Grant amount： \4030000 （ Direct Cost: \3100000 、 Indirect Cost： \930000 ）

The aim of this project is to generalize Jorgensen's theory on punctured torus groups to cone hyperbolic structures, by carefully preparing basic theory on the deformation of cone hyperbolic structures. We established the concepts of Ford domains and compact closed convex cores for cone hyperbolic manifolds, and showed a kind of stability that Ford and Dirichlet domains have. As for coned torus manifolds, we obtained a deep understanding for Fuchsian and thin representations. We also obtained a numerical result which strongly suggests the existence of a way from coned tori to 2-bridge cone manifolds.

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Grant amount： \2340000 （ Direct Cost: \1800000 、 Indirect Cost： \540000 ）

The hyperbolic geometry is important in studying the geometry of two and three dimensional manifolds. To understand this geometry, we studied the character variety of the fundamental group of a surface. In particular, we defined a new kind of volume for closed three dimensional manifolds using hyperbolic geometry, and studied the basic structure of this invariant. Moreover, using CAT(0) cube complexes, we found conditions for infinite discrete groups, such as fundamental groups of manifolds, to became hyperbolic in the sense of Gromov.

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Grant amount： \16250000 （ Direct Cost: \12500000 、 Indirect Cost： \3750000 ）

(1) Joint work with Donghi Lee: We established a variation of McShane’s identity for 2-bridge links. Moreover, we introduced the Heckoid orbifolds and proved that they are hyperbolic, and gave a systematic construction of epimorphisms from 2-bridge link groups onto Heckoid groups. Furthermore, we proved that these are the only upper-meridian pair preserving epimorphisms onto even Heckoid groups.
(2) Joint work with Ken’ichi Ohshika: We proved that for a Heegarrd surface S of a 3-manifold M with high Hempel distance, a certain natural mapping class group associated with S has a natural free decomposition. We also proved that if S is of bounded combinatorics then there is a nonempty open set U of the projective measured lamination space of S, such that any simple loop in U is not null-homntopic in M and that any two distinct simple loops in U are not homotopic in M.

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \2080000 （ Direct Cost: \1600000 、 Indirect Cost： \480000 ）

We studied the SL(2,C)-character variety of once punctured torus. In particular, we investigate the relation between the Q-condition due to Bowditch, the discreteness of the corresponding representation, the complexity of the dynamics of the mapping class group action on the character variety. We published a joint paper with Yohei Komori on the global structure of the discreteness loci of the linear slices of the character variety. We carried our a computer experiments on primitive stableness, which was introduced recently by Minsky and measures the complexity of the dynamics of the mapping class group action, and compared our results with Q-condition.

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Grant amount： \2740000 （ Direct Cost: \2500000 、 Indirect Cost： \240000 ）

We completely determined those simple loops on the 2-bridge spheres of 2-bridge links to be null-homotopic or peripheral in the link complements. We also completely determined when two simple loops on the 2-bridge spheres of 2-bridge links to be homotopic in the link complements. As an application of these results, we established a variation of McShane' s identity for 2-bridge links, which gives a formula to express the modulus of the cusp of a 2-bridge link in terms of the complex translation lengths of closed geodesics

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \1950000 （ Direct Cost: \1500000 、 Indirect Cost： \450000 ）

I was succeeded in constructing a counter example to the conjecture on the end invariant of the character variety of the free group of rank two. This was a joint word with Prof. S.P.Tan and Prof.M.Sakuma. I have found a set of rays similar to the pleating rays in the diagonal slice of the character variety with Prof.C.Series and Prof.S.P.Tan. With Prof.Y.Rieck, I showed that the complexity of the word problem for the automorphism groups of right-angled Artin groups is bounded from above by a polynomial.

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Grant amount： \9900000 （ Direct Cost: \8100000 、 Indirect Cost： \1800000 ）

We have concentrated on the study of the once-punctured torus, the simplest hyperbolic surface, believing that it would bring us to deep understanding of general hyperbolic surfaces, and obtained the following results. (1) We gave a complete description and proof to Jorgensen's theory on quasifuchsian punctured torus groups. (2) We found an intimate relation between the following two tessellations associated with a punctured torus bundles over the circle ; the Cannon-Thurston-Dicks fractal tessellation and the cusp triangulation induced by the canionical decomposition. We also proposed a conjecture concerning the canonical decompositions of punctured surface bundles over the circle. (3) We gave a complete characterization of those essential simple loops on the bridge sphere of a 2-bridge knot which are null-homotopic in the knot complement.

