TY - INPR A1 - Rabinovich, Vladimir A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - A calculus of boundary value problems in domains with Non-Lipschitz Singular Points N2 - The paper is devoted to pseudodifferential boundary value problems in domains with singular points on the boundary. The tangent cone at a singular point is allowed to degenerate. In particular, the boundary may rotate and oscillate in a neighbourhood of such a point. We show a criterion for the Fredholm property of a boundary value problem and derive estimates of solutions close to singular points. T3 - Preprint - (1997) 09 KW - pseudodifferential operators KW - boundary value problems KW - manifolds with cusps Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-24957 ER - TY - INPR A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Lefschetz theory on manifolds with edges : introduction N2 - The aim of this book is to develop the Lefschetz fixed point theory for elliptic complexes of pseudodifferential operators on manifolds with edges. The general Lefschetz theory contains the index theory as a special case, while the case to be studied is much more easier than the index problem. The main topics are: - The calculus of pseudodifferential operators on manifolds with edges, especially symbol structures (inner as well as edge symbols). - The concept of ellipticity, parametrix constructions, elliptic regularity in Sobolev spaces. - Hodge theory for elliptic complexes of pseudodifferential operators on manifolds with edges. - Development of the algebraic constructions for these complexes, such as homotopy, tensor products, duality. - A generalization of the fixed point formula of Atiyah and Bott for the case of simple fixed points. - Development of the fixed point formula also in the case of non-simple fixed points, provided that the complex consists of diferential operarators only. - Investigation of geometric complexes (such as, for instance, the de Rham complex and the Dolbeault complex). Results in this direction are desirable because of both purely mathe matical reasons and applications in natural sciences. N2 - Ziel des Buches ist es, die Lefschetz-Theorie der Fixpunkte für elliptische Komplexe von Pseudodifferentialoperatoren auf Mannigfaltigkeiten mit Kanten zu gewinnen. Die allgemeine Lefschetz-Theorie enthält die Index-Theorie als Spezialfall, aber der Fall, den wir analysieren werden, ist viel leichter als das Index-Problem. Ergebnisse in dieser Richtung sind wünschenswert, einerseits aus innermathematischen Gründen, aber auch im Hinblick auf Anwendungen in den Naturwissenschaften. T3 - Preprint - (1997) 08 Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-24948 ER - TY - GEN A1 - Champagnat, Nicolas A1 - Roelly, Sylvie T1 - Limit theorems for conditioned multitype Dawson-Watanabe processes and Feller diffusions N2 - A multitype Dawson-Watanabe process is conditioned, in subcritical and critical cases, on non-extinction in the remote future. On every finite time interval, its distribution is absolutely continuous with respect to the law of the unconditioned process. A martingale problem characterization is also given. Several results on the long time behavior of the conditioned mass process - the conditioned multitype Feller branching diffusion - are then proved. The general case is first considered, where the mutation matrix which models the interaction between the types, is irreducible. Several two-type models with decomposable mutation matrices are analyzed too . T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 065 KW - multitype measure-valued branching processes KW - conditioned KW - critical and subcritical Dawson-Watanabe process KW - conditioned Feller diffusion Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18610 ER - TY - THES A1 - Koh, Dennis T1 - The evolution equation for closed magnetic geodesics T1 - Die Evolutionsgleichung für geschlossene magnetische Geodäten N2 - Orbits of charged particles under the effect of a magnetic field are mathematically described by magnetic geodesics. They appear as solutions to a system of (nonlinear) ordinary differential equations of second order. But we are only interested in periodic solutions. To this end, we study the corresponding system of (nonlinear) parabolic equations for closed magnetic geodesics and, as a main result, eventually prove the existence of long time solutions. As generalization one can consider a system of elliptic nonlinear partial differential equations whose solutions describe the orbits of closed p-branes under the effect of a "generalized physical force". For the corresponding evolution equation, which is a system of parabolic nonlinear partial differential equations associated to the elliptic PDE, we can establish existence of short time solutions. N2 - Bahnen von geladenen Teilchen, die sich unter dem Einfluss eines Magnetfeldes bewegen, werden in der Mathematik durch