TY - INPR A1 - Nazaikinskii, Vladimir A1 - Sternin, Boris T1 - On surgery in elliptic theory N2 - We prove a general theorem on the behavior of the relative index under surgery for a wide class of Fredholm operators, including relative index theorems for elliptic operators due to Gromov-Lawson, Anghel, Teleman, Booß-Bavnbek-Wojciechowski, et al. as special cases. In conjunction with additional conditions (like symmetry conditions), this theorem permits one to compute the analytical index of a given operator. In particular, we obtain new index formulas for elliptic pseudodifferential operators and quantized canonical transformations on manifolds with conical singularities. T3 - Preprint - (2000) 22 KW - elliptic operators KW - index theory KW - surgery KW - relative index KW - manifold with singularities Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25873 ER - TY - INPR A1 - Rozenblum, G. T1 - On some analytical index formulas related to operator-valued symbols N2 - For several classes of pseudodifferential operators with operator-valued symbol analytic index formulas are found. The common feature is that uasual index formulas are not valid for these operators. Applications are given to pseudodifferential operators on singular manifolds. T3 - Preprint - (2000) 16 Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25811 ER - TY - INPR A1 - Gil, Juan B. A1 - Krainer, Thomas A1 - Mendoza, Gerardo A. T1 - On rays of minimal growth for elliptic cone operators N2 - We present an overview of some of our recent results on the existence of rays of minimal growth for elliptic cone operators and two new results concerning the necessity of certain conditions for the existence of such rays. T3 - Preprint - (2006) 02 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30064 ER - TY - INPR A1 - Levendorskii, Sergei Z. A1 - Boyarchenko, Svetlana I. T1 - On rational pricing of derivative securities for a familiy of non-Gaussian processes N2 - Linear and non-linear analogues of the Black-Scholes equation are derived when shocks can be described by a truncated Lévy process. A linear equation is derived under the perfect correlation assumption on returns for a derivative security and a stock, and its solutions for European put and call options are obtained. It is also shown that the solution violates the perfect correlation assumption unless a process is gaussian. Thus, for a family of truncated Lévy distributions, the perfect hedging is impossible even in the continuous time limit. A second linear analogue of the Black-Scholes equation is obtained by constructing a portfolio which eliminates fluctuations of the first order and assuming that the portfolio is risk-free; it is shown that this assumption fails unless a process is gaussian. It is shown that the di erence between solutions to the linear analogues of the Black-Scholes equations and solutions to the Black-Scholes equations are sizable. The equations and solutions can be written in a discretized approximate form which uses an observed probability distribution only. Non-linear analogues for the Black-Scholes equation are derived from the non-arbitrage condition, and approximate formulas for solutions of these equations are suggested. Assuming that a linear generalization of the Black-Scholes equation holds, we derive an explicit pricing formula for the perpetual American put option and produce numerical results which show that the difference between our result and the classical Merton's formula obtained for gaussian processes can be substantial. Our formula uses an observed distribution density, under very weak assumptions on the latter. T3 - Preprint - (1998) 07 Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25196 ER - TY - INPR A1 - Karp, Lavi T1 - On null quadrature domains N2 - The characterization of null quadrature domains in Rn (n ≥ 3) has been an open problem throughout the past two and a half decades. A substantial contribution was done by Friedman and Sakai [10]; they showed that if the complement is bounded, then null quadrature domains are exactly the complement of ellip- soids. The first result with unbounded complements appeared in [15], there it is assumed the complement is contained in an infinitely cylinder. The aim of this paper is to show the relation between null quadrature domains and Newton's theorem on the gravitational force induced by homogeneous homoeoidal ellipsoids. We also succeed to make progress in the classification problem and we show that if the boundary of null quadrature domain is contained in a strip and the complement satisfies a certain capacity condition at infinity, then it must be a half-space or a complement of a strip. In addition, we present a Phragm¶en-Lindelöf type theorem which seems to be forgotten in the literature. T3 - Preprint - (2006) 15 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30156 ER - TY - INPR A1 - Shlapunov, Alexander T1 - On Iterations of double layer potentials N2 - We prove the existence of Hp(D)-limit of iterations of double layer potentials constructed with the use of Hodge parametrix on a smooth compact manifold X, D being an open connected subset of X. This limit gives us an orthogonal projection from Sobolev space Hp(D) to a closed subspace of Hp(D)-solutions of an elliptic operator P of order p ≥ 1. Using this result we obtain formulae for Sobolev solutions to the equation Pu = f in D whenever these solutions exist. This representation involves the sum of a series whose terms are iterations of double layer potentials. Similar regularization is constructed also for a P-Neumann problem in D. T3 - Preprint - (2000) 02 Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25687 ER - TY - INPR A1 - Fedosov, Boris A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - On index theorem for symplectic orbifolds N2 - We give an explicit construction of the trace on the algebra of quantum observables on a symplectic orbifold and propose an index formula. T3 - Preprint - (2003) 07 KW - star product KW - symmetry group KW - G-trace KW - G-index Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26550 ER - TY - INPR A1 - Pfäffle, Frank A1 - Stephan, Christoph A. T1 - On gravity, torsion and the spectral action principle N2 - We consider compact Riemannian spin manifolds without boundary equipped with orthogonal connections. We investigate the induced Dirac operators and the associated commutative spectral triples. In case of dimension four and totally anti-symmetric torsion we compute the Chamseddine-Connes spectral action, deduce the equations of motions and discuss critical points. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 1(2012)16 Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-59989 SN - 2193-6943 ER - TY - GEN A1 - Roelly, Sylvie A1 - Dereudre, David T1 - On Gibbsianness of infinite-dimensional diffusions N2 - The authors analyse different Gibbsian properties of interactive Brownian diffusions X indexed by the d-dimensional lattice. In the first part of the paper, these processes are characterized as Gibbs states on path spaces. In the second part of the paper, they study the Gibbsian character on R^{Z^d} of the law at time t of the infinite-dimensional diffusion X(t), when the initial law is Gibbsian. AMS Classifications: 60G15 , 60G60 , 60H10 , 60J60 KW - infinite-dimensional Brownian diffusion KW - Gibbs field KW - cluster expansion Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6692 ER - TY - BOOK A1 - Dereudre, David A1 - Roelly, Sylvie T1 - On Gibbsianness of infinite-dimensional diffusions N2 - We analyse different Gibbsian properties of interactive Brownian diffusions X indexed by the lattice $Z^{d} : X = (X_{i}(t), i ∈ Z^{d}, t ∈ [0, T], 0 < T < +∞)$. In a first part, these processes are characterized as Gibbs states on path spaces of the form $C([0, T],R)Z^{d}$. In a second part, we study the Gibbsian character on $R^{Z}^{d}$ of $v^{t}$, the law at time t of the infinite-dimensional diffusion X(t), when the initial law $v = v^{0}$ is Gibbsian. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2004, 01 KW - infinite-dimensional Brownian diffusion KW - Gibbs field KW - cluster expansion Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-52630 ER - TY - INPR A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Sternin, Boris A1 - Shatalov, Victor T1 - On general boundary value problems for elliptic equations N2 - We construct a theory of general boundary value problems for differential operators whose symbols do not necessarily satisfy the Atiyah-Bott condition [3] of vanishing of the corresponding obstruction. A condition for these problems to be Fredholm is introduced and the corresponding finiteness theorems are proved. T3 - Preprint - (1997) 35 KW - elliptic boundary value problems KW - Atiyah-Bott condition KW - Calderón projections KW - Cauchy Riemann operator KW - Euler operator Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25138 ER - TY - INPR A1 - Chen, Hua A1 - Wu, Shaohua T1 - On existence of solutions for some hyperbolic-parabolic type chemotaxis systems N2 - In this paper, we discuss the local and global existence of week solutions for some hyperbolic-parabolic systems modelling chemotaxis. T3 - Preprint - (2006) 04 KW - Hyperbolic-parabolic system KW - KS model KW - Chemotaxis Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30082 ER - TY - JOUR A1 - Khachatryan, Linda A1 - Nahapetian, Boris T1 - On direct and inverse problems in the description of lattice random fields JF - Lectures in pure and applied mathematics KW - random point processes KW - statistical mechanics KW - stochastic analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472083 SN - 978-3-86956-485-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 6 SP - 107 EP - 116 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Shlapunov, Alexander A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - On completeness of root functions of Sturm-Liouville problems with discontinuous boundary operators N2 - We consider a Sturm-Liouville boundary value problem in a bounded domain D of R^n. By this is meant that the differential equation is given by a second order elliptic operator of divergent form in D and the boundary conditions are of Robin type on bD. The first order term of the boundary operator is the oblique derivative whose coefficients bear discontinuities of the first kind. Applying the method of weak perturbation of compact self-adjoint operators and the method of rays of minimal growth, we prove the completeness of root functions related to the boundary value problem in Lebesgue and Sobolev spaces of various types. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 1(2012)11 KW - Sturm-Liouville problems KW - discontinuous Robin condition KW - root functions KW - Lipschitz domains Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-57759 SN - 2193-6943 ER - TY - INPR A1 - Egorov, Yu. A1 - Kondratiev, V. A1 - Schulze, Bert-Wolfgang T1 - On completeness of eigenfunctions of an elliptic operator on a manifold with conical points N2 - Contents: 1 Introduction 2 Definitions 3 Rays of minimal growth 4 Completeness of root functions T3 - Preprint - (2001) 04 Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25937 ER - TY - INPR A1 - Yin, Yang A1 - Hua, Chen T1 - On chemotaxis systems with saturation growth N2 - In this paper, we discuss the global existence of solutions for Chemotaxis models with saturation growth. If the coe±cients of the equations are all positive smooth T-periodic functions, then the problem has a positive T-periodic solution, and meanwhile we discuss here the stability problems for the T-periodic solutions. T3 - Preprint - (2007) 04 KW - Saturation model KW - Chemotaxis KW - global solution KW - asymptotic stable Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30254 ER - TY - INPR A1 - Nacinovich, Mauro A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - On carleman formulas for the dolbeault cohomology N2 - We discuss the Cauchy problem for the Dolbeault cohomology in a domain of C n with data on a part of the boundary. In this setting we introduce the concept of a Carleman function which proves useful in the study of uniqueness. Apart from an abstract framework we show explicit Carleman formulas for the Dolbeault cohomology. T3 - Preprint - (1998) 10 KW - ∂-operator KW - cohomology KW - integral formulas Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25224 ER - TY - INPR A1 - Läuter, Henning T1 - On approximate likelihood in survival models N2 - We give a common frame for different estimates in survival models. For models with nuisance parameters we approximate the profile likelihood and find estimates especially for the proportional hazard model. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2006, 04 KW - Approximate likelihood KW - profile likelihood KW - propor-tional hazard mode Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51615 ER - TY - GEN A1 - Reich, Sebastian T1 - On an existence and uniqueness theory for nonlinear differential-algebraic equations N2 - An existence and uniqueness theory is developed for general nonlinear and nonautonomous differential-algebraic equations (DAEs) by exploiting their underlying differential-geometric structure. A DAE is called regular if there is a unique nonautonomous vector field such that the solutions of the DAE and the solutions of the vector field are in one-to-one correspondence. Sufficient conditions for regularity of a DAE are derived in terms of constrained manifolds. Based on this differential-geometric characterization, existence and uniqueness results are stated for regular DAEs. Furthermore, our not ons are compared with techniques frequently used in the literature such as index and solvability. The results are illustrated in detail by means of a simple circuit example. