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2021 年度 実施状況報告書

フィンスラー多様体の凸性と測地線の大域的挙動

研究課題

研究課題/領域番号 18K03314
研究機関福岡工業大学

研究代表者

塩濱 勝博  福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (20016059)

研究分担者 永野 哲也  長崎県立大学, 情報システム学部, 教授 (00259699)
糸川 銚  福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (90223205)
印南 信宏  新潟大学, 自然科学系, フェロー (20160145) [辞退]
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード測地線 / 非対称距離構造 / 測地線の分岐現象 / 切断跡 / 凸性 / Busemamnn関数 / 指数写像の正距方位図法 / ミンコフスキー空間
研究実績の概要

非対称距離構造を持つフィンスラー多様体の測地線の大行き的挙動の研究は測地線の分位現象や凸性の研究に大きく依存する。我々は完備フィンスラー多様体上のアフィン関数が存在するとき、その積分曲線は直線となることを証明し、この直線が定めるBusemann 関数は元のアフィン関数と基本的に同じになりうことを証明した。特にこの多様体は直線と超平面との積に分解されることから、アフィン関数全体の集合は実ベクトル空間と同型となることを証明した。この成果はProc.Amer.Math.Soc.から発表された。ミンコフスキー空間との関係も研究された。アフィン空間には分岐する測地線は存在しない。一般の完備フィンスラー多様体上では分岐現象は3現象に纏められる。測地線の分岐現象はフィンスラー多様体独自の現象であってリーマン多様体では起こらない。然し乍ら凸関数との関連において、あるいはBusemann関数との関連において分岐現象を議論することは可能である。一点におけるベクトルに接する二つの異なる測地線が出現する分岐現象に於ては基本関数から定まるある種のテンソルによってその点の条件を決めることができた。ミンコフスキー空間を一般化して直線を持たない完備非コンパクトなフィンスラーのBusemann関数が全て凸関数であるという条件下で分岐現象が
どこに出現するかは興味ある研究課題である。Cheeger-Gromollによる完備非コンパクトリーマン多様体が非負曲率のとき多様体の位相構造は所謂Soul Theoremとして完全に決まるが、分岐測地線の出現はリーマンの場合のアナロジーを拒否している。この問題解決には更なる研究が必要である。

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

従来のリーマン幾何学では考える必要がなかった現象や正距方位図法などの新しい考え方が測地線の分岐現象の研究に伴って必要となってきた。
例えば曲面上の一点から出発する測地線が切断点に到達すると、その延長はどの様に捉えるのが合理的か?測地線の分岐現象をglobalに捉える事が可能であるか?
特に、完備非コンパクトなフィンスラー多様体上のBusemann関数が全て凸関数である時、測地線の分岐現象が起こり得る場所はBusemann関数の最少点集合に含まれるという予想が成り立つ。
距離関数の非対称性を許容した上での我々の議論は注目に値するだろう。

今後の研究の推進方策

我々は今までに到達した様々な結果を踏まえ、更なる発展を遂げたいと努力する。突然の閃きによって進路が大きく変化することもあり得る。
インドのVaranasiにあるVanaras Hindu UniversityのBankteshwar Tiwari教授やPuneのKulcarni教授、更Bangalore
のAravinda教授、Gujarra助教授などと交流を深め彼らが進めている測地的共役性なども研究の対象に広げていきたい。
代表研究者は日本人として初めてRamanujan Mathematical Societyで特別公演し、インドの数学者達との研究交流を深めていく中でフィンスラー幾何学の進むべき方向を定めて行きたい。
彼らの数学には独特の方策や考え方があると思われるので、インドとの交流が滑らかに進められることを期待している。
国内的にはほぼ全ての研究会がオンライン形式で進められるため研究交流があまり活発ではない様に感じている。

次年度使用額が生じた理由

コロナ猖獗により研究集会に出席する機会を失った。従って計画通り予算執行が出来ずに終わった。
次年度は研究分担者との交流を密にして我々の研究計画を更に発展させる。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Axial straight lines in the covering surface of a Finsler surface2021

    • 著者名/発表者名
      印南信広ー糸川銚ー永野哲也ー塩濱勝博
    • 雑誌名

      Nihonkai Mathematical Journal

      巻: 32 ページ: 15--24

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2022-12-28  

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