magnetische Geodäten beschrieben. Sie ergeben sich als Lösungen eines Systems (nichtlinearer) gewöhnlicher Differentialgleichungen zweiter Ordnung. Wir interessieren uns ausschließich für periodische Lösungen. Dazu studieren wir das zugehörige System (nichtlinearer) parabolischer Differentialgleichungen für geschlossene magnetische Geodäten. Als Hauptresultat beweisen wir die Existenz von Langzeitlösungen. Verallgemeinernd betrachten wir noch ein System von elliptischen nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen, dessen Lösungen die Orbiten von geschlossenen p-Branen unter dem Einfluss einer verallgemeinerten physikalischen Kraft beschreiben. Für die entsprechende Evolutionsgleichung, welche ein System von parabolischen nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen ist, das dem elliptischen Problem zugeordnet ist, können wir die Existenz von Kurzzeitlösungen beweisen. KW - magnetisch KW - Geodäten KW - Evolutionsgleichung KW - Strings KW - p-Branen KW - magnetic KW - geodesics KW - evolution equation KW - p-branes Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16647 SN - 978-3-940793-24-9 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - GEN A1 - Reich, Sebastian T1 - Momentum conserving symplectic integrators N2 - In this paper, we show that symplectic partitioned Runge-Kutta methods conserve momentum maps corresponding to linear symmetry groups acting on the phase space of Hamiltonian differential equations by extended point transformation. We also generalize this result to constrained systems and show how this conservation property relates to the symplectic integration of Lie-Poisson systems on certain submanifolds of the general matrix group GL(n). T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 044 Y1 - 1994 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16824 ER - TY - GEN A1 - Ascher, Uri M. A1 - Chin, Hongsheng A1 - Petzold, Linda R. A1 - Reich, Sebastian T1 - Stabilization of constrained mechanical systems with DAEs and invariant manifolds N2 - Many methods have been proposed for the simulation of constrained mechanical systems. The most obvious of these have mild instabilities and drift problems. Consequently, stabilization techniques have been proposed A popular stabilization method is Baumgarte's technique, but the choice of parameters to make it robust has been unclear in practice. Some of the simulation methods that have been proposed and used in computations are reviewed here, from a stability point of view. This involves concepts of differential-algebraic equation (DAE) and ordinary differential equation (ODE) invariants. An explanation of the difficulties that may be encountered using Baumgarte's method is given, and a discussion of why a further quest for better parameter values for this method will always remain frustrating is presented. It is then shown how Baumgarte's method can be improved. An efficient stabilization technique is proposed, which may employ explicit ODE solvers in case of nonstiff or highly oscillatory problems and which relates to coordinate projection methods. Examples of a two-link planar robotic arm and a squeezing mechanism illustrate the effectiveness of this new stabilization method. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 033 Y1 - 1994 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15698 ER - TY - GEN A1 - Leimkuhler, Benedict A1 - Reich, Sebastian T1 - Symplectic integration of constrained Hamiltonian systems N2 - A Hamiltonian system in potential form (formula in the original abstract) subject to smooth constraints on q can be viewed as a Hamiltonian system on a manifold, but numerical computations must be performed in Rn. In this paper methods which reduce "Hamiltonian differential algebraic equations" to ODEs in Euclidean space are examined. The authors study the construction of canonical parameterizations or local charts as well as methods based on the construction of ODE systems in the space in which the constraint manifold is embedded which preserve the constraint manifold as an invariant manifold. In each case, a Hamiltonian system of ordinary differential equations is produced. The stability of the constraint invariants and the behavior of the original Hamiltonian along solutions are investigated both numerically and analytically. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 032 KW - differential-algebraic equations KW - constrained Hamiltonian systems KW - canonical discretization schemes KW - symplectic methods Y1 - 1994 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15653 ER - TY - GEN A1 - Reich, Sebastian T1 - Smoothed dynamics of highly oscillatory Hamiltonian systems N2 - We consider the numerical treatment of Hamiltonian systems that contain a potential which grows large when the system deviates from the equilibrium value of the potential. Such systems arise, e.g., in molecular dynamics simulations and the spatial discretization of Hamiltonian partial differential equations. Since the presence of highly oscillatory terms in the solutions forces any explicit integrator to use very small step size, the numerical integration of such systems provides a challenging task. It has been suggested before to replace the strong potential by a holonomic constraint that forces the solutions to stay at the equilibrium value of the potential. This approach has, e.g., been successfully applied to the bond stretching in molecular dynamics simulations. In other cases, such as the bond-angle bending, this methods fails due to the introduced rigidity. Here we give a careful analysis of the analytical problem by means of a smoothing operator. This will lead us to the notion of the smoothed dynamics of a highly oscillatory Hamiltonian system. Based on our analysis, we suggest a new constrained formulation that maintains the flexibility of the system while at the same time suppressing the high-frequency components in the solutions and thus allowing for larger time steps. The new constrained formulation is Hamiltonian and can be discretized by the well-known SHAKE method. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 031 Y1 - 1995 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15639 ER - TY - GEN A1 - Ascher, Uri M. A1 - Chin, Hongsheng A1 - Reich, Sebastian T1 - Stabilization of DAEs and invariant manifolds N2 - Many methods have been proposed for the stabilization of higher index differential-algebraic equations (DAEs). Such methods often involve constraint differentiation and problem stabilization, thus obtaining a stabilized index reduction. A popular method is Baumgarte stabilization, but the choice of parameters to make it robust is unclear in practice. Here we explain why the Baumgarte method may run into trouble. We then show how to improve it. We further develop a unifying theory for stabilization methods which includes many of the various techniques proposed in the literature. Our approach is to (i) consider stabilization of ODEs with invariants, (ii) discretize the stabilizing term in a simple way, generally different from the ODE discretization, and (iii) use orthogonal projections whenever possible. The best methods thus obtained are related to methods of coordinate projection. We discuss them and make concrete algorithmic suggestions. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 030 Y1 - 1994 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15625 ER - TY - THES A1 - Trappmann, Henryk T1 - Arborescent numbers : higher arithmetic operations and division trees T1 - Baumartige Zahlen : höhere arithmetische Operationen und Divisionsbäume N2 - The overall program "arborescent numbers" is to similarly perform the constructions from the natural numbers (N) to the positive fractional numbers (Q+) to positive real numbers (R+) beginning with (specific) binary trees instead of natural numbers. N can be regarded as the associative binary trees. The binary trees B and the left-commutative binary trees P allow the hassle-free definition of arbitrary high arithmetic operations (hyper ... hyperpowers). To construct the division trees the algebraic structure "coppice" is introduced which is a group with an addition over which the multiplication is right-distributive. Q+ is the initial associative coppice. The present work accomplishes one step in the program "arborescent numbers". That is the construction of the arborescent equivalent(s) of the positive fractional numbers. These equivalents are the "division binary trees" and the "fractional trees". A representation with decidable word problem for each of them is given. The set of functions f:R1->R1 generated from identity by taking powers is isomorphic to P and can be embedded into a coppice by taking inverses. N2 - Baumartige Zahlen und höhere arithmetische Operationen Von Schülern und Laienmathematikern wird oft die Frage gestellt, warum nach den Operationen Addition (1. Stufe), Multiplikation (2. Stufe), Potenzieren (3. Stufe) keine Operationen der 4. oder höheren Stufen betrachtet werden. Jede Operation der nächsthöheren Stufe ist die Wiederholung der vorhergehenden Operation, z.B. n * x = x + x + ... + x x^n = x * x * ... * x Das offensichtliche Problem mit der Wiederholung des Potenzierens besteht darin, dass das Potenzieren nicht assoziativ ist und es somit mehrere Klammerungsmöglichkeiten für die Wiederholung dieser Operation gibt. Wählt man eine spezifische Klammerungsmöglichkeit aus, z.B. x^^n = (x^(x^(x^(......)))), gibt es jedoch wieder verschiedene Möglichkeiten, diese Operation auf rationale oder reelle n fortzusetzen. In der Tat kann man im Internet verschiedene solcher Fortsetzungen beschrieben finden und keine scheint besonders ausgezeichnet zu sein. Das ganze Dilemma der verschiedenen Klammerungen kann man jedoch überwinden, in dem man den Zahlenbereich abstrakter macht. So dass