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 158 Y1 - 1991 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-46706 ER - TY - JOUR A1 - Mazzonetto, Sara T1 - On an approximation of 2-D stochastic Navier-Stokes equations JF - Lectures in pure and applied mathematics KW - random point processes KW - statistical mechanics KW - stochastic analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472053 SN - 978-3-86956-485-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 6 SP - 87 EP - 96 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Fedosov, B. T1 - On a spectral theorem for deformation quantization N2 - We give a construction of an eigenstate for a non-critical level of the Hamiltonian function, and investigate the contribution of Morse critical points to the spectral decomposition. We compare the rigorous result with the series obtained by a perturbation theory. As an example the relation to the spectral asymptotics is discussed. T3 - Preprint - (2006) 16 KW - star-product KW - WKB method KW - spectral theorem Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30161 ER - TY - INPR A1 - Schulze, Bert-Wolfgang T1 - On a paper of Krupchyk, Tarkhanov, and Tuomela T3 - Preprint - (2008) 05 Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30325 ER - TY - INPR A1 - Paneah, Boris T1 - On a new problem in integral geometry related to boundary problems for partial differential equations N2 - Contents: 1 Introduction 2 Statement of the problem and definitions 3 The main results 4 Proof of theorem 2 4.1 Reduction of problem (2) to functional - integral equations 4.2 The uniqueness of a solution of equation (2) 4.3 The existence of a solution of equation (2) 5 Proof of theorem 1 6 Proof of theorem 3 7 First boundary problem for hyperbolic differential equations 7.1 Statement of the problem 7.2 The formulation of the result and a sketch of the proof T3 - Preprint - (2001) 25 Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26089 ER - TY - INPR A1 - Hovhannisyan, A. H. A1 - Schulze, Bert-Wolfgang T1 - On a method for solution of the ordinary differential equations connected with Huygens' equations T3 - Preprint - (2010) 01 Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-45381 ER - TY - INPR A1 - Jaiani, George T1 - On a mathematical model of a bar with variable rectangular cross-section N2 - Generalizing an idea of I. Vekua [1] who, in order to construct theory of plates and shells, fields of displacements, strains and stresses of threedimensional theory of linear elasticity expands into the orthogonal Fourier-series by Legendre Polynomials with respect to the variable along thickness, and then leaves only first N + 1, N = 0, 1, ..., terms, in the bar model under consideration all above quantities have been expanded into orthogonal double Fourier-series by Legendre Polynomials with respect to the variables along thickness, and width of the bar, and then first (Nsub(3) + 1)(Nsub(2) + 1), Nsub(3), Nsub(2) = 0, 1,..., terms have been left. This case will be called (Nsub(3), Nsub(2)) approximation. Both in general (Nsub(3), Nsub(2)) and in particular (0,0) (1,0) cases of approximation, the question of wellposedness of initial and boundary value problems, existence and uniqueness of solutions have been investigated. The cases when variable cross-section turns into segments of straight line, and points have been also considered. Such bars will be called cusped bars (see also [2]). T3 - Preprint - (1998) 21 KW - bar with variable cross-section KW - cusped bar KW - elastic bar Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25347 ER - TY - GEN A1 - Reich, Sebastian T1 - On a geometrical interpretation of differential-algebraic equations N2 - The subject of this paper is the relation of differential-algebraic equations (DAEs) to vector fields on manifolds. For that reason, we introduce the notion of a regular DAE as a DAE to which a vector field uniquely corresponds. Furthermore, a technique is described which yields a family of manifolds for a given DAE. This socalled family of constraint manifolds allows in turn the formulation of sufficient conditions for the regularity of a DAE. and the definition of the index of a regular DAE. We also state a method for the reduction of higher-index DAEs to lowsr-index ones that can be solved without introducing additional constants of integration. Finally, the notion of realizability of a given vector field by a regular DAE is introduced, and it is shown that any vector field can be realized by a regular DAE. Throughout this paper the problem of path-tracing is discussed as an illustration of the mathematical phenomena. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - paper 157 Y1 - 1990 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-46683 ER - TY - JOUR A1 - Houdebert, Pierre T1 - Numerical study for the phase transition of the area-interaction model JF - Lectures in pure and applied mathematics KW - random point processes KW - statistical mechanics KW - stochastic analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472177 SN - 978-3-86956-485-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 6 SP - 165 EP - 174 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Alsaedy, Ammar A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Normally solvable nonlinear boundary value problems N2 - We study a boundary value problem for an overdetermined elliptic system of nonlinear first order differential equations with linear boundary operators. Such a problem is solvable for a small set of data, and so we pass to its variational formulation which consists in minimising the discrepancy. The Euler-Lagrange equations for the variational problem are far-reaching analogues of the classical Laplace equation. Within the framework of Euler-Lagrange equations we specify an operator on the boundary whose zero set consists precisely of those boundary data for which the initial problem is solvable. The construction of such operator has much in common with that of the familiar Dirichlet to Neumann operator. In the case of linear problems we establish complete results. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 2(2013)11 KW - Nonlinear Laplace operator KW - boundary value problem KW - Dirichlet to Neumann operator Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-65077 SN - 2193-6943 ER - TY - INPR A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Sternin, Boris A1 - Shatalov, Victor T1 - Nonstationary problems for equations of Borel-Fuchs type N2 - In the paper, the nonstationary problems for equations of Borel-Fuchs type are investigated. The asymptotic expansion are obtained for different orders of degeneration of operators in question. The approach to nonstationary problems based on the asymptotic theory on abstract algebras is worked out. T3 - Preprint - (1997) 11 Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-24973 ER - TY - INPR A1 - Läuter, Henning A1 - Liero, Hannelore T1 - Nonparametric estimation and testing in survival models N2 - The aim of this paper is to demonstrate that nonparametric smoothing methods for estimating functions can be an useful tool in the analysis of life time data. After stating some basic notations we will present a data example. Applying standard parametric methods to these data we will see that this approach fails - basic features of the underlying functions are not reflected by their estimates. Our proposal is to use nonparametric estimation methods. These methods are explained in section 2. Nonparametric approaches are better in the sense that they are more flexible, and misspecifications of the model are avoided. But, parametric models have the advantage that the parameters can be interpreted. So, finally, we will formulate a test procedure to check whether a parametric or a nonparametric model is appropriate. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2004, 05 Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51586 ER - TY - INPR A1 - Schrohe, Elmar T1 - Noncommutative residues, Dixmier's Trace, and heat trace expansions on manifolds with boundary N2 - For manifolds with boundary, we define an extension of Wodzicki's noncommutative residue to boundary value problems in Boutet de Monvel's calculus. We show that this residue can be recovered with the help of heat kernel expansions and explore its relation to Dixmier's trace. T3 - Preprint - (1999) 13 Y1 - 1999 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25486 ER - TY - JOUR A1 - Piatnitski, Andrey A1 - Zhizhina, Elena T1 - Non-local convolution type parabolic equations with fractional and regular time derivative JF - Lectures in pure and applied mathematics KW - random point processes KW - statistical mechanics KW - stochastic analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472024 SN - 978-3-86956-485-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 6 SP - 65 EP - 67 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Gehring, Penelope T1 - Non-local boundary conditions for the spin Dirac operator on spacetimes with timelike boundary T1 - Nicht-lokale Randbedingungen für den spinorialen Dirac-Operator auf Raumzeiten mit zeitartigen Rand N2 - Non-local boundary conditions – for example the Atiyah–Patodi–Singer (APS) conditions – for Dirac operators on Riemannian manifolds are rather well-understood, while not much is known for such operators on Lorentzian manifolds. Recently, Bär and Strohmaier [15] and Drago, Große, and Murro [27] introduced APS-like conditions for the spin Dirac operator on Lorentzian manifolds with spacelike and timelike boundary, respectively. While Bär and Strohmaier [15] showed the Fredholmness of the Dirac operator with these boundary conditions, Drago, Große, and Murro [27] proved the well-posedness of the corresponding initial boundary value problem under certain geometric assumptions. In this thesis, we will follow the footsteps of the latter authors and discuss whether the APS-like conditions for Dirac operators on Lorentzian manifolds with timelike boundary can be replaced by more general conditions such that the associated initial boundary value problems are still wellposed. We consider boundary conditions that are local in time and non-local in the spatial directions. More precisely, we use the spacetime foliation arising from the Cauchy temporal function and split the Dirac operator along this foliation. This gives rise to a family of elliptic operators each acting on spinors of the spin bundle over the corresponding timeslice. The theory of elliptic operators then ensures that we can find families of non-local boundary conditions with respect to this family of operators. Proceeding, we use such a family of boundary conditions to define a Lorentzian boundary condition on the whole timelike boundary. By analyzing the properties of the Lorentzian boundary conditions, we then find sufficient conditions on the family of non-local boundary conditions that lead to the well-posedness of the corresponding Cauchy problems. The well-posedness itself will then be proven by using classical tools including energy estimates and approximation by solutions of the regularized problems. Moreover, we use this theory to construct explicit boundary conditions for the Lorentzian Dirac operator. More precisely, we will discuss two examples of boundary conditions – the analogue of the Atiyah–Patodi–Singer and the chirality conditions, respectively, in our setting. For doing this, we will have a closer look at the theory of non-local boundary conditions for elliptic operators and analyze the requirements on the family of non-local boundary conditions for these specific examples. N2 - Über nicht-lokale Randbedingungen – zum Beispiel dieAtiyah–Patodi–Singer (APS)-Bedingungen – für Dirac Operatoren auf Riemannschen Mannigfaltigkeiten ist recht viel bekannt, während für die hyperbolischen Dirac Operatoren auf Lorentz-Mannigfaltigkeiten dies noch nicht der Fall ist. Kürzlich haben Bär und Strohmaier [15] und Drago, Große und Murro [27] APS-ähnliche Bedingungen für den Spin Dirac Operator auf Lorentz-Mannigfaltigkeiten mit raumartigen bzw. zeitartigen Rand eingeführt. Während Bär und Strohmaier [15] zeigten, dass der Dirac Operator mit diesen Randbedingungen Fredholm ist, bewiesen Drago, Große und Murro [27] die Wohlgestelltheit des entsprechenden Anfangsrandwertproblems unter bestimmten geometrischen Annahmen. In dieser Arbeit werden wir in die Fußstapfen der letztgenannten Autoren treten und diskutieren, ob die APS-ähnlichen Bedingungen für Dirac Operatoren auf Lorentz-Mannigfaltigkeiten mit zeitartigen Rand durch allgemeinere Bedingungen ersetzt werden können, sodass die zugehörigen Anfangsrandwertprobleme immer noch wohlgestellt sind. Wir betrachten Randbedingungen, die in der Zeit lokal und in den Raumrichtungen nicht-lokal sind. Genauer gesagt verwenden wir die Raumzeitblätterung, die sich aus der Cauchy Zeitfunktion ergibt, und spalten den Dirac Operator entlang dieser Foliation auf. Daraus ergibt sich eine Familie elliptischer Operatoren, die jeweils auf Spinoren des Spinbündels über den entsprechenden Zeitschnitt wirken. Die Theorie der elliptischen Operatoren stellt dann sicher, dass wir Familien von nichtlokalen Randbedingungen bezüglich dieser Familie von Operatoren finden können. Im weiteren Verlauf verwenden wir solche Familien von Randbedingungen, um eine Lorentzsche Randbedingung auf dem gesamten zeitartigen Rand zu definieren. Durch das Analysieren der Lorentzschen Randbedingungen finden wir dann hinreichende Bedingungen für die Familie der nicht-lokalen Randbedingungen, die zur Wohlgestelltheit der entsprechenden Cauchy-Probleme führen. Die Wohlgestelltheit selbst wird dann mit Hilfe klassischer Methoden bewiesen, einschließlich Energieabschätzungen und Annäherung durch Lösungen der regularisierten Probleme. Außerdem verwenden wir diese Theorie, um explizite Randbedingungen für den Lorentzschen Dirac Operator zu konstruieren. Genauer gesagt werden wir zwei Beispiele für Randbedingungen diskutieren - das Analogon der Atiyah-Patodi-Singer- bzw. Chiralitäts-Bedingungen für unseren Fall. Dazu werden wir uns die Theorie der nicht-lokalen Randbedingungen für elliptische Operatoren genauer ansehen und die Anforderungen an die Familie der nicht-lokalen Randbedingungen für diese Beispiele analysieren. KW - Dirac operator KW - Diracoperator KW - spacetimes with timelike boundary KW - Raumzeiten mit zeitartigen Rand KW - boundary conditions KW - Randbedingungen KW - initial boundary value problem KW - Anfangsrandwertproblem Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-577755 ER - TY - INPR A1 - Fedosov, Boris T1 - Non-Abelian reduction in deformation quantization N2 - We consider a G-invariant star-product algebra A on a symplectic manifold (M,ω) obtained by a canonical construction of deformation quantization. Under assumptions of the classical Marsden-Weinstein theorem we define a reduction of the algebra A with respect to the G-action. The reduced algebra turns out to be isomorphic to a canonical star-product algebra on the reduced phase space B. In other words, we show that the reduction commutes with the canonical G-invariant deformation quantization. A similar statement in the framework of geometric quantization is known as the Guillemin-Sternberg conjecture (by now completely proved). T3 - Preprint - (1997) 26 KW - deformation quantization KW - Hamiltonian group action KW - moment map KW - classical and quantum reduction Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25101 ER - TY - THES A1 - Etzold, Heiko T1 - Neue Zugänge zum Winkelbegriff T1 - New Ways to the Angle Concept BT - Fachdidaktische Entwicklungsforschung zur Ausbildung des Winkelfeldbegriffs bei Schülerinnen und Schülern der vierten Klassenstufe N2 - Die Vielfältigkeit des Winkelbegriffs ist gleichermaßen spannend wie herausfordernd in Hinblick auf seine Zugänge im Mathematikunterricht der Schule. Ausgehend von verschiedenen Vorstellungen zum Winkelbegriff wird in dieser Arbeit ein Lehrgang zur Vermittlung des Winkelbegriffs entwickelt und letztlich in konkrete Umsetzungen für den Schulunterricht überführt. Dabei erfolgt zunächst eine stoffdidaktische Auseinandersetzung mit dem Winkelbegriff, die von einer informationstheoretischen Winkeldefinition begleitet wird. In dieser wird eine Definition für den Winkelbegriff unter der Fragestellung entwickelt, welche Informationen man über einen Winkel benötigt, um ihn beschreiben zu können. So können die in der fachdidaktischen Literatur auftretenden Winkelvorstellungen aus fachmathematischer Perspektive erneut abgeleitet und validiert werden. Parallel dazu wird ein Verfahren beschrieben, wie Winkel – auch unter dynamischen Aspekten – informationstechnisch verarbeitet werden können, so dass Schlussfolgerungen aus der informationstheoretischen Winkeldefinition beispielsweise in dynamischen Geometriesystemen zur Verfügung stehen. Unter dem Gesichtspunkt, wie eine Abstraktion des Winkelbegriffs im Mathematikunterricht vonstatten gehen kann, werden die Grundvorstellungsidee sowie die Lehrstrategie des Aufsteigens vom Abstrakten zum Konkreten miteinander in Beziehung gesetzt. Aus der Verknüpfung der beiden Theorien wird ein grundsätzlicher Weg abgeleitet, wie im Rahmen der Lehrstrategie eine Ausgangsabstraktion zu einzelnen Winkelaspekten aufgebaut werden kann, was die Generierung von Grundvorstellungen zu den Bestandteilen des jeweiligen Winkelaspekts und zum Operieren mit diesen Begriffsbestandteilen ermöglichen soll. Hierfür wird die Lehrstrategie angepasst, um insbesondere den Übergang von Winkelsituationen zu Winkelkontexten zu realisieren. Explizit für den Aspekt des Winkelfeldes werden, anhand der Untersuchung der Sichtfelder von Tieren, Lernhandlungen und Forderungen an ein Lernmodell beschrieben, die Schülerinnen und Schüler bei der Begriffsaneignung unterstützen. Die Tätigkeitstheorie, der die genannte Lehrstrategie zuzuordnen ist, zieht sich als roter Faden durch die weitere Arbeit, wenn nun theoriebasiert Designprinzipien