(1)ここ数年の我々の研究により、2つの固有値パラメーターを含む非線形微分方程式の固有値の漸近解析に関しては、変分法的アプローチが有力であることが判明している。いくつかのパラメーターを含む非線形楕円型方程式の固有値問題が本来由来するところの、非線形シュレディンガー方程式に関連した固有値問題の固有値、固有関数の漸近解析を中心に研究を進めた。
(2)非線形シュレディンガー方程式に関連する、2つのパラメーターa, bを含む固有値問題については、変分法を用いてb=b(a)と表したとき、常微分方程式の手法を援用することにより、aが無限大に近づいたときの詳細な漸近公式を得た。また、この漸近公式に関連した新しい臨界指数の存在を明らかにした。
(3)(2)で扱った方程式に対しては、異なる変分法の枠組みを適用することにより、(2)とは異なる変分固有値の定式化が可能であるが、この場合に得られた変分固有値の漸近挙動は、(2)で得られたものとは全く異なることが判明した。
(4)これらの結果は、2つのパラメーターを含む方程式に関してはいままで知られていなかった。したがって、我々の研究はまさにこの方面における先駆的研究と位置づけることができよう。
2.1つの固有値パラメーターを含む非線形固有値問題に対しては、方程式を考える領域が球やドーナツ型の場合、そのパラメーターと、解の2乗ノルムの間に成り立つ、精密な漸近公式を証明する事に成功した。この結果は分岐理論や解の境界層の振る舞いと深く関わっており、今後の我々の研究を進めていく上で、重要な位置を占めるものである。
3.非線形楕円型固有値問題と深く関連する楕円型方程式・放物型システムの解及び調和関数の定性的・漸近的性質について成果をあげることに成功した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Multiple interior layers of solutions to perturbed elliptic sine-Gordon equation on an interval"Topological Methods in Nonlinear Analysis. 15. 329-357 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Spectral asymptotics of nonlinear elliptic two-parameter problems"Nonlinear Analysis. 43. 75-90 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Asymptotic behavior of eigenvalues for two-parameter perturbed elliptic Sine-Gordon type equations"Results in Mathematics. 39. 155-168 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Interior transition layers of solutions to the perturbed elliptic sine-Gordon equation on an interval"Journal d'Analyse Mathematique. 83. 109-120 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Precise asymptotic formulas for semilinear eigenvalue problems"Annales Henri Poincare. 2. 713-732 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Precise spectral asymptotics for nonlinear Sturm-Liouville problems"Journal of Differential Equations. (印刷中).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Multipte Interior transition layers of solutions to the perturbed, elliptic sine-Gordon equation on an interval"Topological Methods in Nonlinear Analysis. 15. 329-357 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Spectral asymptotics of nonlinear elliptic two-parameter problems"Nonlinear Analysis. 43. 75-90 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Asymptotic behavior of eigenvalues for two-parameter perturbed elliptic Sine-Gordon type equations"Results in Mathematics. 39. 155-168 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Interior transition layers of solutions to the perturbed elliptic sine-Gordon equation on an interval"Journal d'Analyse Mathematique. 83. 109-120 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Precise asymptotic formulas for semilinear eigenvalue problems"Annales Henri Poincare. 2. 713-732 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsutaro Shibata: "Precise spectral asymptotics for nonlinear Sturm-Liouville problems"Journal of Differential Equations. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2003-09-17  

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