statt nur der Anzahl auch eine Klammerungsstruktur in einer Zahl kodiert wird. Die ganz natürliche Verallgemeinerung der natürlichen Zahlen in dieser Hinsicht sind die Binärbäume. Und in der Tat lassen sich die 4. und höhere Operationen in einer eindeutigen Weise auf den Binärbäumen erklären. Vielmehr stellt sich sogar heraus, dass die Binärbäume zu viel Information mit sich tragen, wenn es nur darum geht, die höheren Operationen zu definieren. Es gibt eine Spezialisierung der Binärbäume, die aber allgemeiner als die natürlichen Zahlen (die die assoziative Spezialisierung der Binärbäume sind) ist, und die die passende Informationsmenge zur Definition der höheren Operationen kodiert. Dies sind die so genannten linkskommutativen Binärbäume. Es stellt sich heraus, dass die (linkskommutativen) Binärbäume viele Eigenschaften der natürlichen Zahlen teilen, so z.B. die Assoziativität der Multiplikation (die Operation der 2. Stufe) und eine eindeutige Primzahlzerlegung. Dies motiviert die Frage, ob man die Erweiterungskonstruktionen der Zahlen: „natürliche Zahlen zu gebrochenen Zahlen“ (macht die Multiplikation umkehrbar) „gebrochene Zahlen zu positiven reellen Zahlen“ (macht das Potenzieren umkehrbar und erlaubt Grenzwertbildung) auch ausgehend von (linkskommutativen) Binärbäumen vornehmen kann. In der vorliegenden Arbeit wird (neben unzähligen anderen Resultaten) gezeigt, dass die Zahlenbereichserweiterung „natürliche Zahlen zu gebrochenen Zahlen“ auch analog für (linkskommutative) Binärbäume möglich ist. Das Ergebnis dieser Konstruktion sind die Divisionsbinärbäume (bzw. die gebrochenen Bäume). Letztere lassen sich unerwartet in der Form von Brüchen darstellen, sind jedoch als Verallgemeinerung der gebrochenen Zahlen sehr viel komplexer als dieser. (Das kann man live nachprüfen mit dem dafür erstellten Online-Rechner für gebrochene Bäume (auf englisch): http://math.eretrandre.org/cgi-bin/ftc/ftc.pl ) Damit wird ein Programm „baumartige Zahlen“ gestartet, indem es darum geht, auch die Erweiterung „gebrochene Zahlen zu positiven reellen Zahlen“ für die Divisionsbinärbäume (bzw. die gebrochenen Bäume) durchzuführen, wobei die höheren Operationen auf dieser Erweiterung definiert werden könnten und umkehrbar sein müssten. Ob dies wirklich möglich ist, ist derzeit unklar (neben diversen anderen direkt aus der Dissertation sich ergebenden Fragen) und eröffnet damit ein enorm umfangreiches Feld für weitere Forschungen. KW - Tetration KW - höhere Operationen KW - strukturierte Zahlen KW - Divisionsbäume KW - tetration KW - higher operations KW - structured numbers KW - division trees Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15247 ER - TY - INPR A1 - Böckmann, Christine A1 - Sarközi, Janos T1 - The ill-posed inversion of multiwavelength lidar data by a hybrid method of variable projection N2 - The ill-posed problem of aerosol distribution determination from a small number of backscatter and extinction lidar measurements was solved successfully via a hybrid method by a variable dimension of projection with B-Splines. Numerical simulation results with noisy data at different measurement situations show that it is possible to derive a reconstruction of the aerosol distribution only with 4 measurements. T3 - NLD Preprints - 53 KW - Ill-posed problem KW - inversion KW - variable projection method KW - multiwavelength Lidar KW - aerosol distribution Y1 - 1999 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14847 ER - TY - INPR A1 - Dicken, Volker T1 - Simultaneous activity and attenuation reconstruction in emission tomography N2 - In single photon emission computed tomography (SPECT) one is interested in reconstructing the activity distribution f of some radiopharmaceutical. The data gathered suffer from attenuation due to the tissue density µ. Each imaged slice incorporates noisy sample values of the nonlinear attenuated Radon transform (formular at this place in the original abstract) Traditional theory for SPECT reconstruction treats µ as a known parameter. In practical applications, however, µ is not known, but either crudely estimated, determined in costly additional measurements or plainly neglected. We demonstrate that an approximation of both f and µ from SPECT data alone is feasible, leading to quantitatively more accurate SPECT images. The result is based on nonlinear Tikhonov regularization techniques for parameter estimation problems in differential equations combined with Gauss-Newton-CG minimization. T3 - NLD Preprints - 50 KW - SPECT KW - tomogrphy KW - attenuated Radon transform KW - nonlinear invers problem KW - Tikhonov regularization KW - nonlinear optimization Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14747 ER - TY - INPR A1 - Böckmann, Christine A1 - Niebsch, Jenny T1 - Examination of the nonlinear LIDAR-operator : the influence of inhomogeneous absorbing spheres on the operator N2 - The determination of the atmospheric