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2012 年度 実績報告書

動的計画法におけるベルマン方程式の包括的研究と数理経済学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22540144
研究機関九州大学

研究代表者

岩本 誠一  九州大学, 経済学研究科(研究院), 名誉教授 (90037284)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワードベルマン方程式 / 動的計画法 / パラメトリック計画 / 分数計画 / 動的双対 / フィボナナッチ双対 / 黄金双対 / 黄金最適
研究概要

全4年間の第3年度である今平成24年度は『パラメトリック分数計画』に集中・特化して研究した。このテーマの存在は本研究課題「動的計画法におけるベルマン方程式の包括的研究と数理経済学への応用」を申請する段階ではでは予想していなかったことである。しかし、第2年度後半で本課題の研究を推進する過程で新たに浮上してきた。具体的には、経済成長などの経済動学システムの最適化問題を解析する過程で、最適解を構成する最適値関数と最適政策の間に極めて特徴的な性質が判明したからである。それは、両者の間の《ゼロ和》、《単位和》、《定和》などである。これは最適解がダイナミックスや評価系を表現するパラメータに依存しないことを表わし、システムの線形性と評価の2次性のみで定まる極めて重要な普遍的性質である。この性質は同時にその経済動学的含意(economic-dynamic implication)の問題をも提示している。さらには、このような数理経済学上の問題のみならず、一般の動的最適化問題についてもこれらの性質があることがわかってきた。そこでは『パラメトリック分数計画』の「分数」評価の中身を細分して(1)2次/2次、(2)2次/指数、(3)対数/2次、などを個別に詳細に検討した。その結果特に(1)2次/2次 の場合に相当する『パラメトリック2次分数計画』が基本的であることが分かった。これまで、数理計画としては『2次計画』をはじめとして、『パラメトリック計画』、『分数計画』などが、研究され、応用されてきたが、本研究の副産物として、『パラメトリック2次分数計画』をはじめとして『パラメトリック分数計画』が動的最適化の枠内で研究されるようになるかもしれない。今年度の研究はこの道への第一歩を記したことになる。これらの成果は、日本数学会・統計数学分科会、日本OR学会・研究部会、動的計画法研究会などで報告してきた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

上記の「研究実績の概要」で述べたように、本研究から新たに派生した『パラメトリック2次分数計画』をはじめとして『パラメトリック分数計画』が動的最適化の研究対象になるかもしれない。今年度の本研究はこの道への第一歩を記したことになる。

今後の研究の推進方策

総括として本研究の成果を著作『動的最適化---ベルマン方程式---』にまとめようとしている。ここでは、「ベルマン方程式」を縦糸にし、「動的双対」を横糸にして、種々の動的最適化問題の解析解を閉じた型で与えることにする。ベルマン方程式の主方程式と双対方程式を提示して、両方程式の解の間の動的双対関係を観て行こうとしている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Continuous-time linear-quadratic dynamic optimization --- evaluation/optimization and Bellman equation ---2013

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Iwamoto
    • 雑誌名

      京大数理研講究録

      巻: 未定 ページ: 未定

  • [雑誌論文] 黄金最適化問題の双対化--- 不等式による ---2013

    • 著者名/発表者名
      岩本 誠一
    • 雑誌名

      京大数理研講究録

      巻: 1864 ページ: 82, 89

  • [雑誌論文] ラグランジュ関数のフィボナッチ鞍点2012

    • 著者名/発表者名
      岩本 誠一
    • 雑誌名

      京大数理研講究録

      巻: 1802 ページ: 50,56

  • [学会発表] 黄金最適解の双対性 --- 相加・相乗平均不等式 ---2013

    • 著者名/発表者名
      木村 寛
    • 学会等名
      日本OR学会
    • 発表場所
      ウインクあいち(名古屋市)
    • 年月日
      20130912-20130913
  • [学会発表] Parametric fractional programming --- locus of extremum points ---2013

    • 著者名/発表者名
      岩本 誠一
    • 学会等名
      日本数学会・統計数学分科会
    • 発表場所
      東京理科大学・神楽坂キャンパス
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] 2次計画における黄金シフト双対性2013

    • 著者名/発表者名
      木村 寛
    • 学会等名
      日本OR学会
    • 発表場所
      東京大学・工学部
    • 年月日
      20130305-20130306
  • [図書] 最適化の数理 II ─ ベルマン方程式 ─2013

    • 著者名/発表者名
      岩本 誠一
    • 総ページ数
      401
    • 出版者
      知泉書館

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公開日: 2014-07-24  

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