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Grant amount： \1950000 （ Direct Cost: \1500000 、 Indirect Cost： \450000 ）

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \1150000 （ Direct Cost: \1000000 、 Indirect Cost： \150000 ）

(1) Structures of non-hyperbolic automatic groups
(Joint work with Y. Nakagawa, M. Tamura)
Let G be a finitely presented group. If G contains a Z + Z subgroup, then it is well known that G cannot be word hyperbolic. A natural question is that "is Z + Z the only obstruction for a finitely presented group to be word hyperbolic?" In other words, "if G does not contain any Z + Z subgroups, is it word hyperbolic?" Baumslag-Solitar groups are counter examples to this question. Thus it would be better to restrict our attention to some good class of groups. Here we focus on automatic groups. Note that Baumslag-Solitar groups are not automatic. Our problem is indicated in the list of open problems and attributed to Gersten. We call this problem "Gersten's problem".
Recall that the class of all automatic groups contains the class of all hyperbolic groups, all virtually abelian groups and all geometrically finite hyperbolic groups. A geometrically finite hyperbolic group is, in some sense, similar to hyperbolic groups, but it might contain a Z + Z subgroup. Thus the class of automatic groups is a nice target to consider the question mentioned before.
We define the notion of "n-tracks of length n", which suggests a clue of the existence of Z + Z subgroup and shows its existence in every non-hyperbolic automatic groups with mild conditions.
(2) The character variety of one-holed torus
(Joint work with S.P. Tan)
The quasifuchsian space of punctured torus groups is deeply studied by many people and some of the major conjectures on them are solved in the last decade. But, for general "one-holed" cases, not much is known. In this study, we produced computer software to investigate the character variety of one holed torus and were able to find many interasting phenomena

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Grant amount： \2100000 （ Direct Cost: \2100000 ）

(1)Cannon-Thurston Mapの研究
Warren Dicksとのe-mail文通により,穴あきトーラス束から生じるCannon-Thurston Mapに付随する平面のフラクタル分割と,標準的分割が導くカスプ三角形分割との間に自然な関係があることを証明した.現在共著論文を執筆中である.
(2)強可逆結び目の同変種数の研究
任意の周期的結び目は,周期写像で不変な最小種数ザイフェルト曲面を持つことがA.Edmondsにより証明されているが,強可逆結び目に対しては,対応する結果が成立しないことがわかる.しかし強可逆結び目に対して,対合で不変なザイフェルト曲面は存在するので,同変種数が定義出来る.この同変種数と通常の種数の差はいくらでも大きくなり得ることを証明した.この研究はToulouseで開催された国際研究集会で発表した.
(3)垣水複体の研究
垣水複体の単連結性を証明したJ.Schultensの議論を拡張することにより,K.Shackletonとの共同研究により,垣水複体の2次元ホモトピー群が消えていることを証明した.
(4)あるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性の証明
最近,Boyer-Zhangによりオイラー数が0であるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性が証明された.A'Campo-石川にdivide理論を応用することにより,オイラー数が0でないあるMontesinos結び目補空間のvirtual fiber性を証明した.

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Grant amount： \2200000 （ Direct Cost: \2200000 ）

In this research project, we obtained the following results.
1. We defined a numerical invariant, called growth rate of tunnel numbers, of knots in 3-manifolds. For m-small knots, we obtained the following.
Suppose K is a m-small knot in. a 3-manifold M. Let g = g(X)-g(M), and b_i (i =1,..., g) be the bridge index of K with respect to genus g(X) - i Heegaard surface of M. Then the growth rate of K is given by min_i=_<1,..., n>{1-i/(b_i)}.
2. Heegaard splittings of exteriors of knots.
・ Let K_1, K_2 be knots in 3-manifolds, and T_1,T_2 tunnel systems of K_1, K_2 respectively. We gave a necessary and sufficient condition for the tunnel system t_1 ∪ T_2 of K_1#K_2 giving a stabilized Heegaard splitting.
・ For each natural number n, there exists a knot K such that the equality g(nK) = gt(K) holds, where nK denotes the connected sum of n copies of K. This implies the existence of counterexample to Morimoto's Conjecture concerning super additive phenomina of tunnel number of knots.
3. We showed that for any link L in the 3-sphere, there is a Seifert surface S for L such that S is obtained from a disk by successively plumbing flat annuli, where all of the attaching regions are contained in the disk.
4. We made research on Gersten's Problem : each automatic group is either (1) a finite group, (2) contains a free abelian group of rank 2. or (3) a word hyperbolic group.
We showed that for the n-starred automatic groups this assertion holds.
5. Growth function of 2-bridge link groups
We made computar experiments on the growth functions of 2-bridge link groups, and posed conjectures on the structure of the growth functions.