generiert werden, die in die Entwicklung einer interaktiven Lernumgebung münden. Hierzu wird u. a. das Modell der Artifact-Centric Activity Theory genutzt, das das Beziehungsgefüge aus Schülerinnen und Schülern, dem mathematischen Gegenstand und einer zu entwickelnden App als vermittelndes Medium beschreibt, wobei der Einsatz der App im Unterrichtskontext sowie deren regelgeleitete Entwicklung Bestandteil des Modells sind. Gemäß dem Ansatz der Fachdidaktischen Entwicklungsforschung wird die Lernumgebung anschließend in mehreren Zyklen erprobt, evaluiert und überarbeitet. Dabei wird ein qualitatives Setting angewandt, das sich der Semiotischen Vermittlung bedient und untersucht, inwiefern sich die Qualität der von den Schülerinnen und Schülern gezeigten Lernhandlungen durch die Designprinzipien und deren Umsetzung erklären lässt. Am Ende der Arbeit stehen eine finale Version der Designprinzipien und eine sich daraus ergebende Lernumgebung zur Einführung des Winkelfeldbegriffs in der vierten Klassenstufe. N2 - The diversity of the concept »angle« can be both exciting and challenging when looking at how to access it in mathematics education in schools. In this thesis, based on different ideas of the angle concept, a training course for conveying the concept will be developed and translated into concrete implementations for school teaching. First, there will be a didactical subject matter discussion of the angle concept, which will be accompanied by an angle definition from information theory. Through the didactical subject matter discussion, a definition for the angle concept will be developed which is guided by the question of what kind of information about an angle is needed in order to describe it. This way, the diverse ideas of the angle concept discussed in mathematics didactics literature can be once again derived and validated from a mathematical point of view. In parallel, a method will be described of how an angle - even one with dynamic aspects - can be handled in terms of information technology, so that conclusions can be drawn from a definition from information theory for dynamic geometry environments for instance. Considering how abstraction of the angle concept can take place in mathematics education, the Idea of Grundvorstellungen will then be connected to the structural principle of the Ascent From the Abstract to the Concrete. Based on the connection of these two theories, a training course will be developed that aims to construct an initial abstract of certain aspects of the angle concept which, in turn, aims at enabling the generating of Grundvorstellungen towards components of the angle concept and at operating with it. For this, the structural principle will be adapted – specifically to realize the transition from angle situations to angle contexts. For one aspect, the angular field, there will be a description of learning actions and demands on a learning model that supports students’ concept acquisition. The angular field, in this step, will be represented by vision fields of animals. Activity theory, on which the structural principle is based, depicts the recurring theme throughout this thesis when generating design principles that lead towards the development of an interactive learning environment. For this, the Artifact-Centric Activity Theory model will be used in order to describe connections between students, the mathematical topic and the to-be-created app. The use of the app in classroom situations, as well as its rule-governed development, are components of the model. Following a Design-Based Research approach, this learning environment will then go through several cycles of test, evaluation and revision. For this purpose, a qualitative setting will be applied using Semiotic Mediation. It will be used to investigate how far design principles, as well as their implementation, impacts on the quality of student’s learning actions. As an outcome of this thesis, a final version of the design principles and an ensuing learning environment that introduces the concept of »angular field« in grade four teaching will be created. KW - Winkel KW - Tätigkeitstheorie KW - Digitale Werkzeuge KW - Digital Tools KW - Activity Theory KW - Angle Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-504187 ER - TY - INPR A1 - Mera, Azal A1 - Shlapunov, Alexander A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Navier-Stokes equations for elliptic complexes N2 - We continue our study of invariant forms of the classical equations of mathematical physics, such as the Maxwell equations or the Lamé system, on manifold with boundary. To this end we interpret them in terms of the de Rham complex at a certain step. On using the structure of the complex we get an insight to predict a degeneracy deeply encoded in the equations. In the present paper we develop an invariant approach to the classical Navier-Stokes equations. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 4 (2015)12 KW - Navier-Stokes equations KW - classical solution Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-85592 SN - 2193-6943 VL - 4 IS - 12 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam 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 - INPR A1 - Liu, Weian T1 - Monotone method for nonlocal systems of first order N2 - In this paper, the monotone method is extended to the initial-boundary value problems of nonlocal PDE system of first order, both quasi-monotone and non-monotone. A comparison principle is established, and a monotone scheme is given. T3 - Preprint - (2005) 05 KW - System of nonlocal PDE of first order KW - comparison principle KW - monotone method Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-29791 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 - INPR A1 - Fedosov, Boris T1 - Moduli spaces and deformation quantization in infinite dimensions N2 - We construct a deformation quantization on an infinite-dimensional symplectic space of regular connections on an SU(2)-bundle over a Riemannian surface of genus g ≥ 2. The construction is based on the normal form thoerem representing the space of connections as a fibration over a finite-dimensional moduli space of flat connections whose fibre is a cotangent bundle of the infinite-dimensional gauge group. We study the reduction with respect to the gauge groupe both for classical and quantum cases and show that our quantization commutes with reduction. T3 - Preprint - (1998) 27 KW - moduli space of flat connections KW - gauge group KW - star-product KW - Weyl algebras bundle KW - symplectic reduction Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25396 ER - TY - INPR A1 - Pornsawad, Pornsarp A1 - Böckmann, Christine T1 - Modified iterative Runge-Kutta-type methods for nonlinear ill-posed problems N2 - This work is devoted to the convergence analysis of a modified Runge-Kutta-type iterative regularization method for solving nonlinear ill-posed problems under a priori and a posteriori stopping rules. The convergence rate results of the proposed method can be obtained under Hölder-type source-wise condition if the Fréchet derivative is properly scaled and locally Lipschitz continuous. Numerical results are achieved by using the Levenberg-Marquardt and Radau methods. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 3 (2014) 7 KW - ill-posed problems KW - Runge-Kutta methods KW - regularization methods KW - Hölder-type source condition KW - stopping rules Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70834 SN - 2193-6943 VL - 3 IS - 7 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Wichitsa-nguan, Korakot T1 - Modifications and extensions of the logistic regression and Cox model T1 - Modifikationen und Erweiterungen des logistischen Regressionsmodells und des Cox-Modells N2 - In many statistical applications, the aim is to model the relationship between covariates and some outcomes. A choice of the appropriate model depends on the outcome and the research objectives, such as linear models for continuous outcomes, logistic models for binary outcomes and the Cox model for time-to-event data. In epidemiological, medical, biological, societal and economic studies, the logistic regression is widely used to describe the relationship between a response variable as binary outcome and explanatory variables as a set of covariates. However, epidemiologic cohort studies are quite expensive regarding data management since following up a large number of individuals takes long time. Therefore, the case-cohort design is applied to reduce cost and time for data collection. The case-cohort sampling collects a small random sample from the entire cohort, which is called subcohort. The advantage of this design is that the covariate and follow-up data are recorded only on the subcohort and all cases (all members of the cohort who develop the event of interest during the follow-up process). In this thesis, we investigate the estimation in the logistic model for case-cohort design. First, a model with a binary response and a binary covariate is considered. The maximum likelihood estimator (MLE) is described and its asymptotic properties are established. An estimator for the asymptotic variance of the estimator based on the maximum likelihood approach is proposed; this estimator differs slightly from the estimator introduced by Prentice (1986). Simulation results for several proportions of the subcohort show that the proposed estimator gives lower empirical bias and empirical variance than Prentice's estimator. Then the MLE in the logistic regression with discrete covariate under case-cohort design is studied. Here the approach of the binary covariate model is extended. Proving asymptotic normality of estimators, standard errors for the estimators can be derived. The simulation study demonstrates the estimation procedure of the logistic regression model with a one-dimensional discrete covariate. Simulation results for several proportions of the subcohort and different choices of the underlying parameters indicate that the estimator developed here performs reasonably well. Moreover, the comparison between theoretical values and simulation results of the asymptotic variance of estimator is presented. Clearly, the logistic regression is sufficient for the binary outcome refers to be available for all subjects and for a fixed time interval. Nevertheless, in practice, the observations in clinical trials are frequently collected for different time periods and subjects may drop out or relapse from other causes during follow-up. Hence, the logistic regression is not appropriate for incomplete follow-up data; for example, an individual drops out of the study before the end of data collection or an individual has not occurred the event of interest for the duration of the study. These observations are called censored observations. The survival analysis is necessary to solve these problems. Moreover, the time to the occurence of the event of interest is taken into account. The Cox model has been widely used in survival analysis, which can effectively handle the censored data. Cox (1972) proposed the model which is focused on the hazard function. The Cox model is assumed to be λ(t|x) = λ0(t) exp(β^Tx) where λ0(t) is an unspecified baseline hazard at time t and X is the vector of covariates, β is a p-dimensional vector of coefficient. In this thesis, the Cox model is considered under the view point of experimental design. The estimability of the parameter β0 in the Cox model, where β0 denotes the true value of β, and the choice of optimal covariates are investigated. We give new representations of the observed information matrix In(β) and extend results for the Cox model of Andersen and Gill (1982). In this way conditions for the estimability of β0 are formulated. Under some regularity conditions, ∑ is the inverse of the asymptotic variance matrix of the MPLE of β0 in the Cox model and then some properties of the asymptotic variance matrix of the MPLE are highlighted. Based on the results of asymptotic estimability, the calculation of local optimal covariates is considered and shown in examples. In a sensitivity analysis, the efficiency of given covariates is calculated. For neighborhoods of the exponential models, the efficiencies have then been found. It is appeared that for fixed parameters β0, the efficiencies do not change very much for different baseline hazard functions. Some proposals for applicable optimal covariates and a calculation procedure for finding optimal covariates are discussed. Furthermore, the extension of the Cox model where time-dependent coefficient are allowed, is investigated. In this situation, the maximum local partial likelihood estimator for estimating the coefficient function β(·) is described. Based on this estimator, we formulate a new test procedure for testing, whether a one-dimensional coefficient function β(·) has a prespecified parametric form, say β(·; ϑ). The score function derived from the local constant partial likelihood function at d distinct grid points is considered. It is shown that the distribution of the properly standardized quadratic form of this d-dimensional vector under the null hypothesis tends to a Chi-squared distribution. Moreover, the limit statement remains true when replacing the unknown ϑ0 by the MPLE in the hypothetical model and an asymptotic α-test is given by the quantiles or p-values of the limiting Chi-squared distribution. Finally, we propose a bootstrap version of this test. The bootstrap test is only defined for the special case of testing whether the coefficient function is constant. A simulation study illustrates the behavior of the bootstrap test under the null hypothesis and a special alternative. It gives quite good results for the chosen underlying model. References P. K. Andersen and R. D. Gill. Cox's regression model for counting processes: a large samplestudy. Ann. Statist., 10(4):1100{1120, 1982. D. R. Cox. Regression models and life-tables. J. Roy. Statist. Soc. Ser. B, 34:187{220, 1972. R. L. Prentice. A case-cohort design for epidemiologic cohort studies and disease prevention trials. Biometrika, 73(1):1{11, 1986. N2 - In vielen statistischen Anwendungen besteht die Aufgabe darin, die Beziehung zwischen Einflussgrößen und einer Zielgröße zu modellieren. Die Wahl eines geeigneten Modells hängt vom Typ der Zielgröße und vom Ziel der Untersuchung ab - während lineare Modelle für die Beschreibung des Zusammenhanges stetiger Outputs und Einflussgrößen genutzt werden, dienen logistische Regressionsmodelle zur Modellierung binärer Zielgrößen und das Cox-Modell zur Modellierung von Lebendauer-Daten. In epidemiologischen, medizinischen, biologischen, sozialen und ökonomischen Studien wird oftmals die logistische Regression angewendet, um den Zusammenhang zwischen einer binären Zielgröße und den erklärenden Variablen, den Kovariaten, zu modellieren. In epidemiologischen Studien muss häufig eine große Anzahl von Individuen für eine lange Zeit beobachtet werden. Um hierbei Kosten zu reduzieren, wird ein "Case-Cohort-Design" angewendet. Hierbei werden die Einflussgrößen nur für die Individuen erfasst, für die das interessierende Ereignis eintritt, und für eine zufällig gewählte kleine Teilmenge von Individuen, die Subkohorte. In der vorliegenden Arbeit wird das Schätzen im logistischen Regressionsmodell unter Case-Cohort-Design betrachtet. Für den Fall, dass auch die Kovariate binär ist, wurde bereits von Prentice (1986) die asymptotische Normalität des Maximum-Likelihood-Schätzers für den Logarithmus des "odds ratio", einen Parameter, der den Effekt der Kovariate charakterisiert, angegeben. In dieser Arbeit wird über einen Maximum-Likelihood-Zugang ein Schätzer für die Varianz der Grenzverteilung hergeleitet, für den durch empirische Untersuchungen gezeigt wird, dass er dem von Prentice überlegen ist. Ausgehend von dem binärem Kovariate-Modell werden Maximum-Likelihood-Schätzer