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2018 年度 実績報告書

変分的手法による非局所非線形楕円型方程式の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H02855
研究機関早稲田大学

研究代表者

田中 和永  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20188288)

研究分担者 大谷 光春  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30119656)
小澤 徹  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70204196)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード変分問題 / 非線形楕円型方程式 / 非局所問題
研究実績の概要

非線形楕円型方程式に対する L2-制限問題等について研究を行った. L2-制限問題は物理的に重要な対象である. ここでは新たな変形理論 (deformation theory) を開発し, ミニマックス法等により L2-制限問題の解の存在を示し, また多重度を得ることに成功した. ここで展開されている変形理論は通常の Palais-Smale 条件の下のものではなく, Pohozaev 関数の効果を加えた Palais-Smale-Pohozaev 条件 (PSP) の下で展開され, 非線形スカラーフィールド方程式をはじめとする種々の問題に適用可能であると共に証明の簡略化を与える. 有名な結果である Berestycki-Lions の結果を制限問題を経由せずに証明を与えることも可能である.
さらに拘束条件に対応する関数空間内の超局面 (さらに一般に submanifold) 上で PSP 条件の下での変形理論を展開することにより, 連立シュレディガー方程式系に対する L2 制限問題等を扱うことが可能となった. Bartsch-Soave らの結果もこの枠組みで扱うことができ, さらなる発展が見込まれる.
非局所問題, 特に Choquard 方程式に対しても L2-制限問題を考察し, Lagrangian formulation の下で (PSP) 条件の下での変形理論を用いることにより解の存在を, さらにある種の対称性の下で無限個の解の存在を示した. この手法は fractional Laplacian を伴う非線形スカラーフィールド方程式等へも拡張可能であり, 発展が期待される.
変形理論に関しては特異摂動下での変形理論を見直し, 新たな勾配流を構成した. 特異摂動下での L2-制限等への応用が期待される.

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

L2-constraint problem に対する新たなアプローチを見いだし, 非局所問題に対する L2-constraint problem に対しても存在定理を見いだしている.
これらの結果は fractional Laplacian を伴う問題等への拡張, さらには特異摂動問題への発展が見込まれる.

今後の研究の推進方策

今までの研究を踏まえ, 非局所問題に対する特異摂動問題に取り組む. 特に L2 制限問題を重視する.
非局所問題に対する特異摂動問題はその難しさから, アプローチを行うための道具だての準備から始める必要がある. 今までに整備を行った (PSP) 条件の下での変形理論等は非局所方程式に対する特異摂動問題に対しても有効であることが期待される. いわゆる tail minimizing method に対応する flow の構成もなされており, 準備は整いつつある.
従来, 特異摂動問題は非線形項がべき関数のように線形よりも高い増大度をもつものが扱われてきた. 本研究では対数的非線形性に代表される線形よりも低い増大度をもつ劣線形性をもつ非線形方程式に対する特異摂動問題も研究テーマに加え取り組む.

  • 研究成果

    (54件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 5件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 16件、 招待講演 20件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Tianjin University/Fujian Normal University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Tianjin University/Fujian Normal University
  • [国際共同研究] Universita degli Studi di Bari Aldo Moro(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Universita degli Studi di Bari Aldo Moro
  • [雑誌論文] Hardy type inequalities with spherical derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Bez Neal、Machihara Shuji、Ozawa Tohru
    • 雑誌名

      SN Partial Differential Equations and Applications

      巻: 1 ページ: ー

    • DOI

      10.1007/s42985-019-0001-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On global well-posedness for nonlinear semirelativistic equations in some scaling subcritical and critical cases2020

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Kazumasa、Georgiev Vladimir、Ozawa Tohru
    • 雑誌名

      Journal de Mathematiques Pures et Appliquees

      巻: 136 ページ: 239~256

    • DOI

      10.1016/j.matpur.2019.10.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stable standing waves of nonlinear Schroedinger equations with potentials and general nonlinearities2020

    • 著者名/発表者名
      Ikoma Norihisa、Miyamoto Yasuhito
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 59 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00526-020-1703-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A note on deformation argument for L2 normalized solutions of nonlinear Schroedinger equations and systems2019