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \800000 （ Direct Cost: \800000 ）

(1)オートマティック群に関するGerstenの問題の研究
(研究協力者:田村誠氏、中川義行氏)
閉3次元多様体の基本群に対する弱双曲化予想(Perelmanの仕事を認めれば定理)とは基本群は(1)有限群(2)Z+Z(階数2の自由アーベル群)を部分群として含む(3)語双曲群のいずれかになる、というものである。(技術的には有限群は語双曲群だが、ここでは分けて考えた。)この「閉3次元多様体の基本群」を「オートマティック群」に置き換えて同じ現象が起こるかどうかを問うのがGerstenの問題である。この研究では、この問題について考察を行った。群がZ+Zを部分群として含む場合は、Z+Zの格子が群の中にあることになる。本研究では、「n-track」というZ+Zの格子に似ている構造を導入し、オートマティック群が語双曲的でない場合はほとんどいつも、n-trackが群の中に見つかることを示した。さらにオートマティック構造が比較的単純な場合として「prime-starred」というオートマティック構造のクラスを導入し、この場合は、上記Gerstenの問題が(技術的な条件付で)肯定的に解けることを示した。
(2)4色問題と球面の分岐被覆に関する研究
(研究協力者:Yo'av Rieck氏)
平面グラフに関する4色問題は1970年代に計算機を用いた方法で証明されているが、実際に与えられた平面グラフを4彩色するための効果的なアルゴリズムはよく知られていない。本研究では、球面の分岐被覆から定まるデータと遺伝的アルゴリズムを組み合わせた方法を考察し、その効果について検討を行った。

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Grant amount： \10900000 （ Direct Cost: \10900000 ）

The main results obtained by this project are as follows.
1.Akiyoshi, Sakuma, Wada and Yamashita have completed a preprint (256 pages) which gives a full exposition of Jorgensen's theory for the Ford domains of quasifuchsian punctured torus groups, including a full proof. We plan to write a sequel of the paper to explain our extension of his theory to the outside of the quasifuchsian punctured torus space and to explain the relationship between the bridge structure of a 2-bridge knot and the complete hyperbolic structure of its complement.
2.Epstein-Penner has introduced the Euclidean decompositions of finite-volume cusped hyperbolic manifolds through a convex hull construction in the Minkowski space. Akiyoshi-Sakuma has generalized the construction to (possibly) infinite-volume cusped hyperbolic manifolds and introduced EPH-decompositions of these manifolds. Moreover, relation between the EPH-decompositions and the bending laminations of cusped hyper-bolic manifolds were studied by Akiyoshi-Sakuma-Wada Yamashita.
3.Akiyoshi-Miyachi-Sakuma have generalized Bowditch's variation of McShane's identity for hyperbolic punctured torus bundles to general hyperbolic punctured surface bundles.

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Grant amount： \2900000 （ Direct Cost: \2900000 ）

The head investigator is developing and distributing publicly the program OPTi. The program has been used by many researchers in Kleinnian groups and hyperbolic geometry, including such famous names as Troels Jorgensen (Columbia Univ.), Albert Marden (Univ.Minnesota), and William Thurston (UC Davis). The goal of this research project was to further refine OPTi to make it a more useful tool for researchers in Kleinnian groups and hyperbolic geometry. At the same time, we also wanted to make OPTi an effective educational device by improving its user interface and making OPTi easy to use for both researchers and students.
After four years of continued improvements and diligent popularization of the program, we think the goal has been achieved. OPTi's web site (http://vivaldi.ics.nara-wu.ac.jp/~wada/OPTi/) is accessed from all over the world, as can be seen from the fact that the web site is ranked highly in the Topology Software category of Google's directory. Nowadays, OPTi is one of the most important research tools and educational aids for Topologists of the world.