für logistische Regressionsmodelle mit diskreten Kovariaten unter Case-Cohort-Design hergeleitet. Die asymptotische Normalität wird gezeigt; darauf aufbauend können Formeln für die Standardfehler angegeben werden. Simulationsstudien ergänzen diesen Abschnitt. Sie zeigen den Einfluss des Umfanges der Subkohorte auf die Varianz der Schätzer. Logistische Regression ist geeignet, wenn man das interessierende Ereignis für alle Individuen beobachten kann und wenn man ein festes Zeitintervall betrachtet. Will man die Zeit bis zum Eintreten eines Ereignisses bei der Untersuchung der Wirkung der Kovariate berücksichtigen, so sind Lebensdauermodelle angemessen. Hierbei können auch zensierte Daten behandelt werden. Ein sehr häufig angewendetes Regressionsmodell ist das von Cox (1972) vorgeschlagene, bei dem die Hazardrate durch λ(t|x) = λ0(t) exp(β^Tx) definiert ist. Hierbei ist λ0(t) eine unspezifizierte Baseline-Hazardrate und X ist ein Kovariat-Vektor, β ist ein p-dimensionaler Koeffizientenvektor. Nachdem ein Überblick über das Schätzen und Testen im Cox-Modell und seinen Erweiterungen gegeben wird, werden Aussagen zur Schätzbarkeit des Parameters β durch die "partiallikelihood"- Methode hergeleitet. Grundlage hierzu sind neue Darstellungen der beobachteten Fisher-Information, die die Ergebnisse von Andersen and Gill (1982) erweitern. Unter Regularitätsbedingungen ist der Schätzer asymptotisch normal; die Inverse der Grenzmatrix der Fisher-Information ist die Varianzmatrix der Grenzverteilung. Bedingungen für die Nichtsingularität dieser Grenzmatrix führen zum Begriff der asymptotischen Schätzbarkeit, der in der vorliegenden Arbeit ausführlich untersucht wird. Darüber hinaus ist diese Matrix Grundlage für die Herleitung lokal optimaler Kovariate. In einer Sensitivitätsanalyse wird die Effizienz gewählter Kovariate berechnet. Die Berechnungen zeigen, dass die Baseline-Verteilung nur wenig Einfluss auf die Effizienz hat. Entscheidend ist die Wahl der Kovariate. Es werden einige Vorschläge für anwendbare optimale Kovariate und Berechnungsverfahren für das Auffinden optimaler Kovariate diskutiert. Eine Erweiterung des Cox-Modells besteht darin, zeitabhängige Koeffizienten zuzulassen. Da diese Koeffizientenfunktionen nicht näher spezifiziert sind, werden sie nichtparametrisch geschätzt. Eine mögliche Methode ist die "local-linear-partial-likelihood"-Methode, deren Eigenschaften beispielsweise in der Arbeit von Cai and Sun (2003) untersucht wurden. In der vorliegenden Arbeit werden Simulationen zu dieser Methode durchgeführt. Hauptaspekt ist das Testen der Koeffizientenfunktion. Getestet wird, ob diese Funktion eine bestimmte parametrische Form besitzt. Betrachtet wird der Score-Vektor, der von der "localconstant-partial-likelihood"-Funktion abgeleitet wird. Ausgehend von der asymptotischen Normalität dieses Vektors an verschiedenen Gitterpunkten kann gezeigt werden, dass die Verteilung der geeignet standardisierten quadratischen Form unter der Nullhypothese gegen eine Chi-Quadrat-Verteilung konvergiert. Die Eigenschaften des auf dieser Grenzverteilungsaussage aufbauenden Tests hängen nicht nur vom Stichprobenumfang, sondern auch vom verwendeten Glättungsparameter ab. Deshalb ist es sinnvoll, auch einen Bootstrap-Test zu betrachten. In der vorliegenden Arbeit wird ein Bootstrap-Test zum Testen der Hypothese, dass die Koeffizienten-Funktion konstant ist, d.h. dass das klassische Cox-Modell vorliegt, vorgeschlagen. Der Algorithmus wird angegeben. Simulationen zum Verhalten dieses Tests unter der Nullhypothese und einer speziellen Alternative werden durchgeführt. Literatur P. K. Andersen and R. D. Gill. Cox's regression model for counting processes: a large sample study. Ann. Statist., 10(4):1100{1120, 1982. Z. Cai and Y. Sun. Local linear estimation for time-dependent coefficients in Cox's regression models. Scand. J. Statist., 30(1):93-111, 2003. D. R. Cox. Regression models and life-tables. J. Roy. Statist. Soc. Ser. B, 34:187-220, 1972. R. L. Prentice. A case-cohort design for epidemiologic cohort studies and disease prevention trials. Biometrika, 73(1):1-11, 1986. KW - survival analysis KW - Cox model KW - logistic regression analysis KW - logistische Regression KW - Case-Cohort-Design KW - Cox-Modell Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-90033 ER - TY - BOOK A1 - Jankowski, £ukasz T1 - Modelling and simulation of light propagation in non-aged and aged step-index polymer optical fibres. - [überarb. Diss.] N2 - Kunststofflichtwellenleiter (POFs) stellen ein verhältnismäßig neues Medium zur optische Datenkommunikation über kurzen Strecken dar. Während ihrer Einsatzdauer unterliegen POFs unterschiedlichen Arten von Umweltbeanspruchungen, hauptsächlich durch hohe Temperatur, hohe Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen. Zahlreiche experimentelle Forschungen beschäftigten sich mit der standardisierten Prüfung der Zuverlässigkeit von im Handel erhältlichen Fasern. Jedoch gab es bisher wenig Erfolg bei der Bemühung, zwei grundlegende optische Erscheinungen, Absorption und Streuung, die die Lichtausbreitung in Fasern stark beeinflussen, zu verstehen und praktisch zu modellieren: Diese beiden Effekte beschreiben nicht nur die Qualität neuer Fasern, sondern sie werden auch stark durch die Alterungsprozess beeinflusst. Der Hauptzweck dieser Doktorarbeit war es, ein praktisch verwendbares und theoretisch gut fundiertes Modell der Lichtausbreitung in nicht gealterten und gealterten POFs zu entwickeln und es durch optische Experimente zu verifizieren. Dabei wurden anwendungsorientierte Aspekte mit theoretischer POF-Modellierung kombiniert. Die Arbeit enthält die erste bekannte Anwendung der Wellenanalyse zur Untersuchung der winkelabhängigen Eigenschaften der Streuung in Lichtwellenleitern. Für die praktischen Experimente wurden mehrere POF-Proben unterschiedlicher Hersteller künstlich gealtert, indem sie bis 4500 Stunden bei 100 °C gelagert wurden (ohne Feuchtekontrolle). Die Parameter der jeweiligen Simulationen wurden mittels einer systematischen Optimierung an die gemessen optischen Eigenschaften der gealterten Proben angeglichen. Die Resultate deuten an, dass der Übertragungsverlust der gealterten Fasern in den ersten Tagen und Wochen der Alterung am stärksten durch eine wesentliche physikalische Verschlechterung der Kern-Mantel-Grenzfläche verursacht wird. Chemische Effekte des Alterungsprozesses scheinen im Faserkernmaterial zuerst nach einigen Monaten aufzutreten. N2 - This thesis discusses theoretical and practical aspects of modelling of light propagation in non-aged and aged step-index polymer optical fibres (POFs). Special attention has been paid in describing optical characteristics of non-ideal fibres, scattering and attenuation, and in combining application-oriented and theoretical approaches. The precedence has been given to practical issues, but much effort has been also spent on the theoretical analysis of basic mechanisms governing light propagation in cylindrical waveguides.As a result a practically usable general POF model based on the raytracing approach has been developed and implemented. A systematic numerical optimisation of its parameters has been performed to obtain the best fit between simulated and measured optical characteristics of numerous non-aged and aged fibre samples. The model was verified by providing good agreement, especially for the non-aged fibres. The relations found between aging time and optimal values of model parameters contribute to a better understanding of the aging mechanisms of POFs. T2 - Modelling and simulation of light propagation in non-aged and aged step-index polymer optical fibres KW - Modellierung KW - Lichtwellenleiter KW - Kunststofflichtwellenleiter KW - optische Fasern KW - POF KW - Streuung KW - Temperatur KW - Alterung KW - modelling optical fibres waveguides pof scattering temperature aging ageing Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-0001659 ER - TY - THES A1 - Jankowski, £ukasz T1 - Modelling and simulation of light propagation in non-aged and aged step-index polymer optical fibres N2 - Kunststofflichtwellenleiter (POFs) stellen ein verhältnismäßig neues Medium zur optische Datenkommunikation über kurzen Strecken dar. Während ihrer Einsatzdauer unterliegen POFs unterschiedlichen Arten von Umweltbeanspruchungen, hauptsächlich durch hohe Temperatur, hohe Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen. Zahlreiche experimentelle Forschungen beschäftigten sich mit der standardisierten Prüfung der Zuverlässigkeit von im Handel erhältlichen Fasern. Jedoch gab es bisher wenig Erfolg bei der Bemühung, zwei grundlegende optische Erscheinungen, Absorption und Streuung, die die Lichtausbreitung in Fasern stark beeinflussen, zu verstehen und praktisch zu modellieren: Diese beiden Effekte beschreiben nicht nur die Qualität neuer Fasern, sondern sie werden auch stark durch die Alterungsprozess beeinflusst. Der Hauptzweck dieser Doktorarbeit war es, ein praktisch verwendbares und theoretisch gut fundiertes Modell der Lichtausbreitung in nicht gealterten und gealterten POFs zu entwickeln und es durch optische Experimente zu verifizieren. Dabei wurden anwendungsorientierte Aspekte mit theoretischer POF-Modellierung kombiniert. Die Arbeit enthält die erste bekannte Anwendung der Wellenanalyse zur Untersuchung der winkelabhängigen Eigenschaften der Streuung in Lichtwellenleitern. Für die praktischen Experimente wurden mehrere POF-Proben unterschiedlicher Hersteller künstlich gealtert, indem sie bis 4500 Stunden bei 100 °C gelagert wurden (ohne Feuchtekontrolle). Die Parameter der jeweiligen Simulationen wurden mittels einer systematischen Optimierung an die gemessen optischen Eigenschaften der gealterten Proben angeglichen. Die Resultate deuten an, dass der Übertragungsverlust der gealterten Fasern in den ersten Tagen und Wochen der Alterung am stärksten durch eine wesentliche physikalische Verschlechterung der Kern-Mantel-Grenzfläche verursacht wird. Chemische Effekte des Alterungsprozesses scheinen im Faserkernmaterial zuerst nach einigen Monaten aufzutreten. N2 - This thesis discusses theoretical and practical aspects of modelling of light propagation in non-aged and aged step-index polymer optical fibres (POFs). Special attention has been paid in describing optical characteristics of non-ideal fibres, scattering and attenuation, and in combining application-oriented and theoretical approaches. The precedence has been given to practical issues, but much effort has been also spent on the theoretical analysis of basic mechanisms governing light propagation in cylindrical waveguides. As a result a practically usable general POF model based on the raytracing approach has been developed and implemented. A systematic numerical optimisation of its parameters has been performed to obtain the best fit between simulated and measured optical characteristics of numerous non-aged and aged fibre samples. The model was verified by providing good agreement, especially for the non-aged fibres. The relations found between aging time and optimal values of model parameters contribute to a better understanding of the aging mechanisms of POFs. T2 - Modelling and simulation of light propagation in non-aged and aged step-index polymer optical fibres KW - Modellierung KW - Lichtwellenleiter KW - Kunststofflichtwellenleiter KW - optische Fasern KW - POF KW - Streuung KW - Temperatur KW - Alterung KW - modelling optical fibres waveguides pof scattering temperature aging ageing Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-0001649 ER - TY - INPR A1 - Runge, Antonia T1 - Modellierung der Lebensdauer von Systemen N2 - Aus dem Inhalt: Einleitung und Zusammenfassung 1 Grundlagen der Lebensdaueranalyse 2 Systemzuverlässigkeit 3 Zensierung 4 Schätzen in nichtparametrischen Modellen 5 Schätzen in parametrischen Modellen 6 Konfidenzintervalle für Parameterschätzungen 7 Verteilung einer gemischten Population 8 Kurze Einführung: Lebensdauer und Belastung 9 Ausblick A R-Quellcode B Symbole und Abkürzungen T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2010, 08 Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51674 ER - TY - INPR A1 - Läuter, Henning A1 - Ramadan, Ayad T1 - Modeling and Scaling of Categorical Data N2 - Estimation and testing of distributions in metric spaces are well known. R.A. Fisher, J. Neyman, W. Cochran and M. Bartlett achieved essential results on the statistical analysis of categorical data. In the last 40 years many other statisticians found important results in this field. Often data sets contain categorical data, e.g. levels of factors or names. There does not exist any ordering or any distance between these categories. At each level there are measured some metric or categorical values. We introduce a new method of scaling based on statistical decisions. For this we define empirical probabilities for the original observations and find a class of distributions in a metric space where these empirical probabilities can be found as approximations for equivalently defined probabilities. With this method we identify probabilities connected with the categorical data and probabilities in metric spaces. Here we get a mapping from the levels of factors or names into points of a metric space. This mapping yields the scale for the categorical data. From the statistical point of view we use multivariate statistical methods, we calculate maximum likelihood estimations and compare different approaches for scaling. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2010, 03 Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49572 ER - TY - THES A1 - Knöchel, Jane T1 - Model reduction of mechanism-based pharmacodynamic models and its link to classical drug effect models T1 - Modellreduktion von mechanistischen pharmacodynamischen Modellen und deren Verbindung zu klassischen Wirkstoff-Effekt-Modellen N2 - Continuous insight into biological processes has led to the development of large-scale, mechanistic systems biology models of pharmacologically relevant networks. While these models are typically designed to study the impact of diverse stimuli or perturbations on multiple system variables, the focus in pharmacological research is often on a specific input, e.g., the dose of a drug, and a specific output related to the drug effect or response in terms of some surrogate marker. To study a chosen input-output pair, the complexity of the interactions as well as the size of the models hinders easy access and understanding of the details of the input-output relationship. The objective of this thesis is the development of a mathematical approach, in specific a model reduction technique, that allows (i) to quantify the importance of the different state variables for a given input-output relationship, and (ii) to reduce the dynamics to its essential features -- allowing for a physiological interpretation of state variables as well as parameter estimation in the statistical analysis of clinical data. We develop a model reduction technique using a control theoretic setting by first defining a novel type of time-limited controllability and observability gramians for nonlinear systems. We then show the superiority of the time-limited generalised gramians for nonlinear systems in the context of balanced truncation for a benchmark system from control theory. The concept of time-limited controllability and observability gramians is subsequently used to introduce a state and time-dependent quantity called the input-response (ir) index that quantifies the importance of state variables for a given input-response relationship at a particular time. We subsequently link our approach to sensitivity analysis, thus, enabling for the first time the use of sensitivity coefficients for state space reduction. The sensitivity based ir-indices are given as a product of two sensitivity coefficients. This allows not only for a computational more efficient