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2023 年度 実績報告書

離散凸解析による資源配分問題の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K11697
研究機関統計数理研究所

研究代表者

室田 一雄  統計数理研究所, 大学統計教員育成センター, 特任教授 (50134466)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード離散凸解析 / 最適化理論 / 数理工学 / 情報基礎 / アルゴリズム / 経済理論
研究実績の概要

本研究の目的は,離散凸解析の双対理論を軸に据えて,離散資源の公平配分問題に関する理論とアルゴリズムを構築することである.この目的に沿って,以下の成果を得た.
ネットワーク上の整数フローの公平配分問題に対して,劣モジュラ被覆の理論を用いることによって,公平フローの特徴づけとともに,公平フローを効率よく計算するアルゴリズムを開発し,その結果を学術論文として公表した(研究協力者のAndras Frank氏との共著論文).
整凸関数に関して,研究協力者の田村明久氏との最近数年間の共同研究によって得られた結果(近接定理,整数劣勾配の存在,双共役性定理,分離凸関数との和に関する最大最小定理など)を含む長編のサーベイ論文を完成させた.このサーベイ論文はJapan Journal of Industrial and Applied Mathematicsの40周年記念号に掲載された.整凸関数と分離凸関数の和に関する最大最小定理は,資源公平配分問題に対しても重要な意味をもっており,この定理を用いることにより,M凸集合やネットワークフローに対して得られていた資源公平配分問題の構造的な結果を,整凸集合上の資源公平配分問題へと一般化することができる.
M凸関数の概念の序数的一般化である準M凸関数の最小化問題は,経済学などの分野においても重要な意義があり,最近でもこれに関する研究がある.本研究では,準M凸関数とその変種である準M#(ナチュラル)凸関数の最小化問題について,最小化元の特徴づけやアルゴリズムに関して,両者に微妙ながら本質的な違いがあることを明らかにした.その主要部分を塩浦昭義氏との共同研究として学会発表を行った.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] Eotvos大学(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      Eotvos大学
  • [雑誌論文] Inclusion and intersection relations between fundamental classes of discrete convex functions2023

    • 著者名/発表者名
      Satoko Moriguchi, Kazuo Murota
    • 雑誌名

      Journal of the Operations Research Society of Japan

      巻: 66 ページ: 187~217

    • DOI

      10.15807/jorsj.66.187

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fair Integral Network Flows2023

    • 著者名/発表者名
      Andras Frank, Kazuo Murota
    • 雑誌名

      Mathematics of Operations Research

      巻: 48 ページ: 1393~1422

    • DOI

      10.1287/moor.2022.1303

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent progress on integrally convex functions2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Murota, Akihisa Tamura
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 40 ページ: 1445~1499

    • DOI

      10.1007/s13160-023-00589-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 準M#凸関数の最小化に関する諸性質2023

    • 著者名/発表者名
      塩浦昭義,室田 一雄
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「数理最適化: 理論と実践」
  • [学会発表] 準M#凸関数の最小化について2023

    • 著者名/発表者名
      塩浦昭義,室田 一雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会

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公開日: 2024-12-25  

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