    • 著者名/発表者名
      N. Ikoma, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Adv. Differential Equations

      巻: 24 ページ: 609--646

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Scalar Field Equations with L2 Constraint: Mountain Pass and Symmetric Mountain Pass Approaches2019

    • 著者名/発表者名
      Hirata Jun、Tanaka Kazunaga
    • 雑誌名

      Advanced Nonlinear Studies

      巻: 19 ページ: 263~290

    • DOI

      https://doi.org/10.1515/ans-2018-2039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semi-classical states for the nonlinear Choquard equations: existence, multiplicity and concentration at a potential well2019

    • 著者名/発表者名
      Cingolani Silvia、Tanaka Kazunaga
    • 雑誌名

      Revista Matematica Iberoamericana

      巻: 35 ページ: 1885~1924

    • DOI

      10.4171/rmi/1105

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Remarks on the Hardy type inequalities with remainder terms in the framework of equalities2019

    • 著者名/発表者名
      S. Machihara, T. Ozawa, H. Wadade
    • 雑誌名

      Adv. Studies Pure Math., Adv. Studies Pure Math.

      巻: 81 ページ: 247-258

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On time-periodic solutions of some nonlinear parabolic equations with nonmonotone multivalued terms2019

    • 著者名/発表者名
      Otani Mitsuharu、Staicu Vasile
    • 雑誌名

      Topological Methods in Nonlinear Analysis

      巻: 54 ページ: 1075-1092

    • DOI

      10.12775/TMNA.2019.092

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local well-posedness of the complex Ginzburg-Landau equation in bounded domains2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Takanori、Otani Mitsuharu
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 45 ページ: 877~894

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2018.08.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic property of ground states for a class of quasilinear Schroedinger equation with $$H^1$$-critical growth2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shinji、Shibata Masataka、Watanabe Tatsuya
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 58 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00526-019-1527-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized solutions of nonlinear Schroedinger systems with critical frequency for infinite attractive case2019

    • 著者名/発表者名
      Chang Xiaojun、Sato Yohei
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      巻: 26 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00030-019-0578-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uniqueness and nondegeneracy of ground states to nonlinear scalar field equations involving the Sobolev critical exponent in their nonlinearities for high frequencies2019

    • 著者名/発表者名
      Akahori Takafumi、Ibrahim Slim、Ikoma Norihisa、Kikuchi Hiroaki、Nawa Hayato
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 58 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00526-019-1556-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified forms of fixed point theorems and minimax inequalities2019

    • 著者名/発表者名
      N. Shioji
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear and Variational Analysis

      巻: 3 ページ: 181-187

    • DOI

      10.23952/jnva.3.2019.2.07

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A note on the uniqueness and the non-degeneracy of positive radial solutions for semilinear elliptic problems and its application2018

    • 著者名/発表者名
      ADACHI Shinji、SHIBATA Masataka、WATANABE Tatsuya
    • 雑誌名

      Acta Mathematica Scientia

      巻: 38 ページ: 1121~1142

    • DOI

      10.1016/S0252-9602(18)30803-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infinitely many solutions for a nonlinear Schroedinger equation with general nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Yohei、Shibata Masataka
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 57 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00526-018-1413-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The existence and non-existence of solutions for the nonlinear Schroedinger equation in one dimension2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Yohei
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis: Real World Applications

      巻: 43 ページ: 477~494

    • DOI

      10.1016/j.nonrwa.2018.03.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence and nonexistence of positive solutions to some fully nonlinear equation in one dimension2018

    • 著者名/発表者名
      Felmer Patricio、Ikoma Norihisa
    • 雑誌名

      Journal of Functional Analysis

      巻: 275 ページ: 2162~2196

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2018.07.00

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Existence and non-existence of maximizers for the Moser-Trudinger type inequalities under inhomogeneous constraints2018