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Grant amount： \2100000 （ Direct Cost: \2100000 ）

1.Morimoto's Conjecture on the tunnel numbers of composite knots in 3-manifolds
Let t(K) be the tunnel number of a knot K in a 3-manifold. Suppose for m-small knots K_1,…,K_n, the super additivity of tunnel number does not hold for #^n_<i=1> K_i, Then we proved that there exists a subset I of {1,【triple bond】,n} such that #_<i∈1>/K_i admits a primitive meridian.
2.The growth rate of tunnel number of knots
For a knot K in a 3-manifold M, we defined a numerical invariant called the growth rate of the tunnel numbers of K, and proved the following.
Suppose that the Heegaard genus of K is greater than the Heegaard genus of M. Then the growth rate of the tunnel numbers of K is less than 1.
3.Gersten's Problem for automatic group
Gersten posed the following problem "Each automatic group is eithr (1)a finite group, (2)contains free abelian group of rank 2,or (3)a word hyperbolic group." We showed that for a class of automatic group (called n-starred groups) this problem is solved affirmatively.
4.Heegaard gradients Seifert fibered spaces
We completely determined for which Seifert fibered space, the Heegaard gradient vanish.

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Grant amount： \1900000 （ Direct Cost: \1900000 ）

本研究は,トポロジーにおける実験数学の研究形態のプロトタイプを提案することを主眼として,この1年間企画調査を行った.
当初の予定通り,夏にイギリスを訪問し,Experimental Mathematics誌の初代編集長であったD.Epstein教授,および実験数学を代表する書物Indra's Pearlsの著者のであるC.Series教授,D.Wright教授とトポロジーにおける実験数学の現状について意見交換し,米国および英国の情報を収集した.その結果,実験数学の裾野が拡がる過程では,実装するアルゴリズムに話を絞るのが数学上の問題と計算上の問題を同じ土俵で議論するのに有効であり,さらに協調的な実験数学の研究につながる例が多かったことを知った.
そこで12月に予定していた研究集会「トポロジーとコンピュータ」は,このことを念頭においてプログラムを組み東工大で開催した.とくに,多項式解法プログラムの作成者と基本群の表現の研究者の共同研究の発表では,当初は違う問題を解く目的で設計されたアルゴリズムがこの場合に妥当であるかどうかを,実験成果だけからでなくより実証的に示せないかなどの,数学と計算の双方で新たな課題が出るという討論の展開があった.
確かにアルゴリズムは,論証を重んじる数学と技術を重視する計算を結びつけるスポットであり,それを主役に置くことにが実験数学の研究およびその発表形態のプロトタイプになり得ることが確認できた.今後はこの企画調査の成果を,サマースクール形式でのプログラミング技術講習会,およびアルゴリズム指向の新しい研究集会の企画につなげ,平成17年度に実行に移す予定である.

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \800000 （ Direct Cost: \800000 ）

本研究代表者は、東京工業大学の小島定吉氏、九州大学の西晴子氏らとの共同研究で、円周上の点の配置空間に自然に定まる双曲構造を定義した。ただし双曲構造を与えるためには元の配置空間に適当な構造(重み)を与えておく必要がある。そしてこの重みを動かすことにより、配置空間の双曲構造も変形され、この変形の様子を記述する研究も行った。より詳しく述べると、点の数が5個および6個の場合は得られる配置空間の次元が2次元および3次元になるため、上記の変形と双曲多様体の変形空間であるタイヒミュラー空間や、クライン群の変形の空間との局所的および大域的な関係について調べてきた。
後者のクライン群の変形については、多様体内の結び目による錘特異点を許す場合の変形がサーストンの双曲デーン手術理論によって与えられていた。それとは別に考えている多様体の無限大の場合の変形で、中でも特殊なクライン群の場合、すなわち1点穴あきトーラスの擬正則変形空間が、ヨルゲンセンが具体的な記述を与えている。これら研究に刺激されて、双曲幾何学において研究が活発に進められてきた。本研究代表者は、大阪大学の作間誠氏、奈良女子大学の和田昌昭氏らとこの理論の精密化の研究を行った。
具体的には、ヨルゲンセンによる1点穴あきトーラスの基本領域の記述の精密化と、これに基づき、ベンディングラミネーションと呼ばれる方法による多様体の記述に関するある予想を提出し、部分的な回答と、計算機実験による検証を行った。