aerosol size distribution is an inverse illposed problem. The shape and the material composition of the air-carried particles are two substantial model parameters. Present evaluation algorithms only used an approximation with spherical homogeneous particles. In this paper we propose a new numerically efficient recursive algorithm for inhomogeneous multilayered coated and absorbing particles. Numerical results of real existing particles show that the influence of the two parameters on the model is very important and therefore cannot be ignored. T3 - NLD Preprints - 47 KW - multiwavelength lidar KW - aerosol size distribution KW - inverse ill-posed problem KW - multilayered coated and absorbing aerosol KW - new recursive algorithm Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14725 ER - TY - INPR A1 - Böckmann, Christine A1 - Biele, Jens A1 - Neuber, Roland A1 - Niebsch, Jenny T1 - Retrieval of multimodal aerosol size distribution by inversion of multiwavelength data N2 - The ill-posed problem of aerosol size distribution determination from a small number of backscatter and extinction measurements was solved successfully with a mollifier method which is advantageous since the ill-posed part is performed on exactly given quantities, the points r where n(r) is evaluated may be freely selected. A new twodimensional model for the troposphere is proposed. T3 - NLD Preprints - 38 KW - Multiwavelength LIDAR KW - aerosol size distribution KW - ill-posed problem KW - inversion KW - mollifier method KW - coated and absorbing aerosols Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14360 ER - TY - THES A1 - Demircioglu, Aydin T1 - Reconstruction of deligne classes and cocycles T1 - Rekonstruktion von Deligne Klassen und Kozykeln N2 - In der vorliegenden Arbeit verallgemeinern wir im Wesentlichen zwei Theoreme von Mackaay-Picken und Picken (2002, 2004). Im ihrem Artikel zeigen Mackaay und Picken,dass es eine bijektive Korrespodenz zwischen Deligne 2-Klassen $\xi \in \check{H}^2(M, \mathcal{D}^2)$ und Holonomie Abbildungen von der zweiten dünnen Homotopiegruppe $\pi_2^2(M)$ in die abelsche Gruppe $U(1)$ gibt. Im zweiten Artikel wird eine Verallgemeinerung dieses Theorems bewiesen: Picken zeigt, dass es eine Bijektion gibt zwischen Deligne 2-Kozykeln und gewissen 2-dimensionalen topologischen Quantenfeldtheorien. In dieser Arbeit zeigen wir, dass diese beiden Theoreme in allen Dimensionen gelten.Wir betrachten zunächst den Holonomie Fall und können mittels simplizialen Methoden nachweisen, dass die Gruppe der glatten Deligne $d$-Klassen isomorph ist zu der Gruppe der glatten Holonomie Abbildungen von der $d$-ten dünnen Homotopiegruppe $\pi_d^d(M)$ nach $U(1)$, sofern $M$ eine $(d-1)$-zusammenhängende Mannigfaltigkeit ist. Wir vergleichen dieses Resultat mit einem Satz von Gajer (1999). Gajer zeigte, dass jede Deligne $d$-Klasse durch eine andere Klasse von Holonomie-Abbildungen rekonstruiert werden kann, die aber nicht nur Holonomien entlang von Sphären, sondern auch entlang von allgemeinen $d$-Mannigfaltigkeiten in $M$ enthält. Dieser Zugang benötigt dann aber nicht, dass $M$ hoch-zusammenhängend ist. Wir zeigen, dass im Falle von flachen Deligne $d$-Klassen unser Rekonstruktionstheorem sich von Gajers unterscheidet, sofern $M$ nicht als $(d-1)$, sondern nur als $(d-2)$-zusammenhängend angenommen wird. Stiefel Mannigfaltigkeiten besitzen genau diese Eigenschaft, und wendet man unser Theorem auf diese an und vergleicht das Resultat mit dem von Gajer, so zeigt sich, dass es zuviele Deligne Klassen rekonstruiert. Dies bedeutet, dass unser Rekonstruktionsthreorem ohne die Zusatzbedingungen an die Mannigfaltigkeit M nicht auskommt, d.h. unsere Rekonstruktion benötigt zwar weniger Informationen über die Holonomie entlang von d-dimensionalen Mannigfaltigkeiten, aber dafür muss M auch $(d-1)$-zusammenhängend angenommen werden. Wir zeigen dann, dass auch das zweite Theorem verallgemeinert werden kann: Indem wir das Konzept einer Picken topologischen Quantenfeldtheorie in beliebigen Dimensionen einführen, können wir nachweisen, dass jeder Deligne $d$-Kozykel eine solche $d$-dimensionale Feldtheorie mit zwei besonderen Eigenschaften, der dünnen Invarianz und der Glattheit, induziert. Wir beweisen, dass jede $d$-dimensionale topologische Quantenfeldtheorie nach Picken mit diesen zwei Eigenschaften auch eine Deligne $d$-Klasse definiert und prüfen nach, dass diese Konstruktion sowohl surjektiv als auch injektiv ist. Demzufolge sind beide Gruppen isomorph. N2 - In this thesis we mainly generalize two theorems from Mackaay-Picken and Picken (2002, 2004). In the first paper, Mackaay and Picken show that there is a bijective correspondence between Deligne 2-classes $\xi \in \check{H}^2(M,\mathcal{D}^2)$ and holonomy maps from the second thin-homotopy group $\pi_2^2(M)$ to $U(1)$. In the second one, a generalization of this theorem to manifolds with boundaries is given: Picken shows that there is a bijection between Deligne 2-cocycles and a certain variant of 2-dimensional topological quantum field theories. In this thesis we show that these two theorems hold in every dimension. We consider first the holonomy case, and by using simplicial methods we can prove that the group of smooth Deligne $d$-classes is isomorphic to the group of smooth holonomy maps from the $d^{th}$ thin-homotopy group $\pi_d^d(M)$ to $U(1)$, if $M$ is $(d-1)$-connected. We contrast this with a result of Gajer (1999). Gajer showed that Deligne $d$-classes can be reconstructed by a different class of holonomy maps, which not only include holonomies along spheres, but also along general $d$-manifolds in $M$. This approach does not require the manifold $M$ to be $(d-1)$-connected. We show that in the case of flat Deligne $d$-classes, our result differs from Gajers, if $M$ is not $(d-1)$-connected, but only $(d-2)$-connected. Stiefel manifolds do have this property, and if one applies our theorem to these and compare the result with that of Gajers theorem, it is revealed that our theorem reconstructs too many Deligne classes. This means, that our reconstruction theorem cannot live without the extra assumption on the manifold $M$, that is our reconstruction needs less informations about the holonomy of $d$-manifolds in $M$ at the price of assuming $M$ to be $(d-1)$-connected. We continue to show, that also the second theorem can be generalized: By introducing the concept of Picken-type topological quantum field theory in arbitrary dimensions, we can show that every Deligne $d$-cocycle induces such a $d$-dimensional field theory with two special properties, namely thin-invariance and smoothness. We show that any $d$-dimensional topological quantum field theory with these two properties gives rise to a Deligne $d$-cocycle and verify that this construction is surjective and injective, that is both groups are isomorphic. KW - Holonomie KW - Hauptfaserbündel KW - Gerben KW - Deligne Kohomologie KW - Globale Differentialgeometrie KW - Holonomy KW - Prinicipal Fibre Bundles KW - Gerbes KW - Deligne Cohomology KW - Global Differentialgeometry Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13755 ER - TY - THES A1 - Le, Tuan Anh T1 - Applying realistic mathematics education in Vietnam : teaching middle school geometry T1 - Der Einsatz von ‘Realistic Mathematics Education’ in Vietnam : Geometrieunterricht an Mittelschulen N2 - Since 1971, the Freudenthal Institute has developed an approach to mathematics education named Realistic Mathematics Education (RME). The philosophy of RME is based on Hans Freudenthal’s concept of ‘mathematics as a human activity’. Prof. Hans Freudenthal (1905-1990), a mathematician and educator, believes that ‘ready-made mathematics’ should not be taught in school. By contrast, he urges that students should be offered ‘realistic situations’ so that they can rediscover from informal to formal mathematics. Although mathematics education in Vietnam has some achievements, it still encounters several challenges. Recently, the reform of teaching methods has become an urgent task in Vietnam. It appears that Vietnamese mathematics education lacks necessary theoretical frameworks. At first sight, the philosophy of RME is suitable for the orientation of the teaching method reform in Vietnam. However, the potential of RME for mathematics education as well as the ability of applying RME to teaching mathematics is still questionable in Vietnam. The primary aim of this dissertation is to research into abilities of applying RME to teaching and learning mathematics in Vietnam and to answer the question “how could RME enrich Vietnamese mathematics education?”. This research will emphasize teaching geometry in Vietnamese middle school. More specifically, the dissertation will implement the following research tasks: • Analyzing the characteristics of Vietnamese mathematics education in the ‘reformed’ period (from the early 1980s to the early 2000s) and at present; • Implementing a survey of 152 middle school teachers’ ideas from several Vietnamese provinces and cities about Vietnamese mathematics education; • Analyzing RME, including Freudenthal’s viewpoints for RME and the characteristics of RME; • Discussing how to design RME-based lessons and how to apply these lessons to teaching and learning in Vietnam; • Experimenting RME-based lessons in a Vietnamese middle school; • Analyzing the feedback from the students’ worksheets and the teachers’ reports, including the potentials of RME-based lessons for Vietnamese middle school and the difficulties the teachers and their students encountered with RME-based lessons; • Discussing proposals for applying RME-based lessons to teaching and learning mathematics in Vietnam, including making suggestions for teachers who will apply these lessons to their teaching and designing courses for in-service teachers