    • 著者名/発表者名
      Ikoma Norihisa、Ishiwata Michinori、Wadade Hidemitsu
    • 雑誌名

      Mathematische Annalen

      巻: 373 ページ: 831~851

    • DOI

      10.1007/s00208-018-1709-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple Proofs of the Uniform Convexity ofLpand the Riesz Representation Theorem forLp2018

    • 著者名/発表者名
      Shioji Naoki
    • 雑誌名

      The American Mathematical Monthly

      巻: 125 ページ: 733~738

    • DOI

      10.1080/00029890.2018.1496762

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Another simple proof of the Lebesgue-Radon-Nikodym theorem2018

    • 著者名/発表者名
      N. Shioji
    • 雑誌名

      Linear and Nonlinear Analysis

      巻: 4 ページ: 371-376

    • 査読あり
  • [学会発表] A new deformation result for singular perturbation problems2020

    • 著者名/発表者名
      田中和永
    • 学会等名
      第 14 回非線形偏微分方程式と変分問題, 首都大学東京, 2020 年 2 月
  • [学会発表] A new deformation argument for $L^2$ normalized solutions of nonlinear Schroediger equations and systems2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      Workshop on nonlinear differential equations, 福建師範大学, 福建省福州市, 中国, 2019年12月15日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A singular perturbation problem for nonlinear Choquard equations2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      Calculus of variations, a celebration of Paul Rabinowitz's 80th birthday, Jeju, Korea, 2019 年 10 月 31 日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Singular perturbation problems for nonlinear Choquard equations2019

    • 著者名/発表者名
      田中和永
    • 学会等名
      東京工業大学理学部数学教室談話会, 2019 年 10 月 23 日
    • 招待講演
  • [学会発表] A new deformation theory under the (PSP) condition2019

    • 著者名/発表者名
      田中和永
    • 学会等名
      第13回 非線形偏微分方程式と変分問題, 首都大学東京, 2019 年 2 月 10 日
  • [学会発表] Minimization problem on the action2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      PDE Workshop, Peking University, China, 2019 年 11 月 1 日
    • 招待講演
  • [学会発表] Periodic problem of the complex Ginzburg-Landau equation with focusing nonlinearity2019

    • 著者名/発表者名
      黒田隆徳, 大谷光春
    • 学会等名
      日本数学会, 金沢大学, 2019 年 9 月 20 日
  • [学会発表] Time periodic problem for the viscous Cahn-Hilliard equation with the homogeneous Dirichlet boundary condition2019

    • 著者名/発表者名
      香川渓一郎, 大谷光春
    • 学会等名
      日本数学会, 金沢大学, , 2019 年 9 月 20 日
  • [学会発表] G-invariant positive solutions for some semilinear elliptic equations and their applications2019

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      非線形微分方程学術検討会, 福建師範大学, 中国, 2019 年 12 月 15 日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Localized solutions of nonlinear Schroedinger systems with critical frequency for infinite attractive case2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato
    • 学会等名
      Mini Workshop on Variational Problems, 早稲田大学, 2019年6月7日
    • 招待講演
  • [学会発表] Localized solutions of nonlinear Schroedinger systems with critical frequency for infinite attractive case2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato
    • 学会等名
      Workshop on variational methods and their applications, 福建師範大学, 2019年7月20日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sign-changing solutions for a nonlinear elliptic system with mixed couplings2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋平
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー, 福岡大学セミナーハウス, 2019年12月13日
    • 招待講演
  • [学会発表] Localized solutions of nonlinear Schroedinger systems with critical frequency for infinite attractive case2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato
    • 学会等名
      Workshop on variational methods and their applications, 福建師範大学, 2019年12月15日
    • 招待講演
  • [学会発表] An L2 normalized minimizing problem with a potential and general nonlinearity2019

    • 著者名/発表者名
      N. Ikoma
    • 学会等名
      Variational methods and their applications, Fuzhou, China, 2019年7月20日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Korman-Ouyang-Tanaka型恒等式と円環上の楕円型方程式の正値球対称解の一意性について2019