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Grant amount： \14700000 （ Direct Cost: \14700000 ）

(1)Fundamental groups and branched coverings. M.Namba gave with H.Tsuchihashi a method for concrete computations of fundamental groups of the compliments of curves in the complex projective plane and finite branched Galois coverings branching along the curves, and gave a new example of Zariski pair using the method.
(2)Generaliztion of Epsein-Penner decomposition. H.Akiyoshi and M.Sakuma gave a generalization of the Epstein-Penner decompositions of cusped hyperbol manifolds of finite volume to those of infinite volume, and studied relation with the convex cores. They collaborated with M.Wada and Y.Yamashita and gave partial answer and experimental evidences to their conjecture that the pleating loci would determine the generalized Epstein-Pener decompositions for punctured torus groups.
(3)H.Akiyoshi, M.Miyachi and M.Sakuma have established a variation of McShane's identity for punctued surface bundles over a circle, which expresses the modulus of cusptori in terms of the complex translation lengths of essential simple loops of the fiber surfaces.
(4)Drawing the 3D slices of the quasifuchsian punctured torus space. M.Wada and Y.Yamashita developed a software to draw (real) 3-dimensional slices of the quasifuchsian punctured torus space

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Grant amount： \2800000 （ Direct Cost: \2800000 ）

1. Graphic of 3-manifolds
Kobayashi make use of the graphic defined by Rubinstein-Scharlemann to give a complete classification of Heegaard splittings of the exteriors of the 2-bridge knots.
2. Local detection of strong irreducibility of Heegaard splittings by using knot exteriors
Kobayashi together with, Yo'av Rieck analyzed how strongly irreducible Heegaard splittings can intersect the exteriors of non-trivial knots in the 3-sphere and showed that such Heegaard surface intersect the knot exteriors in meridional annuli.
3. Research on Morimoto's Conjecture
Kobayashi together with Yo'av Rieckstudied about Morimoto's Conjecture concerned with the connectedsums of knots in 3-manifolds and the tunnel numbers.
4. Algorithm for decompositions of attaching homeomorphisms of Heegaard splittings into Dehn twists
Ochiai gave an algorithm for giving a decomposition of given attaching homeomorphisms of genus two Heegaard splittings into standard Dehn twists.
5. Moduli space of metrics of Riemannian manifolds
Katagiri studied about Riemannian functional via Ricci curvature and showed that Einstein metric is a critical point of this functional, however there exist critical points that are not Einstein metric. He also gave a sufficient condition for critical points to be Einstein metrics.

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \800000 （ Direct Cost: \800000 ）

円周上の点の配置空間に自然に定まる双曲構造について研究を行った.元の配置空間に適当な構造を付加することによって、その付加した構造を動かすことにより配置空間の双曲構造も変形しすることが以前の研究で分かっていた.特に現れる多様体(配置空間)の次元が2または3のときは、付加される構造の空間からTeichmuller空間および、character varietyへの写像が自然に定義されるが、この写像が大域的に単射であることを、本研究課題の研究代表者による研究および東京工業大学・小島定吉氏・九州大学・西晴子氏との共同研究で議論した。しかし上記の議論には、途中の部分に若干の誤りがあることが分かり、これらの修正を行った。これにより、あらためて、写像が大域的に単射であることを、研究協力者と共に示した。この研究成果は現在出版予定となっている。
また、大阪大学の作間誠氏、秋吉宏尚氏、奈良女子大学の和田昌昭氏らと、1点穴あきトーラス群から定まる多様体の双曲構造に関して、特にその標準的な多面体分割に関する議論をおこない、多面体分割を得るための方法として知られていた代表的な2種類の方法の比較を行うとともに、関連した話題について計算機による実験も行った。

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Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