and teachers-in training. This research reveals that although teachers and students may encounter some obstacles while teaching and learning with RME-based lesson, RME could become a potential approach for mathematics education and could be effectively applied to teaching and learning mathematics in Vietnamese school. N2 - Seit 1971 wurde an dem renommierten Freudenthal Institut in Utrecht ein als Realistic Mathematics Education (RME) bezeichneter mathematikdidaktischer Ansatz entwickelt. Die Philosophie von RME beruht auf Hans Freudenthals Auffassung von Mathematik als menschlicher Aktivität. Der Mathematiker und Didaktiker Prof. Hans Freudenthal (1905 – 1990) plädierte dafür, dass Mathematik an den Schulen nicht als Fertigprodukt unterrichtet werden sollte. Im Gegensatz dazu forderte er, den Schülern an ‚realistischen’ Situationen nicht-formale und formale Mathematik wieder entdecken zu lassen. Obwohl die mathematische Schulbildung in Vietnam in den letzten Jahrzehnten schon einige Fortschritte gemacht hat, steht sie noch vor großen Herausforderungen. Derzeit ist die Reform der Unterrichtsmethoden eine dringliche Aufgabe in Vietnam. Augenscheinlich ermangelt es der Mathematikdidaktik in Vietnam an dem dazu notwendigen theoretischen Rahmen. Die Philosophie von RME eignet sich grundsätzlich als Orientierung für die Reform der Unterrichtsmethoden in Vietnam. Allerdings ist die Potenz von RME für die mathematische Schulbildung in Vietnam und die Möglichkeiten, RME im Mathematikunterricht anzuwenden, noch zu klären. Das Hauptziel dieser Arbeit war zu erforschen, wie RME beim Mathematik-Lernen und -Lehren in Vietnam eingesetzt werden kann und die Frage zu beantworten: Wie kann RME den Mathematikunterricht in Vietnam bereichern? Dazu wurde insbesondere der Geometrieunterricht in der Sekundarstufe I betrachtet. Im Einzelnen beinhaltet die Untersuchung: • eine Analyse der vietnamesischen Mathematikdidaktik in der ‘Reformperiode’ (etwa von 1980 bis 2000) • die Konzeption, Durchführung und Auswertung einer Befragung von 152 Mittelschullehrern aus verschiedenen vietnamesischen Provinzen und Städten zum Mathematikunterricht in Vietnam • eine Analyse von RME einschließlich der Freudenthalschen Sicht von RME und der Charakteristika von RME • die Diskussion, wie man RME-basierten Unterrichtseinheiten gestalten und diese in den Mathematikunterricht in Vietnam integrieren kann • Test solcher Einheiten in vietnamesischen Mittelschulen • Analyse der Rückmeldungen anhand der Schülerarbeitsblätter und der Lehrerberichte • Diskussion der Chancen und Probleme von RME-basierten Unterrichtseinheiten im Geometrieunterricht vietnamesischer Mittelschulen • Diskussion von Vorschläge zur Entwicklung und zum Einsatz RME- basierter Unterrichtseinheiten in Vietnam, einschließlich von Hinweisen für Lehrende und der Konzeption von Ausbildungs- und Fortbildungskursen zu RME Die Untersuchung zeigt, dass – obwohl Lehrer wie Schüler zunächst einige Hindernisse beim Lehren und Lernen mit RME- basierten Unterrichtseinheiten zu bewältigen haben werden – RME ein mächtiger mathematikdidaktischer Ansatz ist, der wirkungsvoll im Lehren und Lernen von Mathematik in vietnamesischen Schulen angewandt werden kann. KW - Didaktik der Mathematik KW - Vietnam KW - Geometrieunterricht KW - Sekundarstufe I KW - Realistic Mathematics Education KW - Vietnam KW - middle school KW - geometry Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13480 ER - TY - THES A1 - Busaman, Saofee T1 - Hyperequational theory for partial algebras T1 - Hyperequationale Theorie für partielle Algebren N2 - Our work goes in two directions. At first we want to transfer definitions, concepts and results of the theory of hyperidentities and solid varieties from the total to the partial case. (1) We prove that the operators chi^A_RNF and chi^E_RNF are only monotone and additive and we show that the sets of all fixed points of these operators are characterized only by three instead of four equivalent conditions for the case of closure operators. (2) We prove that V is n − SF-solid iff clone^SF V is free with respect to itself, freely generated by the independent set {[fi(x_1, . . . , x_n)]Id^SF_n V | i \in I}. (3) We prove that if V is n-fluid and ~V |P(V ) =~V −iso |P(V ) then V is kunsolid for k >= n (where P(V ) is the set of all V -proper hypersubstitutions of type \tau ). (4) We prove that a strong M-hyperquasi-equational theory is characterized by four equivalent conditions. The second direction of our work is to follow ideas which are typical for the partial case. (1) We characterize all minimal partial clones which are strongly solidifyable. (2)We define the operator Chi^A_Ph where Ph is a monoid of regular partial hypersubstitutions.Using this concept, we define the concept of a Phyp_R(\tau )-solid strong regular variety of partial algebras and we prove that a PHyp_R(\tau )-solid strong regular variety satisfies