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2017 年度 実績報告書

準線形偏微分方程式の理論とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J01494
研究機関東北大学

研究代表者

小杉 卓裕  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
キーワード粘性解 / 完全非線形方程式 / 準線形方程式 / 自由境界問題
研究実績の概要

劣線形増大度及び優線形増大度の両方をもつ完全非線形楕円型方程式に対する強解の存在性,ABP最大値原理及び弱ハルナック不等式が成り立つことを示した.p-ラプラシアンのpの値が変数に依存しているp(x)-ラプラシアンをもつ方程式は一階微分で方程式全体を割ると劣線形増大度が現れ,さらに勾配の大きさによって劣線形増大あるいは優線形増大で評価できる項が現れるため,非斉次p(x)-ラプラス方程式に対する弱ハルナック不等式や解のヘルダー連続性,より高い正則性を導く際に応用可能性がある.
pが2より小さい時のp-ラプラス方程式に代表されるような勾配が0で特異性をもつ偏微分方程式を扱う場合,Crandall-Lionsで導入された粘性解は適切でない.p-ラプラスタイプの完全非線形方程式の粘性解の正則性を扱っている先行研究のいくつかでは粘性解の定義として,定数であるときに主要部が消えた方程式をみたすとしたものを採用している.一方,放物型方程式の場合ではテスト函数のクラスを制限した粘性解を採用しており,楕円型でも同様の定義を考えるのは自然である.この二つの意味の粘性解の同値性を示した.これにより特異楕円型方程式の粘性解の基本理論に使われる可能性がある.
異方性があるアイコナル方程式の粘性劣解であることとその異方性に対応した局所リプシッツ連続函数であることの同値性を得た.勾配拘束問題と障害物問題の同値性の証明では勾配拘束条件から決まる解のリプシッツ評価を得ることが一つの鍵となっており,これにより位置に依存した勾配拘束条件をもつ勾配拘束問題とそれから決まる勾配拘束問題の同値性を得られる可能性がある.
グラフの平均曲率流方程式に対する障害物問題の処罰法に依る近似解が元の方程式に収束する際の収束率を,Evansが2010年に導入した非線形随伴法を用いて求めた.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] On the rate of convergence of solutions in free boundary problems via penalization2018

    • 著者名/発表者名
      Koike Shigeaki、Kosugi Takahiro、Naito Makoto
    • 雑誌名

      J. Math. Anal.

      巻: 457 ページ: 436~460

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2017.07.074

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maximum principle for Pucci equations with sublinear growth in D u and its applications2017

    • 著者名/発表者名
      Koike Shigeaki、Kosugi Takahiro
    • 雑誌名

      Nonlinear Anal.

      巻: 160 ページ: 1~15

    • DOI

      10.1016/j.na.2017.03.018

    • 査読あり
  • [学会発表] Equivalence between obstacle problems and gradient constraint problems2018

    • 著者名/発表者名
      小杉卓裕
    • 学会等名
      第1回福島数理解析セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Rate of convergence of approximate solutions for obstacle problems2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kosugi
    • 学会等名
      Viscosity solution approach to asymptotic problems in front propagation, dynamical system and related topics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Equivalence of viscosity solutions between obstacle problems and gradient constraint problems2017

    • 著者名/発表者名
      小杉卓裕
    • 学会等名
      日本数学会2017年度秋季総合分科会
  • [学会発表] Maximum principle for Pucci equations with sublinear gradient terms and its applications2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kosugi
    • 学会等名
      5th Italian-Japanese Workshop on Geometric Properties for Parabolic and Elliptic PDE's
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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