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2016 年度 実績報告書

変分汎関数の高次情報が拓く楕円型偏微分方程式の解の大域的・幾何学的構造

研究課題

研究課題/領域番号 15H03631
研究機関大阪市立大学

研究代表者

高橋 太  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10374901)

研究分担者 加藤 信  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (10243354)
石渡 通徳  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (30350458)
壁谷 喜継  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70252757)
宮本 安人  東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (90374743)
和田出 秀光  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (00466525)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード安定解 / 有限モース指数解 / Trudinger 型不等式
研究実績の概要

本年度、研究代表者・高橋は、研究課題の一つである Hardy 型不等式に密接に関連する Trudinger-Moser 型不等式について研究を開始し、特に Adachi-Tanaka 型、Li-Ruf 型と呼ばれる、全空間 Trudinger-Moser 型不等式の変分法的研究を推進した。Trudinger-Moser 型不等式は、所与の関数の局所対数的特異性を指数可積分性の観点から測るものであり、本研究課題で扱う安定解の正則性問題とも密接にかかわる絶対不等式である。特に近年研究課題として注目されている分数べきソボレフ空間における Adachi-Tanaka 型 Trudinger-Moser不等式について、空間次元が1次元の場合ではあるが、可積分性の指数の改良及び最良定数の達成可能性を示した。また、重み付き Li-Ruf 型 Trudinegr-Moser 型不等式についても結果を得て、既に論文としてまとめられ、現在、最終チェック中である。高橋は、2017年1月のローマ大学での研究集会の際に斯界の権威である L. Nirenberg 教授の前でこれらの結果について講演する機会を得て、また、2017年3月にはシドニー大学での研究集会において N. Trudinger 教授にも講演を聞いて頂く機会を得た。本年度、高橋は日本数学会誌「数学」論説記事『楕円型方程式の安定解の周辺』を含む原著論文3本を出版、日本数学会講演1回、 KAIST, シドニー大学、ローマ大学、11th AIMS など5回の海外講演を含む計12回の研究講演のほか、7月には Mittag-Leffler 研究所においてサマースクールを組織、また同7月には、フロリダで開催された大規模国際研究集会 11th AIMS で分担者・和田出・石渡と共に Special Session を組織し、研究交流の活発化を図った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

極解など半安定解の解析に必要なハーディー型不等式は、ソボレフ不等式とともにより広いクラスのハーディー・ソボレフ不等式の両端の場合として考えられ、昨年度にはこのハーディー不等式の解析を行い、高階レリッヒ型不等式の改良や、劣臨界全空間ハーディー不等式と球体上での臨界ハーディー不等式の関連などについて成果を上げることができた。本年度はソボレフ不等式のもう一つの臨界状況を表すトゥルーディンガー・モーザー型不等式の解析に注力して研究を推進した。複数の国際研究集会を組織しながらの研究であったが、まず第一歩としていくつかの成果を得て、既にプレプリントとして arXiv に公表しており、また、このプレプリント公開を契機として新しくフランスの若手ベトナム人研究者との国際共同研究も始まりつつある。このような状況で研究の進捗状況は良好と判断する。

今後の研究の推進方策

一般の有界領域における臨界型ハーディー不等式に付随する最小化問題の達成(不)可能性については、昨年度より KAIST の Jaeyoung Byeon 教授との間で共同研究が継続しているが、最近になってようやく突破口が見つかり、研究が進展している。本年度はこの研究をまとめ上げ、論文として発表することを第一の目的とする。有限モース指数解の対称性や形状などの幾何学的性質についての研究は、まずヘノン型方程式の場合に考察するのが良策と思う。この分野で研究業績を挙げている Ederson Moreira dos Santos 教授とは面識があり、研究面での協力を仰ぎたい。 また、近年進展が著しい分数べきラプラシアンなどの非局所作用素を主部に持つ方程式の安定解や有限モース指数解の定性的理論については、この分野の権威である X. Cabre 教授とコンタクトを取り、研究の方向性について意見を仰ぐ予定がある。さらに、本年9月にブラジルで開催予定の国際研究集会に参加し、世界の研究動向の最先端を探る予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] ミラノ大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      ミラノ大学
  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      KAIST
  • [雑誌論文] 楕円型方程式の安定解の周辺2017

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 雑誌名

      「数学」

      巻: 69巻1号 ページ: 31-55

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized Joseph-Lundgren exponent and intersection properties for supercritical elliptic equations2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyamoto, and K. Takahashi
    • 雑誌名

      Arch. Math. (Basel)

      巻: 108 ページ: 71-83

    • DOI

      10.1007/s00013-016-0969-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hardy type inequalities in $L^p$ with sharp remainders2017

    • 著者名/発表者名
      N. Ioku, M. Ishiwata, and T. Ozawa
    • 雑誌名

      J. inequal. Appl.

      巻: 2017 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/s13660-016-1271-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sublinear eigenvalue problems with singular weights related to the critical Hardy inequality2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sano, and F. Takahashi
    • 雑誌名

      Electron. J. Differential Equations

      巻: 2016 ページ: 1-12

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved Rellich type inequalities in $\mathbb{R}^N$2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sano, and F. Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th Italian-Japanese Workshop on Geometric Properties for Parabolic and Elliptic PDE's", GPPEPDEs, Palinuro, Italy, May 2015.

      巻: 176 ページ: 241-255

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Index, nullity and flux of $n$-noids2016

    • 著者名/発表者名
      S.Kato, and K. Tatemichi
    • 雑誌名

      Osaka J. Math.

      巻: 53 ページ: 101-139

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Positive Singular solutions to a nonlinear elliptic equation on the unit sphere2016

    • 著者名/発表者名
      Sohhyun Bae, Jann-Long Chern, Yoshitsugu Kabeya and Shoji Yotsutani
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku

      巻: 1933 ページ: 107-121

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Intersection properties of radial solutions and global bifurcation diagrams for supercritical quasilinear elliptic equations2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyamoto
    • 雑誌名

      NoDEA, Nonlinear Differential Equations Appl.

      巻: 23 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1007/s00030-016-0359-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the effect of equivalent constraints on a maximizing problem associated with the Sobolev type embeddings in $\mathbb{R}^N$2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ishiwata, and H. Wadade
    • 雑誌名

      Math. Annalen

      巻: 364 ページ: 1043-1068

    • DOI

      10.1007/s00208-015-1243-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sharp remainder of a critical Hardy inequality2016

    • 著者名/発表者名
      N. Ioku, M. Ishiwata, and T. Ozawa
    • 雑誌名

      Arch. Math. (Basel)

      巻: 106 ページ: 65-71

    • DOI

      10.1007/s00013-015-0841-7

    • 査読あり
  • [学会発表] Sublinear eigenvalue problems with singular weights related to the critical Hardy inequality2017

    • 著者名/発表者名
      佐野めぐみ・高橋太
    • 学会等名
      日本数学会年会(函数方程式論分科会)
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-24
  • [備考] OCAMI Preprint Series 2016

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/OCAMI/publication/preprint/preprint2016.html

  • [学会・シンポジウム開催] The 11th AIMS Conference SS119:Geometric functional inequalities and application to PDEs2016

    • 発表場所
      Hotel Hyatt Regency Florida (Orlando, US)
    • 年月日
      2016-07-04 – 2016-07-05
  • [学会・シンポジウム開催] Geometric and Physical aspects of Trudinger-Moser type inequalities2016

    • 発表場所
      Institute Mittag-Leffler (Stockholm, Sweeden)
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-07-01

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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