four equivalent conditions. KW - partial algebras KW - hyperequational theory Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-12048 ER - TY - THES A1 - Hohberger, Horst T1 - Semiclassical asymptotics for the scattering amplitude in the presence of focal points at infinity T1 - Semiklassische Asymptotik der Streuamplitude bei unendlich fernen Fokalpunkten N2 - We consider scattering in $\R^n$, $n\ge 2$, described by the Schr\"odinger operator $P(h)=-h^2\Delta+V$, where $V$ is a short-range potential. With the aid of Maslov theory, we give a geometrical formula for the semiclassical asymptotics as $h\to 0$ of the scattering amplitude $f(\omega_-,\omega_+;\lambda,h)$ $\omega_+\neq\omega_-$) which remains valid in the presence of focal points at infinity (caustics). Crucial for this analysis are precise estimates on the asymptotics of the classical phase trajectories and the relationship between caustics in euclidean phase space and caustics at infinity. N2 - Wir betrachten Streuung in $\R^n$, $n\ge 2$, beschrieben durch den Schr\"odinger operator $P(h)=-h^2\Delta+V$, wo $V$ ein kurzreichweitiges Potential ist. Mit Hilfe von Maslov Theorie erhalten wir eine geometrische Formel fuer die semiklassische Asymptotik ($h\to 0$) der Streuamplitude $f(\omega_-,\omega_+;\lambda,h)$ ($\omega_+\neq\omega_-$) welche auch bei Vorhandensein von Fokalpunkten bei Unendlich (Kaustiken) gueltig bleibt. KW - Mathematik KW - Physik KW - Streutheorie KW - Streuamplitude KW - Semiklassik KW - mathematics KW - physics KW - scattering theory KW - semiclassics KW - scattering amplitude Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-11574 ER - TY - GEN A1 - Dai Pra, Paolo A1 - Louis, Pierre-Yves A1 - Minelli, Ida T1 - Monotonicity and complete monotonicity for continuous-time Markov chains N2 - We analyze the notions of monotonicity and complete monotonicity for Markov Chains in continuous-time, taking values in a finite partially ordered set. Similarly to what happens in discrete-time, the two notions are not equivalent. However, we show that there are partially ordered sets for which monotonicity and complete monotonicity coincide in continuous time but not in discrete-time. N2 - Nous étudions les notions de monotonie et de monotonie complète pour les processus de Markov (ou chaînes de Markov à temps continu) prenant leurs valeurs dans un espace partiellement ordonné. Ces deux notions ne sont pas équivalentes, comme c'est le cas lorsque le temps est discret. Cependant, nous établissons que pour certains ensembles partiellement ordonnés, l'équivalence a lieu en temps continu bien que n'étant pas vraie en temps discret. KW - Stochastik KW - continuous time Markov Chains KW - poset KW - monotonicity KW - coupling Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7665 ER - TY - THES A1 - Rosenberger, Elke T1 - Asymptotic spectral analysis and tunnelling for a class of difference operators T1 - Asymptotische Spektralanalyse und Tunneleffekt für eine Klasse von Differenzen-Operatoren N2 - We analyze the asymptotic behavior in the limit epsilon to zero for a wide class of difference operators H_epsilon = T_epsilon + V_epsilon with underlying multi-well potential. They act on the square summable functions on the lattice (epsilon Z)^d. We start showing the validity of an harmonic approximation and construct WKB-solutions at the wells. Then we construct a Finslerian distance d induced by H and show that short integral curves are geodesics and d gives the rate for the exponential decay of Dirichlet eigenfunctions. In terms of this distance, we give sharp estimates for the interaction between the wells and construct the interaction matrix. N2 - Wir analysieren das asymptotische Verhalten im Grenzwert epsilon gegen null von einer weiten Klasse von Differenzen operatoren H_epsilon = T_epsilon + V_epsilon mit unterliegendem Potential. Sie wirken auf die quadrat-summierbaren Funktionen auf dem Gitter (epsilon Z)^d. Zunächst zeigen wir die Gültigkeit einer harmonischen Approximation und konstruieren WKB-Lösungen an den Töpfen. Dann konstruieren wir eine Finslersche Abstandsfunktion d, die durch H induziert wird und zeigen, daß kurze Integralkurven Geodäten sind und daß d die Rate des exponentiellen Abfallverhaltens von Dirichlet-Eigenfunktionen beschreibt. Bezügliche dieses Abstands geben wir scharfe Abschätzungen für die Wechselwirkung zwischen den Töpfen und konstruieren die Wechselwirkungs-Matrix. KW - Mathematische Physik KW - Operatortheorie KW - Generalized translation operator KW - Tunneleffekt KW - Spektraltheorie KW - Asymptotische Entwicklung KW - Semi-klasische Abschätzung KW - Finsler-Abstand KW - Pseudodifferentialoperatoren auf dem Torus KW - Kontinuumsgrenzwert KW - Differenzenoperator KW - tunneling KW - semi-classical spectral estimates KW - Finsler-distance KW - difference operator KW - scaled lattice Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7393 ER -