calculation but also for a clear distinction of the extent to which the input impacts a state variable and the extent to which a state variable impacts the output. The ir-indices give insight into the coordinated action of specific state variables for a chosen input-response relationship. Our developed model reduction technique results in reduced models that still allow for a mechanistic interpretation in terms of the quantities/state variables of the original system, which is a key requirement in the field of systems pharmacology and systems biology and distinguished the reduced models from so-called empirical drug effect models. The ir-indices are explicitly defined with respect to a reference trajectory and thereby dependent on the initial state (this is an important feature of the measure). This is demonstrated for an example from the field of systems pharmacology, showing that the reduced models are very informative in their ability to detect (genetic) deficiencies in certain physiological entities. Comparing our novel model reduction technique to the already existing techniques shows its superiority. The novel input-response index as a measure of the importance of state variables provides a powerful tool for understanding the complex dynamics of large-scale systems in the context of a specific drug-response relationship. Furthermore, the indices provide a means for a very efficient model order reduction and, thus, an important step towards translating insight from biological processes incorporated in detailed systems pharmacology models into the population analysis of clinical data. N2 - Die kontinuierliche Erforschung von biologischen Prozessen hat zur Entwicklung umfangreicher, mechanistischer systembiologischer Modelle von pharmakologisch relevanten Netzwerken beigetragen. Während diese Modelle in der Regel darauf ausgelegt sind, die Auswirkung von Stimuli oder Störungen auf die Systemdynamik zu untersuchen, liegt der Fokus in der pharmakologis- chen Forschung häufig auf einer bestimmten Kontrolle, z.B. der Dosis eines Wirkstoffes, und einer bestimmten Ausgangsgröße, welche in Bezug steht zu dem Wirkstoff-Effekt oder das Ansprechen auf einen Wirkstoff über einen Surrogatmarker. Die Untersuchung und ein einfaches Verständnis einer spezifischen Eingabe-Ausgabe-Beziehung wird durch die Komplexität der Interaktionen sowie der Größe des Modells erschwert. Das Ziel dieser vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines mathematischen Ansatzes, insbesondere eines Modellreduktionsverfahrens, der es ermöglicht, (i) die Bedeutung der verschiedenen Zustandsvariablen für eine gegebene Eingabe-Ausgabe-Beziehung zu quantifizieren, und (ii) die Dynamik des Systems auf seine wesentlichen Merkmale zu reduzieren, während gleichzeitig die physiologische Interpretierbarkeit von Zustandsvariablen sowie eine Parameterschätzung im Rahmen von einer statistischen Analyse klinischer Daten ermöglicht wird. Unter Verwendung eines kontrolltheoretischen Settings entwickeln wir eine Modellreduktionstechnik, indem wir vorerst einen neuartigen Typ von zeitlich begrenzten Kontrolllierbarkeits- und Beobachtbarkeitsgramian für nichtlineare Systeme definieren. Anschließend zeigen wir die Überlegenkeit der zeitlich begrenzten verallgemeinerten Gramian für nichtlineare Systeme im Kontext von Balanced Truncation am Beispiel eines Benchmark-Systems aus der Kontrolltheorie. Wir nutzten das Konzept der zeitlich begrenzten Kontrolllierbarkeits- und Beobachtbarkeitsgramian, um eine neue Zustands- und zeitabhängige Größe, die als Input-Response (IR-) Index bezeichnet wird, einzuführen. Dieser Index quantifiziert die Bedeutung von Zustandsvariablen zu einem bestimmten Zeitpunkt für eine bestimmte Eingabe-Ausgabe-Beziehung. Schließlich verknüpfen wir unseren Ansatz mit der Sensitivitätsanalyse und ermöglichen so erstmals die Verwendung von Sensitivitätskoeffizienten im Rahmen der Reduktion des Zustandsraumes. Wir erhalten die sensitivitätsbasierten IR-Indizes als Produkt zweier Sensitivitätskoeffizienten. Dies ermöglicht nicht nur eine effizientere Berechnung, sondern auch eine klare Unterscheidung, inwieweit die Eingabe eine Zustandsvariable beeinflusst und inwieweit eine Zustandsvariable die Ausgabe beeinflusst. Mit Hilfe der IR-Indizes erhalten wir einen Einblick in den koordinierten Ablauf der Aktivierung von spezifischen Zustandsvariablen für eine ausgewählte Eingabe-Ausgabe-Beziehung. Unser entwickeltes Modellreduktionsverfahren resultiert in reduzierten Modelle, welche eine mechanistische Interpretation hinsichtlich der Originalgrößen und Zustandsvariablen des Ursprungssystems zulassen. Dies war eine wichtige Anforderung an das Verfahren von Seiten der Systempharmakologie und -biologie. Die reduzierten Modelle unterscheiden sich damit wesentlich von den so genannten empirischen Wirkstoff-Effekt-Modellen. Die IR-Indizes sind explizit in Bezug auf eine Referenzlösung definiert und damit vom Anfangszustand abhängig (dies ist ein wichtiges Merkmal der Indizes). Wir zeigen anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Systempharmakologie, dass die reduzierten Modelle sehr aussagekräftig sind, um (genetische) Mängel in bestimmten physiologischen Einheiten festzustellen. Der Vergleich unseres neuartigen Modellreduktionsverfahrens mit den bereits vorhandenen Verfahren zeigt dessen Überlegenheit. Der neuartige IR-Index als Maß für die Wichtigkeit von Zustandsvariablen bietet ein leistungsfähiges mathematisches Werkzeug zum Verständnis und der Analyse der komplexen Dynamik von großen Systemen im Kontext einer bestimmten Wirkstoff-Effekt-Beziehung. Darüber hinaus sind die Indizes eine wichtige Grundlage für das eingeführte und sehr effiziente Modellreduktionsverfahren. Insgesamt stellt dies einen wichtigen Schritt zur Nutzung von Erkenntnissen über biologische Prozesse in Form von detaillierten systempharmakologischen Modellen in der Populationsanalyse klinischer Daten dar. KW - model order reduction KW - control theory KW - large-scale mechanistic systems KW - systems pharmacology KW - Modellreduktion KW - Kontrolltheorie KW - komplexe mechanistische Systeme KW - Systempharmakologie Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440598 ER - TY - INPR A1 - Shlapunov, Alexander A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Mixed problems with a parameter N2 - Let X be a smooth n -dimensional manifold and D be an open connected set in X with smooth boundary ∂D. Perturbing the Cauchy problem for an elliptic system Au = f in D with data on a closed set Γ ⊂ ∂D we obtain a family of mixed problems depending on a small parameter ε > 0. Although the mixed problems are subject to a non-coercive boundary condition on ∂D\Γ in general, each of them is uniquely solvable in an appropriate Hilbert space DT and the corresponding family {uε} of solutions approximates the solution of the Cauchy problem in DT whenever the solution exists. We also prove that the existence of a solution to the Cauchy problem in DT is equivalent to the boundedness of the family {uε}. We thus derive a solvability condition for the Cauchy problem and an effective method of constructing its solution. Examples for Dirac operators in the Euclidean space Rn are considered. In the latter case we obtain a family of mixed boundary problems for the Helmholtz equation. T3 - Preprint - (2004) 02 Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26677 ER - TY - THES A1 - Friedrich, Alexander T1 - Minimizers of generalized Willmore energies and applications in general relativity N2 - Das Willmore Funktional ist eine Funktion die jeder Fläche in einer Riemannschen Mannigfaltigkeit, ihre totale mittlere Krümmung zuweist. Ein klassisches Problem der Differentialgeometrie ist es geschlossene (kompakt und ohne Rand) Flächen zu finden die das Willmore funktional minimieren, beziehungsweise die kritische Punkte des Willmore Funktionals sind. In dieser Doktorarbeit entwickeln wir ein Konzept von verallgemeinerten Willmore Funktionalen für Flächen in Riemannschen Mannigfaltigkeiten, wobei wir uns von physikalischen Modellen leiten lassen. Insbesondere ist hier die Hawking Energie der allgemeinen Relativitätstheorie und die Biegungsenergie von dünnen Membranen zu nennen. Für dieses verallgemeinerten Willmore Funktionale beweisen wir die Existenz von Minimieren mit vorgeschriebenen Flächeninhalt, in einer geeigneten Klasse von verallgemeinerten Flächen. Insbesondere konstruieren wir Minimierer der oben erwähnten Biegungsenergie mit vorgeschrieben Flächeninhalt und vorgeschriebenen, eingeschlossenem Volumen. Außerdem beweisen wir, dass kritische Punkte von verallgemeinerten Willmore Funktionalen mit vorgeschriebenen Flächeninhalt abseits endlich vieler Punkte glatt sind. Dabei stützen wir uns, wie auch im folgenden, auf die bestehende Theorie für das Willmore Funktional. An diese allgemeinen Resultate schließen wir eine detailliertere Analyse der Hawking Energie an. Im Kontext der allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt die Umgebungsmannigfaltigkeit den Raum zu einem Zeitpunkt. Daher sind wir an dem Wechselspiel zwischen der Hawking Energie und der umgebenden Mannigfaltigkeit interessiert. Wir charakterisieren Punkte in der umgebenden Mannigfaltigkeit für die es in jeder Umgebung eine kritische Fläche mit vorgeschriebenem, kleinem Flächeninhalt gibt. Diese Punnkte werden als Konzentrationspunkte der Hawking Energie interpretiert. Außerdem berechnen wir eine Entwicklung der Hawking Energie auf kleinen, runden Sphären. Dadurch können wir eine Art Energiedichte der Hawking Energie identifizieren. Hierbei ist anzumerken, dass unsere Resultate im Kontrast zu Ergebnissen in der Literatur stehen. Dort wurde berechnet, dass die Entwicklung der Hawking Energie auf Sphären im Lichtkegel eines Punktes der umgebenden Mannigfaltigkeit in führender Ordnung proportional zur der klassischen Energiedichte der allgemeinen Relativitätstheorie ist. Zu diesem Zeitpunkt ist nicht klar wie diese Diskrepanz zu begründen ist. Ferner betrachten wir asymptotisch Schwarzschild Mannigfaltigkeiten. Sie sind ein Spezialfall von asymptotisch flachen Mannigfaltigkeiten, welche in der allgemeinen Relativitätstheorie als Modelle für isolierte Systeme dienen. Die Schwarzschild Raumzeit selbst ist eine rotationssymmetrische Raumzeit die schwarzen Loch beschreibt. In diesen asymptotisch Schwarzschild Mannigfaltigkeiten konstruieren wir eine Blätterung des äußeren Bereiches durch kritische Flächen der Hawking Energie mit vorgeschriebenen Flächeninhalt. Diese Blätterung kann in einem verallgemeinertem Sinne als Schwerpunkt des isolierten Systems betrachtet werden. Außerdem zeigen wir, dass die Hawking Energie entlang der Blätterung wächst je größer die Flächen werden. N2 - The Willmore functional is a function that maps an immersed Riemannian manifold to its total mean curvature. Finding closed surfaces that minimizes the Willmore energy, or more generally finding critical surfaces, is a classic problem of differential geometry. In this thesis we will develop the concept of generalized Willmore functionals for surfaces in Riemannian manifolds. We are guided by models in mathematical physics, such as the Hawking energy of general relativity and the bending energies for thin membranes. We prove the existence of minimizers under area constraint for these generalized Willmore functionals in a suitable class of generalized surfaces. In particular, we construct minimizers of the bending energy mentioned above for prescribed area and enclosed volume. Furthermore, we prove that critical surfaces of generalized Willmore functionals with prescribed area are smooth, away from finitely many points. These results and the following are based on the existing theory for the Willmore functional. This general discussion is succeeded by a detailed analysis of the Hawking energy. In the context of general relativity the surrounding manifold describes the space at a given time, hence we strive to understand the interplay between the Hawking energy and the ambient space. We characterize points in the surrounding manifold for which there are small critical spheres with prescribed area in any neighborhood. These points are interpreted as concentration points of the Hawking energy. Additionally, we calculate an expansion of the Hawking energy on small, round spheres. This allows us to identify a kind of energy density of the Hawking energy. It needs to be mentioned that our results stand in contrast to previous expansions of the Hawking energy. However, these expansions are obtained on spheres along the light cone at a given point. At this point it is not clear how to explain the discrepancy. Finally, we consider asymptotically Schwarzschild manifolds. They are a special case of asymptotically flat manifolds, which serf as models for isolated systems. The Schwarzschild spacetime itself is a classical solution to the Einstein equations and yields a simple description of a black hole. In these asymptotically Schwarzschild manifolds we construct a foliation of the exterior region by critical spheres of the Hawking energy with prescribed large area. This foliation can be seen as a generalized notion of the center of mass of the isolated system. Additionally, the Hawking energy of grows along the foliation as the area of the surfaces grows. T2 - Minimierer von Verallgemeinerten Willmore Energien und Anwendungen in der Allgemeinen Relativitätstheorie KW - Partial Differential Equations KW - Calculus of Variation KW - Differential Geometry KW - Geometric Analysis KW - Mathematical Physics KW - Partielle Differential Gleichungen KW - Variationsrechung KW - Differential Geometrie KW - Geometrische Analysis KW - Mathematische Physik Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-481423 ER - TY - THES A1 - Bettenbühl, Mario T1 - Microsaccades T1 - Mikrosakkaden BT - Symbols in fixational eye movements BT - Symbole in den Fixationsbewegungen der Augen N2 - The first thing we do upon waking is open our eyes. Rotating them in our eye sockets, we scan our surroundings and collect the information into a picture in our head. Eye movements can be split into saccades and fixational eye movements, which occur when we attempt to fixate our gaze. The latter consists of microsaccades, drift and tremor. Before we even lift our eye lids, eye movements – such as saccades and microsaccades that let the eyes jump from one to another position – have partially been prepared in the brain stem. Saccades and microsaccades are often assumed to be generated by the same mechanisms. But how saccades and microsaccades can be classified according to shape has not yet been reported in a statistical manner. Research has put more effort into the investigations of microsaccades’ properties and generation only since the last decade. Consequently, we are only beginning to understand the dynamic processes governing microsaccadic eye movements. Within this thesis, the dynamics governing the generation of microsaccades is assessed and the development of a model for the underlying processes. Eye movement trajectories from different experiments are used, recorded with a video-based eye tracking technique, and a novel method is proposed for the scale-invariant detection of saccades (events of large amplitude) and microsaccades (events of small amplitude). Using a time-frequency approach, the method is examined with different experiments and validated against simulated data. A shape model is suggested that allows for a simple estimation of saccade- and microsaccade related properties. For sequences of microsaccades, in this thesis a time-dynamic Markov model is proposed, with a memory horizon that changes over time and which can best describe sequences of microsaccades. N2 - Beim Aufwachen jeden Morgen, ist es das erste, was wir tun: wir öffnen unsere Augen. Wir lassen die Augen rotieren und suchen unsere Umgebung ab. Gleichzeitig wird die gesammelte