Grant amount： \1000000 （ Direct Cost: \1000000 ）

円周上の点の配置空間に自然に定まる双曲構造について研究を行った.元の配置空間に適当な構造を付加することによって、その付加した構造を動かすことにより配置空間の双曲構造も変形しすることが以前の研究で分かっていた.特に現れる多様体(配置空間)の次元が2または3のときは、付加される構造の空間からTeichmuller空間および、character varietyへの写像が自然に定義されるが、この写像が大域的に単射であることを、本研究課題の研究代表者による研究および東京工業大学・小島定吉氏・九州大学・西晴子氏との共同研究より示した.より具体的には、写像の定義域にあたる空間の座標系を適当に定めることと、写像の値域にあたる空間からもとの定義域の空間への逆写像を、上記座標系を利用して幾何学的に構成することにより議論をすすめた.
設備備品費は当初予定していた幾何学関係図書・位相幾何学関係図書等の購入を中心に行った.消耗品は計算データ結果の保存用に、計算機記憶媒体の購入が主であった.国内旅費は、共同研究者との研究連絡を学会等で行うための利用と共に、第45回トポロジーシンポジウムや研究集会「リーマン面・不連続群」での発表など、研究発表にも使用した.なお、上記共同研究成果は現在投稿中である.

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Grant amount： \11000000 （ Direct Cost: \11000000 ）

The study of Heegaard splittings of 3-manifolds has been one of the most important themes in 3-manifold theory, and we already have deep understanding of the Heegaard splittings of "non-hyperbolike" 3-manifolds. However, our understanding of those of hyperbolic manifolds is far from satisfaction. In particular, as far as we know, no relationship between the hyperbolic structures and the Heegaard splittigs had been known.
In this project we have proved that the hyperbolic structure of a 2-bridge knot complement is intimately related with its bridge structure, which is a kind of Heegaard splitting. In fact, we have given a concrete construction of the hyperbolic structure of a 2-bridge knot complement by using the 2-bridge structure. To be more precise, we have constructed a continuous family of hyperbolic cone-manifold structures on a 2-bridge knot complement which have singularities along the upper and lower tunnels, where the cone angle varies from 0 to 2π. The cone-manifold structure with cone angle 0 corresponds to a rational boundary group of the quasi-Fuchsian once-punctured torus space and that with cone angle 2π gives the hyperbolic structure of the 2-bridge knot complement. To establish this result, we have given an explicit formulation and a full proof to (a part of) the theory announced by Jorgensen on the quasi-Fuchsian once-punctured torus groups, and generalized the theory to that for the groups outside the quasi-Fuchsian once-punctured space. The computer program "OPTI" developed by Masaaki Wada for this project visualizes Jorgensen's theory and its generalization, and it has been an indispensable tool not only for this project but also for the study of Teichmuller spaces. We hope the result we have obtained in this project is the beginning of the study of the relationship between the hyperbolic structures and the Heegaard splittings of 3-manifolds.

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Grant amount： \9200000 （ Direct Cost: \9200000 ）

Among many geometric structures of a manifold we are mainly interested in those structures which are closely related to the conformal geometry. Here are some of main results of this research project :
1. The scalar curvature equation. This equation describes the scalar curvature under a conformal change of a Riemannian metric. A systematic analysis has been done on non-compact manifolds, and the space of complete confomal metrics with prescribed scalar curvature is made clearer.
2. The Weyl structure. This is a torsion free affine connection that is compatible with a given conformal class. It is shown that the Ricci curvature is a complete invariant of a Weyl structure. Also conformally flat Einstein-Weyl structures on compact manifolds are classified.
3. Moebius geometry. The minimum number of vertices of a regular closed curve on the sphere with given topological type is completely determined in the case when the curve has at most five self-inter-sections. Also we introduce a Schwarzian derivative of a regular curve. This leads to new proofs of injectivity results of Nehari type. A gist is that a confomal strucutre of a manifold induces an integrable projective structure of a regular curve on the manifold. It is shown that injectivity of the projective development map of the curve implies the injectivity of the immersion to Moebius spaces.

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Grant amount： \6100000 （ Direct Cost: \6100000 ）

The purpose of this research is to construct a software to assist researches about Knot Theory. It assists to compute all polynomial invariants and in particular, parallel polynomial invariants related with knots and links. We had constructed a computer software, Knot Theory by Computer which works on Windows 95 and Windows NT.The software has the following features :
(1)to construct knots and links by mouse tracking,
(2)to deform knots by mouse operations,
(3)to visualize knots and links by 3-dimensional computer graphics,
(4)to compute all polynomial invariants which have already known,
(5)to compute 3-parallel polynomial invariants associated with 3,4, and 5 braids
(6)to recognize to whether a knot to be trivial or not (but not complete),
This software will be distributed worldwide through leternet (ftp.ics.nara-wu.ac.jp) by the end of April, 1998. In future research, we will construct new features to compute 4-parallel polynomial invariants associated with 4-braids and establish a method to construct any irreducible representations associated with Hecke algebras. The well known Lascoux-Schutzenberger's method is correct by up to 13 of braid index but false greater than 13.

