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2016 年度 実績報告書

非線形楕円型方程式の固有値問題と逆問題の解析

研究課題

研究課題/領域番号 25400167
研究機関広島大学

研究代表者

柴田 徹太郎  広島大学, 工学研究院, 教授 (90216010)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード関数方程式論 / 固有値 / 分岐曲線 / 漸近解析 / 逆問題 / 変分法
研究実績の概要

本年度はこれまでの3年間で得られた研究成果を踏まえ、特徴的な非線形項を持つ非線形常微分方程式の分岐曲線の大域的な漸近挙動の解析と逆分岐問題の研究を行った。特に自励系の常微分方程式に有効であるタイムマップを新しい視点から適用するアプローチを開発し、次の2つの研究課題に関して、以下の成果を得ることができた。
(1)非線形常微分方程式の分岐曲線の漸近挙動の解析に関しては、分岐曲線の大域的・局所的構造の解明に取り組んだ。まず、自励系の非線形項を持つロジスティック方程式から派生する方程式を考察し、解の最大値ノルムが無限大になるときの分岐曲線とそれに対応する解の形状の漸近挙動に関する詳細な公式を得ることに成功した。非線形常微分方程式の分岐問題に関しては、研究期間を通して生物学的・物理学的現象などから導出された、自励系・非自励系の方程式の分岐曲線の大域的・局所的な漸近挙動の解析に取り組み、詳細な漸近公式を確立することができた。

(2)逆分岐問題に関して、本年度は(1)で考察した方程式に含まれる定数が未知定数であると仮定したとき、分岐曲線の大域的な漸近挙動から、未知定数を特定することに成功した。研究期間を通して、方程式の分岐曲線の大域的挙動のみから、未知の非線形項を決定できるか、逆分岐問題として決定しうる未知の非線形項の集合はどのようなものか、などの研究課題に、これまでとは全く違う新しい視点から取り組み、成果を上げることができた。これらの成果により、今後の逆分岐問題の新しい切り口からの研究に対する基礎的結果を確立することができた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Oscillatory bifurcation for semilinear ordinary differential equations2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations

      巻: 44 ページ: 1-13

    • DOI

      10.14232/ejqtde.2016.1.44

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Global and local behavior of the bifurcation diagrams for semilinear problems2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Differential Equations

      巻: 2016-201 ページ: 1-11

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inverse bifurcation problems for diffusive Holling-Tanner population model2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 雑誌名

      Mathematiche Nachrichten

      巻: 289 ページ: 1934-1945

    • DOI

      10.1002/mana.201500144

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Oscillatory bifurcation for semilinear ordinary differential equations2017

    • 著者名/発表者名
      柴田徹太郎
    • 学会等名
      日本数学会2017年度年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-24
  • [学会発表] Spectral asymptotics for inverse bifurcation problems2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 学会等名
      Inverse problems for partial differential equations and related areas
    • 発表場所
      Research Institute of Mathematical Sciences, Kyoto University, Japan
    • 年月日
      2017-01-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct and inverse bifurcation problems for semilinear equations2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 学会等名
      International Workshop on Nonlinear PDEs 2016 in Osaka
    • 発表場所
      I-site Namba, Osaka Prefecture University, Japan
    • 年月日
      2016-12-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Global and local structures of oscillatory bifurcation curves2016

    • 著者名/発表者名
      柴田徹太郎
    • 学会等名
      北九州地区における偏微分方程式研究集会
    • 発表場所
      小倉リーセントホテル
    • 年月日
      2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Inverse and direct bifurcation problems for nonlinear eigenvalue problems2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 学会等名
      Geometry of solutions of PDE's and its related inverse problems
    • 発表場所
      Tohoku University, Japan
    • 年月日
      2016-10-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Global behavior of bifurcation curves related to inverse bifurcation problems2016

    • 著者名/発表者名
      柴田徹太郎
    • 学会等名
      常微分方程式の定性的理論ワークショップ
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2016-09-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic length of bifurcation curves related to inverse bifurcation problems2016

    • 著者名/発表者名
      柴田徹太郎
    • 学会等名
      日本数学会2016年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] Asymptotic properties of bifurcation curves related to inverse bifurcation problems2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Shibata
    • 学会等名
      The 41st Sapporo Symposium on Partial Differential Equations
    • 発表場所
      Hokkaido University, Japan
    • 年月日
      2016-08-08
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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