    • 著者名/発表者名
      塩路直樹, 田中敏, 渡辺宏太郎
    • 学会等名
      日本数学会2019年度秋季総合分科会, 金沢大学, 2019年09月17日
  • [学会発表] A singular perturbation problems for generalized Choquard equations2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      PDE seminar, Tianjin University, 中国, 2018 年 5 月10 日
    • 招待講演
  • [学会発表] A new minimax approach to nonlinear scalar field equations with L2 constraint2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Variational Methods (ICVAM-4), Chern Institute, Nankai University, 2018 年 5 月 17 日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A singular perturbation problem for nonlinear Choquard equations2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 学会等名
      PDEs at Valparaiso, Valparaiso, Chile, 2018 年 12 月 10 日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improved Hardy inequalities2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      Celebrating Approximate 60s -- An International Conference on Nonlinear PDEs and Its Applications at NYU Shanghai June 19, 2018 NYU Shanghai, Shanghai, China,2018 年 6 月 19 日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Periodic solutions for complex Ginzburg-Landau equations in bounded domains2018

    • 著者名/発表者名
      黒田隆徳, 大谷光春
    • 学会等名
      日本数学会, 岡山大学, 2018 年 9 月 27 日
  • [学会発表] Global existence of the solutions for the complex Ginzburg-Landau equations with p-Laplacian2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kuroda, M. Otani
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Application,2018 年 7 月
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymptotic profiles of ground states for a class of quasilinear elliptic equations2018

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      Variational study of nonlinear PDEs, 天津大学, 中国, 2018 年 5 月 10 日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Infinitely many solutions for a nonlinear Schroedinger equation with general nonlinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato
    • 学会等名
      PDE seminar, 天津大学, 2018年5月10日
    • 招待講演
  • [学会発表] 遠方で定数に漸近するポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式の可算無限個の解の存在2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋平
    • 学会等名
      応用解析研究会, 早稲田大学, 2018年6月2日
    • 招待講演
  • [学会発表] Uniqueness and nondegeneracy of ground states to nonlinear Schroeodinger equations2018

    • 著者名/発表者名
      N. Ikoma
    • 学会等名
      UK-Japan Workshop on Analysis of Nonlinear Partial Differential Equations, University of Swansea, Swansea, UK, 2018年5月17日.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Existence of infinitely many solutions for equation with fractional Laplacian in the zero mass case2018

    • 著者名/発表者名
      N. Ikoma
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference, SS60: Recent trends in nonlocal nonlinear PDEs, National Taiwan University, Taipei, Taiwan, 2018年7月7日.
    • 国際学会
  • [学会発表] Existence of infinitely many solutions to equations with fractional Laplacian in the zero mass case2018

    • 著者名/発表者名
      N. Ikoma
    • 学会等名
      Mini Workshop on Variational Problems, Waseda University, 2018年8月29日.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Existence of infinitely many solutions to fractional scalar field equations2018

    • 著者名/発表者名
      N. Ikoma
    • 学会等名
      the 3rd Meeting of Young Researchers in PDEs, Korea Institute for Advanced Study (KIAS) (Seoul, Korea), 2018年12月14日
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Total p-powered curvature of closed curves2018

    • 著者名/発表者名
      N. Shioji
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical systems, Differential equations and Applications, Taipei, 2018年07月07日
    • 国際学会
  • [学会発表] Uniqueness of positive solutions of the Brezis-Nirenberg problems in thin spherical annular domains and its application,2018

    • 著者名/発表者名
      N. Shioji
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical systems, Differential equations and Applications, Taipei, 2018年07月08日
    • 国際学会
  • [図書] Birkhauser2019

    • 著者名/発表者名
      M. D'Abbicco, M. R. Ebert, V. Georgiev, T. Ozawa (Eds.)
    • 総ページ数
      viii+390pp
    • 出版者
      New Tools for Nonlinear PDEs and Application, Trends in Mathematics
  • [図書] Asymptotic analysis of nonlinear dispersive and wave equations2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kato, T. Ogawa, and T. Ozawa (Eds.)
    • 総ページ数
      419
    • 出版者
      Mathematical Society of Japan
    • ISBN
      978-4-86497-081-5

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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