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Grant amount： \2900000 （ Direct Cost: \2900000 ）

「幾何構造の可視化」の研究に関連して企画された以下の6つの研究集会を後援した:阿部孝順(信州大)主催の「コンピュータを援用するトポロジーの研究」,津久井康之(専修大)主催の「Graphと3次元多様体の研究」,北野晃朗(東工大)主催の「基本群の表現空間の幾何」,根上生也(横国大)主催の「位相幾何学的グラフ理論研究集会」,小山晃(大阪教育大)主催の「高次元位相多様体論」,合田洋(東京理大)主催の「結び目の位置と3次元多様体の構造」.いずれも少人数の集会で,幾何学におけるコンピュータの役割に関する突っ込んだ討論がなされた.とくに日本ではこの分野の研究支援の研究が遅れているという指摘が複数の集会であった.また,深谷賢治(京都大)代表の科研費総合A(研究課題:幾何学と種々の数学の関わり)と共同で研究集会「Surveys in Geometry無限群と幾何学」を開催した.ここでは,計算機科学が幾何学的群論へ理論的に貢献するという,従来とは趣のことなる数学と計算機科学の相互作用が一つのテーマとなり,将来の発展に期待が集まった.
これらの活動と連携しながら,研究組織では幾何構造の可視化のため具体的な実験試行を繰り返し,計算機支援の環境整備を目指した.とくに,境界付き双曲多様体のDehn手術変形の境界への影響をディスプレイ上に可視化するアルゴリズムを作った.ただしコンピュータ上実装については計算量の問題を残している.

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Grant amount： \1900000 （ Direct Cost: \1900000 ）

球面上の閉曲線のトポロジーと幾何については,すべての自己交点において2つの単純ループに分解可能な閉曲線の最小頂点数を決定した。この結果により自己交点数が5以下のすべての閉曲線の位相型について最小自己交点数が明らかになった。この研究と関連してトーラス上の閉曲線の回転指数についての新たな公式を得た。これは正則ホモトピーについての結果であり,今後の高次元化へ進む足がかりとなりうるものである。
共形変換で不変な変分問題に関する研究として,研究分担者の片桐はYang-Mills接続の存在定理を5次元以上のRiemann多様体において示した。これは5次元以上ではこの変分問題が共形変換での不変性を失うことに着眼点をおき得られたものである。
射影構造に関する内在的な幾何の研究については研究は継続中である。射影反転の多様体での定式化がこの報告書を書いている時点での課題である。
双曲幾何に関しては,関連する3次元多様体論,結び目理論から分担者の落合,山下,和田による成果があった。落合,山下は結び目理論研究支援システムの設計を行い,また和田は新たな結び目不変量を定義し,それによって樹下・寺阪結び目とConway結び目が区別できるという成果を得た。

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Grant amount： \2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）

1)球面曲線のMobius幾何として,閉曲線の頂点の研究。この課題に対しては今年度としては十分な成果を得たといえる(研究代表者による論文Geometry of Scrolls(共著)は,現在投稿中であるため研究発表欄への記載はない)具体的な成果として単純ループの複合体での頂点数の最良評価,2つの無頂点曲線の交差の決定.応用としていわゆる4頂点定理の最終版に到達したことなどがある。
2)リーマン計量の共形変形とスカラー曲率については研究分担者加藤による研究が注目に値する。中でも与えられた計量が山辺計量であるための新しい十分条件を見いだしたことは,これが比較的単純な観察結果であるにもかかわらず,この方面の今後の研究の中でその価値が認識されるであろうことが期待される。
3)アフィン構造,射影構造の内在的微分幾何に関しては上記1)の研究に力点をうつしたため今年度の具体的成果はない。来年度に継続する課題としたい。
4)共形幾何,射影幾何に関連する双曲幾何について,研究分担者山下による双曲多様体の多面体分割についての研究が,トポロジーからの視点であるが,なされた。これは分割の仕方の組み合わせ論的制限と双曲多様体の位相について論じたものである。

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