Information in unserem Gehirn zu einem Bild vereint. Augenbewegungen können getrennt werden in Sakkaden, welche sprunghafte Augenbewegungen darstellen, und Fixationsbewegungen der Augen, letztere bestehend aus Mikrosakkaden, Tremor und Drift. Bevor wir unsere Augen aufschlagen, wurden die Bewegungen bereits teilweise im Hirnstamm vorprogrammiert. So ist dieser Teil unseres Gehirns verantwortlich für die Auslösung einer Sakkade oder Mikrosakkade, worin man versuchen kann auch gleichzeitig einen Zusammenhang für die Generierung dieser Bewegung herzustellen. Es wird vermutet, dass Mikrosakkaden auch als kleinskaligere Sakkade verstanden werden können, welche auftreten, wenn wir versuchen unsere Augen still auf einen Punkt zu fixieren. Bisher gibt es keine statistische Untersuchung bezüglich einer Klassifizierung von Sakkaden und Mikrosakkaden aufgrund ihrer Form, d.h. ihrer räumlichen Entwicklung über die Zeit. Seit Beginn des neuen Milleniums verstärkte sich die Forschung wieder auf die Eigenschaften und Entstehung von Mikrosakkaden. Demnach stehen wir immer noch am Anfang diese Phänomene mit dynamischen Prozessen beschreiben zu können. Der Fokus dieser Arbeit konzentriert sich auf das Verstehen der generierenden Dynamik von Mikrosakkaden. Es wird ein Model für den unterliegenden Prozess entwickelt und getestet. Es wurden Aufzeichnungen von Augenbewegungen aus verschiedenen Experimenten genutzt, jeweils aufgenommen mit einem videobasiertem System. Es wird eine neue Methode zur amplitudenunabhängigen Detektion von Sakkaden eingeführt, um die Zeitpunkte des Auftretens von Mikrosakkaden und Sakkaden zu bestimmen. Dabei werden für Daten verschiedener Experimente Methoden der Zeit-Frequenz-Analyse genutzt und anschließend die Methode validiert mit simulierten Daten. Außerdem wird ein Modell vorgestellt für die formabhängigen Ausprägungen von Sakkaden und Mikrosakkaden, um die Schätzung ihrer beiden physikalisch relevanten Eigenschaften zu erleichtern. Zum Ende der Arbeit wird ein zeitdynamisches Modell für Sequenzen von Mikrosakkadensymbolen aufgezeigt. Mithilfe der Beschreibung der in Symbolsequenzen übersetzten Mikrosakkadensequenzen als Markovketten, wird diese Form der Augenbewegung durch einen stochastischen Prozess beschrieben. Hierbei bestehen zeitliche und räumliche Abhängigkeiten zwischen den aufeinanderfolgenden zeitdiskreten Symbolen und erlauben somit, ein Referenzmodell für einen Teil der Fixationsbewegungen der Augen zu haben. T3 - Potsdam Cognitive Science Series - 5 KW - Mikrosakkaden KW - Fixationsbewegungen der Augen KW - Sakkadendetektion KW - Mikrosakkadensequenzen KW - Waveletanalyse KW - microsaccades KW - fixational eye movements KW - saccade detection KW - sequences of microsaccades KW - wavelet analysis Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72622 SN - 978-3-86956-122-6 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Samaras, Stefanos T1 - Microphysical retrieval of non-spherical aerosol particles using regularized inversion of multi-wavelength lidar data T1 - Retrieval der Mikrophysik von nichtkugelförmigen Aerosolpartikeln durch regularisierte Inversion von Mehrwellenlängen-Lidardaten N2 - Numerous reports of relatively rapid climate changes over the past century make a clear case of the impact of aerosols and clouds, identified as sources of largest uncertainty in climate projections. Earth’s radiation balance is altered by aerosols depending on their size, morphology and chemical composition. Competing effects in the atmosphere can be further studied by investigating the evolution of aerosol microphysical properties, which are the focus of the present work. The aerosol size distribution, the refractive index, and the single scattering albedo are commonly used such properties linked to aerosol type, and radiative forcing. Highly advanced lidars (light detection and ranging) have reduced aerosol monitoring and optical profiling into a routine process. Lidar data have been widely used to retrieve the size distribution through the inversion of the so-called Lorenz-Mie model (LMM). This model offers a reasonable treatment for spherically approximated particles, it no longer provides, though, a viable description for other naturally occurring arbitrarily shaped particles, such as dust particles. On the other hand, non-spherical geometries as simple as spheroids reproduce certain optical properties with enhanced accuracy. Motivated by this, we adapt the LMM to accommodate the spheroid-particle approximation introducing the notion of a two-dimensional (2D) shape-size distribution. Inverting only a few optical data points to retrieve the shape-size distribution is classified as a non-linear ill-posed problem. A brief mathematical analysis is presented which reveals the inherent tendency towards highly oscillatory solutions, explores the available options for a generalized solution through regularization methods and quantifies the ill-posedness. The latter will improve our understanding on the main cause fomenting instability in the produced solution spaces. The new approach facilitates the exploitation of additional lidar data points from depolarization measurements, associated with particle non-sphericity. However, the generalization of LMM vastly increases the complexity of the problem. The underlying theory for the calculation of the involved optical cross sections (T-matrix theory) is computationally so costly, that would limit a retrieval analysis to an unpractical point. Moreover the discretization of the model equation by a 2D collocation method, proposed in this work, involves double integrations which are further time consuming. We overcome these difficulties by using precalculated databases and a sophisticated retrieval software (SphInX: Spheroidal Inversion eXperiments) especially developed for our purposes, capable of performing multiple-dataset inversions and producing a wide range of microphysical retrieval outputs. Hybrid regularization in conjunction with minimization processes is used as a basis for our algorithms. Synthetic data retrievals are performed simulating various atmospheric scenarios in order to test the efficiency of different regularization methods. The gap in contemporary literature in providing full sets of uncertainties in a wide variety of numerical instances is of major concern here. For this, the most appropriate methods are identified through a thorough analysis on an overall-behavior basis regarding accuracy and stability. The general trend of the initial size distributions is captured in our numerical experiments and the reconstruction quality depends on data error level. Moreover, the need for more or less depolarization points is explored for the first time from the point of view of the microphysical retrieval. Finally, our approach is tested in various measurement cases giving further insight for future algorithm improvements. N2 - Zahlreiche Berichte von relativ schnellen Klimaveränderungen im vergangenen Jahrhundert liefern überzeugende Argumente über die Auswirkungen von Aerosolen und Wolken auf Wetter und Klima. Aerosole und Wolken wurden als Quellen größter Unsicherheit in Klimaprognosen identifiziert. Die Strahlungsbilanz der Erde wird verändert durch die Partikelgröße, ihre Morphologie und ihre chemische Zusammensetzung. Konkurrierende Effekte in der Atmosphäre können durch die Bestimmung von mikrophysikalischen Partikeleigenschaften weiter untersucht werden, was der Fokus der vorliegenden Arbeit ist. Die Aerosolgrößenverteilung, der Brechungsindex der Partikeln und die Einzel-Streu-Albedo sind solche häufig verwendeten Parameter, die mit dem Aerosoltyp und dem Strahlungsantrieb verbunden sind. Hoch entwickelte Lidare (Light Detection and Ranging) haben die Aerosolüberwachung und die optische Profilierung zu einem Routineprozess gemacht. Lidar-Daten wurden verwendet um die Größenverteilung zu bestimmen, was durch die Inversion des sogenannten Lorenz-Mie-Modells (LMM) gelingt. Dieses Modell bietet eine angemessene Behandlung für sphärisch angenäherte Partikeln, es stellt aber keine brauchbare Beschreibung für andere natürlich auftretende beliebig geformte Partikeln -wie z.B. Staubpartikeln- bereit. Andererseits stellt die Einbeziehung einer nicht kugelförmigen Geometrie –wie z.B. einfache Sphäroide- bestimmte optische Eigenschaften mit verbesserter Genauigkeit dar. Angesichts dieser Tatsache erweitern wir das LMM durch die Approximation von Sphäroid-Partikeln. Dazu ist es notwendig den Begriff einer zweidimensionalen Größenverteilung einzuführen. Die Inversion einer sehr geringen Anzahl optischer Datenpunkte zur Bestimmung der Form der Größenverteilung ist als ein nichtlineares schlecht gestelltes Problem bekannt. Eine kurze mathematische Analyse wird vorgestellt, die die inhärente Tendenz zu stark oszillierenden Lösungen zeigt. Weiterhin werden Optionen für eine verallgemeinerte Lösung durch Regularisierungsmethoden untersucht und der Grad der Schlechtgestelltheit quantifiziert. Letzteres wird unser Verständnis für die Hauptursache der Instabilität bei den berechneten Lösungsräumen verbessern. Der neue Ansatz ermöglicht es uns, zusätzliche Lidar-Datenpunkte aus Depolarisationsmessungen zu nutzen, die sich aus der Nicht-sphärizität der Partikeln assoziieren. Die Verallgemeinerung des LMMs erhöht erheblich die Komplexität des Problems. Die zugrundeliegende Theorie für die Berechnung der beteiligten optischen Querschnitte (T-Matrix-Ansatz) ist rechnerisch so aufwendig, dass eine Neuberechnung dieser nicht sinnvoll erscheint. Darüber hinaus wird ein zweidimensionales Kollokationsverfahren für die Diskretisierung der Modellgleichung vorgeschlagen. Dieses Verfahren beinhaltet Doppelintegrationen, die wiederum zeitaufwendig sind. Wir überwinden diese Schwierigkeiten durch Verwendung vorgerechneter Datenbanken sowie einer hochentwickelten Retrieval-Software (SphInX: Spheroidal Inversion eXperiments). Diese Software wurde speziell für unseren Zweck entwickelt und ist in der Lage mehrere Datensatzinversionen gleichzeitig durchzuführen und eine große Auswahl von mikrophysikalischen Retrieval-Ausgaben bereitzustellen. Eine hybride Regularisierung in Verbindung mit einem Minimierungsverfahren wird als Grundlage für unsere Algorithmen verwendet. Synthetische Daten-Inversionen werden mit verschiedenen atmosphärischen Szenarien durchgeführt, um die Effizienz verschiedener Regularisierungsmethoden zu untersuchen. Die Lücke in der gegenwärtigen wissenschaftlichen Literatur gewisse Unsicherheiten durch breitgefächerte numerische Fälle bereitzustellen, ist ein Hauptanliegen dieser Arbeit. Motiviert davon werden die am besten geeigneten Verfahren einer gründlichen Analyse in Bezug auf ihr Gesamtverhalten, d.h. Genauigkeit und Stabilität, unterzogen. Der allgemeine Trend der Anfangsgrößenverteilung wird in unseren numerischen Experimenten erfasst. Zusätzlich hängt die Rekonstruktionsqualität vom Datenfehler ab. Darüber hinaus wird die Anzahl der notwendigen Depolarisationspunkte zum ersten Mal aus der Sicht des mikrophysikalischen Parameter-Retrievals erforscht. Abschließend verwenden wir unsere Software für verschiedene Messfälle, was weitere Einblicke für künftige Verbesserungen des Algorithmus gibt. KW - microphysics KW - retrieval KW - lidar KW - aerosols KW - regularization KW - ill-posed KW - inversion KW - Mikrophysik KW - Retrieval KW - Lidar KW - Aerosole KW - Regularisierung KW - schlecht gestellt KW - Inversion Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-396528 ER - TY - INPR A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich A1 - Vasilevski, Nikolai T1 - Microlocal analysis of the Bochner-Martinelli integral N2 - In order to characterise the C*-algebra generated by the singular Bochner-Martinelli integral over a smooth closed hypersurfaces in Cn, we compute its principal symbol. We show then that the Szegö projection belongs to the strong closure of the algebra generated by the singular Bochner-Martinelli integral. T3 - Preprint - (2005) 25 Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30012 ER - TY - INPR A1 - Högele, Michael A1 - Pavlyukevich, Ilya T1 - Metastability of Morse-Smale dynamical systems perturbed by heavy-tailed Lévy type noise N2 - We consider a general class of finite dimensional deterministic dynamical systems with finitely many local attractors each of which supports a unique ergodic probability measure, which includes in particular the class of Morse–Smale systems in any finite dimension. The dynamical system is perturbed by a multiplicative non-Gaussian heavytailed Lévy type noise of small intensity ε > 0. Specifically we consider perturbations leading to a Itô, Stratonovich and canonical (Marcus) stochastic differential equation. The respective asymptotic first exit time and location problem from each of the domains of attractions in case of inward pointing vector fields in the limit of ε-> 0 has been investigated by the authors. We extend these results to domains with characteristic boundaries and show that the perturbed system exhibits a metastable behavior in the sense that there exits a unique ε-dependent time scale on which the random system converges to a continuous time Markov chain switching between the invariant measures. As examples we consider α-stable perturbations of the Duffing equation and a chemical system exhibiting a birhythmic behavior. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 3 (2014) 5 KW - hyperbolic dynamical system KW - Morse-Smale property KW - stable limit cycle KW - small noise asymptotic KW - multiplicative noise Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70639 SN - 2193-6943 VL - 3 IS - 5 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - De Donno, G. A1 - Schulze, Bert-Wolfgang T1 - Meromorphic symbolic structures for boundary value problems on manifolds with edges N2 - We investigate the ideal of Green and Mellin operators with asymtotics for a manifold with edge-corner singularities and boundary which belongs to the structure of parametrices of elliptic boundary value problems on a configuration with corners whose base manifolds have edges. T3 - Preprint - (2003) 10 Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26570 ER - TY - INPR A1 - Dines, Nicoleta A1 - Schulze, Bert-Wolfgang T1 - Mellin-edge representations of elliptic operators N2 - We construct a class of elliptic operators in the edge algebra on a manifold M with an embedded submanifold Y interpreted as an edge. The ellipticity refers to a principal symbolic structure consisting of the standard interior symbol and an operator-valued edge symbol. Given a differential operator A on M for every (sufficiently large) s we construct an associated operator As in the edge calculus. We show that ellipticity of A in the usual sense entails ellipticity of As as an edge operator (up to a discrete set of reals s). Parametrices P of A then correspond to parametrices Ps of As, interpreted as Mellin-edge representations of P. T3 - Preprint - (2003) 18 KW - Pseudo-differential operators KW - edge algebra KW - ellipticity with interface conditions Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26627 ER - TY - JOUR A1 - Jansen, Sabine A1 - Tsagkarogiannis, Dimitrios T1 - Mayer expansion for the Asakura-Oosawa model of colloid theory JF - Lectures in pure and applied mathematics KW - random point processes KW - statistical mechanics KW - stochastic analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472109 SN - 978-3-86956-485-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 6 SP - 127 EP - 134 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Koppitz, Jörg A1 - Musunthia, Tiwadee T1 - Maximal subsemigroups containing a particular semigroup N2 - We study maximal subsemigroups of the monoid T(X) of all full transformations on the set X = N of natural numbers containing a given subsemigroup W of T(X), where each element of a given set U is a generator of T(X) modulo W. This note continues the study of maximal subsemigroups of the monoid of all full transformations on an infinite set. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 1 (2012) 8 Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-57465 ER - TY - INPR A1 - Rattana, Amornrat A1 - Böckmann, Christine T1 - Matrix methods for computing Eigenvalues of Sturm-Liouville problems of order four N2 - This paper examines and develops matrix methods to approximate the eigenvalues of a fourth order Sturm-Liouville problem subjected to a kind of fixed boundary conditions, furthermore, it extends the matrix methods for a kind of general boundary conditions. The idea of the methods comes from finite difference and Numerov's method as well as boundary value methods for second order regular Sturm-Liouville problems. Moreover, the determination of the correction term formulas of the matrix methods are investigated in order to obtain better approximations of the problem with fixed boundary conditions since the exact eigenvalues for q = 0 are known in this case. Finally, some numerical examples are illustrated. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 1(2012)13 KW - Finite difference method KW - Numerov's method KW - Boundary value methods KW - Fourth order Sturm-Liouville problem KW - Eigenvalues Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-59279 ER - TY - THES A1 - Gopalakrishnan, Sathej T1 - Mathematical modelling of host-disease-drug interactions in HIV disease T1 - Mathematische Modellierung von Pathogen-Wirkstoff-Wirt-Interaktionen im Kontext der HIV Erkrankung N2 - The human immunodeficiency virus (HIV) has resisted nearly three decades of efforts targeting a cure. Sustained suppression of the virus has remained a challenge, mainly due to the remarkable evolutionary adaptation that the virus exhibits by the accumulation of drug-resistant mutations in its genome. Current therapeutic strategies aim at achieving and maintaining a low viral burden and typically involve multiple drugs. The choice of optimal combinations of these drugs is crucial, particularly in the background of treatment failure having occurred previously with certain other drugs. An understanding of the dynamics of viral mutant genotypes aids in the assessment of treatment failure with a certain drug combination, and exploring potential salvage treatment regimens. Mathematical models of viral dynamics have proved invaluable in understanding the viral life cycle and the impact of antiretroviral drugs. However, such models typically use simplified and coarse-grained mutation schemes, that curbs the extent of their application to drug-specific clinical mutation data, in order to assess potential next-line therapies. Statistical models of mutation accumulation have served well in dissecting mechanisms of resistance evolution by reconstructing mutation pathways under different drug-environments. While these models perform well in predicting treatment outcomes by statistical learning, they do not incorporate drug effect mechanistically. Additionally, due to an inherent lack of temporal features in such models, they are less informative on aspects such as predicting mutational abundance at treatment failure. This limits their application in analyzing the pharmacology of antiretroviral drugs, in particular, time-dependent characteristics of HIV therapy such as pharmacokinetics and pharmacodynamics, and also in understanding the impact of drug efficacy on mutation dynamics. In this thesis, we develop an integrated model of in vivo viral dynamics incorporating drug-specific mutation schemes learned from clinical data. Our combined modelling approach enables us to study the dynamics of different mutant genotypes and assess mutational abundance at virological failure. As an application of our model, we estimate in vivo fitness characteristics of viral mutants under different drug environments. Our approach also extends naturally to multiple-drug therapies. Further, we demonstrate the versatility of our model by showing how it can be modified to incorporate recently elucidated mechanisms of drug action including molecules that target host factors. Additionally, we address another important aspect in the clinical management of HIV disease, namely drug pharmacokinetics. It is clear that time-dependent changes in in vivo drug concentration could have an impact on the antiviral effect, and also influence decisions on dosing intervals. We present a framework that provides an integrated understanding of key characteristics of multiple-dosing regimens including drug accumulation ratios and half-lifes, and then explore the impact of drug pharmacokinetics on viral suppression. Finally, parameter identifiability in such nonlinear models of viral dynamics is always a concern, and we investigate techniques that alleviate this issue in our setting. N2 - Das Humane Immundefiecienz-Virus (HIV) widerstanden hat fast drei Jahrzehnten eff Orts targeting eine Heilung. Eine anhaltende Unterdrückung des Virus hat noch eine Herausforderung, vor allem aufgrund der bemerkenswerten evolutionären Anpassung, dass das Virus Exponate durch die Ansammlung von Medikamenten-resistenten Mutationen in seinem Genom. Aktuelle therapeutische Strategien zielen auf das Erreichen und die Erhaltung einer niedrigen virale Belastung und umfassen in der Regel mehrere Medikamente. Die Wahl der optimalen Kombinationen dieser Medikamente ist von entscheidender Bedeutung, besonders im Hintergrund der Behandlung Fehler eingetreten, die zuvor mit bestimmten anderen Medikamenten. Ein Verständnis für die Dynamik der viralen mutierten Genotypen Aids in die Bewertung der Behandlung Fehler mit einer bestimmten Kombination und der Erkundung potenzieller Bergung Behandlungsschemata. Mathematische Modelle für virale Dynamik haben sich als unschätzbar erwiesen hat im Verständnis der viralen Lebenszyklus und die Auswirkungen von antiretroviralen Medikamenten. Allerdings sind solche Modelle verwenden in der Regel simplified und grobkörnigen Mutation Regelungen, dass Aufkantungen den Umfang ihrer Anwendung auf Arzneimittel-ganz speziellec Mutation klinische Daten, um zu beurteilen, mögliche nächste-line Therapien. Statistische Modelle der Mutation Anhäufung gedient haben gut in präparieren Mechanismen der Resistenz Evolution durch Mutation Rekonstruktion Pathways unter verschiedenen Medikamenten-Umgebungen. Während diese Modelle führen gut in der Vorhersage der Ergebnisse der Behandlung durch statistische lernen, sie enthalten keine Droge E ffect mechanistisch. Darüber hinaus aufgrund einer innewohnenden Mangel an zeitlichen Funktionen in solchen Modellen, sie sind weniger informativ auf Aspekte wie die Vorhersage mutational Fülle an Versagen der Behandlung. Dies schränkt die Anwendung in der Analyse der Pharmakologie von antiretroviralen Medikamenten, insbesondere, Zeit-abhängige Merkmale der HIV-Therapie wie Pharmakokinetik und Pharmakodynamik, und auch in dem Verständnis der Auswirkungen von Drogen e fficacy auf Mutation Dynamik. In dieser Arbeit, die wir bei der Entwicklung eines integrierten Modells von In-vivo-virale Dynamik Einbeziehung drug-ganz speziellec Mutation Systeme gelernt aus den klinischen Daten. Unsere kombinierten Modellansatz ermöglicht uns die Untersuchung der Dynamik von diff schiedene mutierten Genotypen und bewerten mutational Fülle an virologischem Versagen. Als Anwendung unseres Modells schätzen wir In-vivo-fitness Merkmale der viralen Mutanten unter di fferent drug Umgebungen. Unser Ansatz erstreckt sich auch natürlich auf mehrere-Therapien. Weitere zeigen wir die Vielseitigkeit unseres Modells zeigen, wie es können Modified zu integrieren kürzlich aufgeklärt Mechanismen der Drug Action einschließlich Molekülen, dass target host Faktoren. Zusätzlich haben wir Adresse ein weiterer wichtiger Aspekt in der klinischen Management der HIV-Erkrankung, das heißt Drogen Pharmakokinetik. Es ist klar, dass die Zeit-abhängige Änderungen in In-vivo-Wirkstoffkonzentration könnten die Auswirkungen auf die antivirale E ffect und haben auch Einfluss auf die Entscheidungen über Dosierungsintervalle. Wir präsentieren ein Framework, bietet ein integriertes Verständnis der wichtigsten Merkmale von mehreren Dosierungsschemata einschließlich Kumulation Übersetzungen und Halbwertszeiten, und untersuchen Sie die Auswirkungen von Drogen auf die Pharmakokinetik Virussuppression. Schließlich, Parameter identifiFähigkeit in solchen nichtlineare Modelle der virale Dynamik ist immer ein Anliegen, und wir untersuchen Methoden, um dieses Problem in unserer Einstellung. KW - HIV KW - mathematical modelling KW - viral fitness KW - pharmacokinetics KW - parameter estimation KW - HIV Erkrankung KW - Pharmakokinetik KW - Fitness KW - mathematische Modellierung KW - Kombinationstherapie Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100100 ER - TY - INPR A1 - Keller, Peter T1 - Mathematical modeling of molecular motors N2 - Amongst the many complex processes taking place in living cells, transport of cargoes across the cytosceleton is fundamental to cell viability and activity. To move cargoes between the different cell parts, cells employ Molecular Motors. The motors operate by transporting cargoes along the so-called cellular micro-tubules, namely rope-like structures that connect, for instance, the cell-nucleus and outer membrane. We introduce a new Markov Chain, the killed Quasi-Random-Walk, for such transport molecules and derive properties like the maximal run length and time. Furthermore we introduce permuted balance, which is a more flexible extension of the ordinary reversibility and introduce the notion of Time Duality, which compares certain passage times pathwise. We give a number of sufficient conditions for Time Duality based on the geometry of the transition graph. Both notions are closely related to properties of the killed Quasi-Random-Walk. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 2 (2013) 1 KW - Markov chain KW - time duality KW - transition path theory KW - absorption KW - molecular motor Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-63045 ER - TY - THES A1 - Schindler, Daniel T1 - Mathematical modeling and simulation of protrusion-driven cell dynamics T1 - Mathematische Modellierung und Simulation von amöboiden Zelldynamiken N2 - Amoeboid cell motility takes place in a variety of biomedical processes such as cancer metastasis, embryonic morphogenesis, and wound healing. In contrast to other forms of cell motility, it is mainly driven by substantial cell shape changes. Based on the interplay of explorative membrane protrusions at the front and a slower-acting membrane retraction at the rear, the cell moves in a crawling kind of way. Underlying these protrusions and retractions are multiple physiological processes resulting in changes of the cytoskeleton, a meshwork of different multi-functional proteins. The complexity and versatility of amoeboid cell motility raise the need for novel computational models based on a profound theoretical framework to analyze and simulate the dynamics of the cell shape. The objective of this thesis is the development of (i) a mathematical framework to describe contour dynamics in time and space, (ii) a computational model to infer expansion and retraction characteristics of individual cell tracks and to produce realistic contour dynamics, (iii) and a complementing Open Science approach to make the above methods fully accessible and easy to use. In this work, we mainly used single-cell recordings of the model organism Dictyostelium discoideum. Based on stacks of segmented microscopy images, we apply a Bayesian approach to obtain smooth representations of the cell membrane, so-called cell contours. We introduce a one-parameter family of regularized contour flows to track reference points on the contour (virtual markers) in time and space. This way, we define a coordinate system to visualize local geometric and dynamic quantities of individual contour dynamics in so-called kymograph plots. In particular, we introduce the local marker dispersion as a measure to identify membrane protrusions and retractions in a fully automated way. This mathematical framework is the basis of a novel contour dynamics model, which consists of three biophysiologically motivated components: one stochastic term, accounting for membrane protrusions, and two deterministic terms to control the shape and area of the contour, which account for membrane retractions. Our model provides a fully automated approach to infer protrusion and retraction characteristics from experimental cell tracks while being also capable of simulating realistic and qualitatively different contour dynamics. Furthermore, the model is used to classify two different locomotion types: the amoeboid and a so-called fan-shaped type. With the complementing Open Science approach, we ensure a high standard regarding the usability of our methods and the reproducibility of our research. In this context, we introduce our software publication named AmoePy, an open-source Python package to segment, analyze, and simulate amoeboid cell motility. Furthermore, we describe measures to improve its usability and extensibility, e.g., by detailed run instructions and an automatically generated source code documentation, and to ensure its functionality and stability, e.g., by automatic software tests, data validation, and a hierarchical package structure. The mathematical approaches of this work provide substantial improvements regarding the modeling and analysis of amoeboid cell motility. We deem the above methods, due to their generalized nature, to be of greater value for other scientific applications, e.g., varying organisms and experimental setups or the transition from unicellular to multicellular movement. Furthermore, we enable other researchers from different fields, i.e., mathematics, biophysics, and medicine, to apply our mathematical methods. By following Open Science standards, this work is of greater value for the cell migration community and a potential role model for other Open Science contributions. N2 - Amöboide Zellmotilität findet bei einer Vielzahl biomedizinischer Prozesse wie Krebsmetastasierung, embryonaler Morphogenese und Wundheilung statt. Im Gegensatz zu anderen Formen der Zellmotilität wird sie hauptsächlich durch erhebliche Formveränderungen der Zelle angetrieben. Sie beruht auf dem Zusammenspiel von explorativen Membranausstülpungen an der Vorderseite und einem langsamer wirkenden Membraneinzug an der Rückseite. Die Komplexität amöboider Zellmotilität machen neue Berechnungsmodelle erforderlich, um die Dynamik der Zellform mathematisch fundiert zu analysieren und zu simulieren. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung (i) eines mathematischen Frameworks zur Beschreibung der Konturendynamik in Zeit und Raum, (ii) eines Computermodells, um Eigenschaften der Membranveränderungen von einzelnen Zellen zu inferieren und gleichzeitig realistische Konturdynamiken zu simulieren, (iii) und eines ergänzenden Open-Science-Ansatzes, um die oben genannten Methoden vollständig zugänglich und leicht anwendbar zu machen. Auf der Grundlage von aufeinander folgenden Mikroskopiebildern vom Modellorganismus Dictyostelium discoideum, wenden wir einen Bayesschen Ansatz an, um glatte Darstellungen der Zellmembran, sogenannte Zellkonturen, zu erhalten. Wir führen eine einparametrige Familie von regularisierten Konturflüssen ein, um Referenzpunkte auf der Kontur (virtuelle Marker) in Zeit und Raum zu verfolgen. Auf diese Weise definieren wir ein Koordinatensystem zur Visualisierung lokaler geometrischer und dynamischer Größen der individuellen Konturdynamiken in sogenannten Kymographen-Plots. Insbesondere führen wir die lokale Marker-Dispersion ein, mit der signifikante Membranveränderungen identifiziert werden können. Dieses mathematische Framework bildet die Grundlage für unser neues Modell zur Beschreibung von Konturendynamiken. Es besteht aus drei biophysiologisch motivierten Komponenten: einem stochastischen Term, der die Membranausstülpungen steuert, und zwei deterministischen Termen, die das Membraneinziehen, unter Berücksichtigung der Konturform und -fläche, steuern. Unser Modell bietet einen vollautomatisierten Ansatz zur Inferrenz der Charakteristiken von Membranveränderungen für experimentelle Zelldaten. Außerdem ermöglicht es die Simulation von realistischen und qualitativ unterschiedlichen Konturendynamiken. Mit dem ergänzenden Open-Science-Ansatz setzen wir einen hohen Standard hinsichtlich der Nutzbarkeit unserer Methoden und der Reproduzierbarkeit unserer Forschung. In diesem Kontext stellen wir die Softwarepublikation AmoePy vor, ein Open-Source-Pythonpaket zur Segmentierung, Analyse und Simulation von amöboider Zellmotilität. Darüber hinaus beschreiben wir Maßnahmen zur Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit und Erweiterbarkeit, z. B. durch detaillierte Ausführanweisungen und eine automatisch generierte Quellcodedokumentation, und zur Gewährleistung der Funktionalität und Stabilität, z. B. durch automatische Softwaretests, Datenvalidierung und eine hierarchische Paketstruktur. Die mathematischen Methoden dieser Arbeit stellen wesentliche Verbesserungen in der Modellierung und Analyse der amöboiden Zellmotilität dar. Wir sind der Ansicht, dass die oben genannten Methoden aufgrund ihrer Verallgemeinerbarkeit von größerem Wert für andere wissenschaftliche Anwendungen sind und potentiell einsetzbar in verschiedenen Wissenschaftsfeldern sind, u. a. Mathematik, Biophysik und Medizin. Durch die Einhaltung von Open-Science-Standards ist diese Arbeit von größerem Wert und ein potenzielles Vorbild für andere Open-Science-Beiträge. KW - amöboide Bewegung KW - Zellmotilität KW - mathematische Modellierung KW - offene Wissenschaft KW - amoeboid motion KW - cell motility KW - mathematical modeling KW - open science Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-613275 ER - TY - INPR A1 - Anders, Martin T1 - Martingale, Amarts und das starke Gesetz der Grossen Zahlen N2 - Aus dem Inhalt: Einleitung Kapitel 1. Starke Gesetze der Grossen Zahlen 1. SGGZ unter Wachstumsbedingungen an die p-ten Momente 2. SGGZ für identisch verteilte Zufallsvariablen 3. SGGZ für Prozesse mit *-mixing-Eigenschaft Kapitel 2. Einführung zu diskreten (Sub-,Super-)Martingalen 1. Vorhersagbarkeit 2. gestoppte (Sub-,Super-)Martingale 3. Upcrossings 4. Konvergenzsätze 5. Doob-Zerlegung 6. Eine äquivalente Definition eines (Sub-)Martingals Kapitel 3. Martingale und gleichgradige Integrierbarkeit 1. Gleichmäßige(-f¨ormige,-gradige) Integrierbarkeit 2. gleichgradig integrierbare Martingale Kapitel 4. Martingale und das SGGZ Kapitel 5.”reversed“ (Sub-,Super-)Martingale 1. Konvergenzsätze Kapitel 6. (Sub-,Super-)Martingale mit gerichteter Indexmenge 1. Äquivalente Formulierung eines (Sub-)Martingals 2. Konvergenzsätze Kapitel 7. Quasimartingale,Amarts und Semiamarts 1. Konvergenzsätze 2. Riesz-Zerlegung 3. Doob-Zerlegung Kapitel 8. Amarts und das SGGZ Kapitel 9.”reversed“ Amarts und Semiamarts 1. Konvergenzsätze 2.”Aufwärts“- gegen ”Abwärts“-Adaptiertheit 3. Riesz-Zerlegung 4. Stabilitätsanalyse Kapitel 10. Amarts mit gerichteter Indexmenge 1. Konvergenzsätze 2. Riesz-Zerlegung Anhang A. zur Existenz einer Folge unabhängiger Zufallsvariablen B. Konvergenz T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2009, 01 Y1 - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49494 ER - TY - INPR A1 - Rafler, Mathias T1 - Martin-Dynkin Boundaries of the Bose Gas N2 - The Ginibre gas is a Poisson point process defined on a space of loops related to the Feynman-Kac representation of the ideal Bose gas. Here we study thermodynamic limits of different ensembles via Martin-Dynkin boundary technique and show, in which way infinitely long loops occur. This effect is the so-called Bose-Einstein condensation. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2008, 03 KW - Martin-Dynkin boundary KW - Bose-Einstein condensation KW - Point process KW - Loop space KW - Gibbs state Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51667 ER - TY - INPR A1 - Hieber, Matthias A1 - Schrohe, Elmar T1 - Lρ spectral independence of elliptic operators via commutator estimates N2 - Let {Tsub(p) : q1 ≤ p ≤ q2} be a family of consistent Csub(0) semigroups on Lφ(Ω) with q1, q2 ∈ [1, ∞)and Ω ⊆ IRn open. We show that certain commutator conditions on Tφ and on the resolvent of its generator Aφ ensure the φ independence of the spectrum of Aφ for φ ∈ [q1, q2]. Applications include the case of Petrovskij correct systems with Hölder continuous coeffcients, Schrödinger operators, and certain elliptic operators in divergence form with real, but not necessarily symmetric, or complex coeffcients. T3 - Preprint - (1997) 17 KW - Lφ spectrum KW - spectral independence KW - elliptic systems Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25047 ER - TY - INPR A1 - Galstian, Anahit T1 - Lp - Lq decay estimates for the equation with exponentially growing coefficient N2 - Contents: 1 Introduction 1 Representation formulas 2 Consideration in the pseudodifferential zone: e up(t) |ξ| ≤ 1 3 Consideration in he hyperbolic zone: e up(t) |ξ| ≥ 1 T3 - Preprint - (2001) 24 Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26079 ER - TY - INPR A1 - Popivanov, Petăr R. T1 - Lorenz transformations and creation of logarithmic singularities to the solutions of some nonstrictly hyperbolic semilinear systems with two space variables T3 - Preprint - (2004) 07 Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26710 ER - TY - INPR A1 - Krainer, Thomas A1 - Schulze, Bert-Wolfgang T1 - Long-time asymptotics with geometric singularities in the spatial variables N2 - Content: Introduction 1 Anisotropic operators in a cylinder with a conical base 1.1 Manifolds with conical singularities and opertors of Fuchs type 1.2 Typical operators and symbol structures 2 Weighted wedge Sobolev spaces and edge asymptotics 2.1 Discrete edge asymptotics 2.2 Continuos edge asymptotics with discrete limit at infinity 2.3 Calculus with operator valued symbols 3 Corner asymptotics at infinity 3.1 The structure of singular functions 3.2 Operators with trace and potential conditions 3.3 Asymptotics and (anisotropic) elliptic regularity T3 - Preprint - (2000) 17 Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25824 ER - TY - INPR A1 - Cattiaux, Patrick A1 - Fradon, Myriam A1 - Kulik, Alexei Michajlovič A1 - Roelly, Sylvie T1 - Long time behavior of stochastic hard ball systems N2 - We study the long time behavior of a system of two or three Brownian hard balls living in the Euclidean space of dimension at least two, submitted to a mutual attraction and to elastic collisions. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 2(2013)15 KW - Stochastic differential equations KW - hard core interaction KW - reversible measure KW - normal reflection KW - local time Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-68388 ER - TY - INPR A1 - Nazaikinskii, Vladimir A1 - Schulze, Bert-Wolfgang A1 - Sternin, Boris T1 - Localization problem in index theory of elliptic operators N2 - This is a survey of recent results concerning the general index locality principle, associated surgery, and their applications to elliptic operators on smooth manifolds and manifolds with singularities as well as boundary value problems. The full version of the paper is submitted for publication in Russian Mathematical Surveys. T3 - Preprint - (2001) 34 KW - elliptic operators KW - index theory KW - surgery KW - relative index KW - manifold with singularities Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26175 ER - TY - INPR A1 - Messina, Francesca T1 - Local solvability for semilinear Fuchsian equations N2 - Contents: 1 Introduction 2 Differential operators on manifolds with conical singularities 3 When H up(s,y) (B) is an algebra 4 Statement of the main result 5 Proof of the theorem T3 - Preprint - (2001) 29 Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26124 ER - TY - INPR A1 - Brauer, Uwe A1 - Karp, Lavi T1 - Local existence of classical solutions for the Einstein-Euler system using weighted Sobolev spaces of fractional order N2 - We prove the existence of a class of local in time solutions, including static solutions, of the Einstein-Euler system. This result is the relativistic generalisation of a similar result for the Euler-Poisson system obtained by Gamblin [8]. As in his case the initial data of the density do not have compact support but fall off at infinity in an appropriate manner. An essential tool in our approach is the construction and use of weighted Sobolev spaces of fractional order. Moreover, these new spaces allow us to improve the regularity conditions for the solutions of evolution equations. The details of this construction, the properties of these spaces and results on elliptic and hyperbolic equations will be presented in a forthcoming article. T3 - Preprint - (2006) 17 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-30175 ER - TY - INPR A1 - Witt, Ingo T1 - Local asymptotic types N2 - The local theory of asymptotic types is elaborated. It appears as coordinate-free version of part of GOHBERG-SIGAL's theory of the inversion of finitely meromorphic, operator-valued functions at a point. T3 - Preprint - (2002) 16 Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26346 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 - INPR A1 - Champagnat, Nicolas A1 - Roelly, Sylvie T1 - Limit theorems for conditioned multitype Dawson-Watanabe processes N2 - A multitype Dawson-Watanabe process is conditioned, in subcritical and critical cases, on non-extinction in the remote future. On every nite time interval, its distribution law is absolutely continuous with respect to the law of the unconditioned process. A martingale problem characterization is also given. The explicit form of the Laplace functional of the conditioned process is used to obtain several results on the long time behaviour of the mass of the conditioned and unconditioned processes. The general case is considered first, where the mutation matrix which modelizes the interaction between the types, is irreducible. Several two-type models with decomposable mutation matrices are also analysed. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2007, 01 Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49426 ER - TY - THES A1 - Dahl, Dorothee Sophie T1 - Let's have FUN! Gamification im Mathematikunterricht N2 - Spiele und spieltypische Elemente wie das Sammeln von Treuepunkten sind aus dem Alltag kaum wegzudenken. Zudem werden sie zunehmend in Unternehmen oder in Lernumgebungen eingesetzt. Allerdings ist die Methode Gamification bisher für den pädagogischen Kontext wenig klassifiziert und für Lehrende kaum zugänglich gemacht worden. Daher zielt diese Bachelorarbeit darauf ab, eine systematische Strukturierung und Aufarbeitung von Gamification sowie innovative Ansätze für die Verwendung spieltypischer Elemente im Unterricht, konkret dem Mathematikunterricht, zu präsentieren. Dies kann eine Grundlage für andere Fachgebiete, aber auch andere Lehrformen bieten und so die Umsetzbarkeit von Gamification in eigenen Lehrveranstaltungen aufzeigen. In der Arbeit wird begründet, weshalb und mithilfe welcher Elemente Gamification die Motivation und Leistungsbereitschaft der Lernenden langfristig erhöhen, die Sozial- und Personalkompetenzen fördern sowie die Lernenden zu mehr Aktivität anregen kann. Zudem wird Gamification explizit mit grundlegenden mathematikdidaktischen Prinzipien in Verbindung gesetzt und somit die Relevanz für den Mathematikunterricht hervorgehoben. Anschließend werden die einzelnen Elemente von Gamification wie Punkte, Level, Abzeichen, Charaktere und Rahmengeschichte entlang einer eigens für den pädagogischen Kontext entwickelten Klassifikation „FUN“ (Feedback – User specific elements – Neutral elements) schematisch beschrieben, ihre Funktionen und Wirkung dargestellt sowie Einsatzmöglichkeiten im Unterricht aufgezeigt. Dies beinhaltet Ideen zu lernförderlichem Feedback, Differenzierungsmöglichkeiten und Unterrichtsrahmengestaltung, die in Lehrveranstaltungen aller Art umsetzbar sein können. Die Bachelorarbeit umfasst zudem ein spezifisches Beispiel, einen Unterrichtsentwurf einer gamifizierten Mathematikstunde inklusive des zugehörigen Arbeitsmaterials, anhand dessen die Verwendung von Gamification deutlich wird. Gamification offeriert oftmals Vorteile gegenüber dem traditionellen Unterricht, muss jedoch wie jede Methode an den Inhalt und die Zielgruppe angepasst werden. Weiterführende Forschung könnte sich mit konkreten motivationalen Strukturen, personenspezifischen Unterschieden sowie mit mathematischen Inhalten wie dem Problemlösen oder dem Wechsel zwischen verschiedenen Darstellungen hinsichtlich gamifizierter Lehrformen beschäftigen. N2 - Games and game-typical elements such as collecting points are an indispensable part of everyday life. In addition, they are used increasingly in companies or in learning environments. However, the method of gamification has been little classified for the pedagogical context and it has hardly been made accessible to teachers so far. Therefore, this bachelor’s thesis aims to present a systematic structure and reconditioning of gamification as well as innovative approaches for the implementation of game-typical elements in educational contexts, specifically in teaching mathematics. This thesis can provide a basis for other subject areas, but also for other forms of teaching and thus demonstrate the feasibility of gamification in own courses. The paper explains why and with which elements gamification can increase learners' motivation and willingness to perform in the long term, promote social and personal competences and encourage learners to become more active. Moreover, gamification is explicitly linked to basic mathematics didactic principles and thus emphasizes its relevance for mathematics teaching. Afterwards the individual elements of gamification such as points, levels, badges, characters and frame story are described schematically according to the classification “FUN” (Feedback – User specific elements – Neutral elements), developed especially for the educational context in the thesis. This includes ideas for learn-enhancing feedback, opportunities for differentiation and the design of teaching frameworks that can be implemented in courses of all kinds. The bachelor’s thesis also includes a specific example, a lesson plan for a gamified mathematics lesson including the associated working material, which illustrates the use of gamification. Gamification often offers advantages over traditional teaching, but like any method, it must be adapted to the content and the target group. Further research could focus on specific motivational structures, individual differences of students, and mathematical contents such as problem solving or changing representations regarding gamified teaching. KW - Gamification KW - Spiel KW - Motivation KW - Methode KW - Unterrichtsmethode KW - Feedback KW - Innovation KW - Lernen KW - Mathematikdidaktik KW - Mathematikunterricht KW - gamification KW - game KW - game-based KW - motivation KW - learning KW - feedback KW - method KW - teaching KW - teaching methods KW - didactics of mathematics Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-515937 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 - JOUR A1 - Pechersky, Eugeny A1 - Pirogov, Sergei A1 - Yambartsev, Anatoly T1 - Large emissions BT - Hawking-Penrose black hole model JF - Lectures in pure and applied mathematics KW - random point processes KW - statistical mechanics KW - stochastic analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472049 SN - 978-3-86956-485-2 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X IS - 6 SP - 77 EP - 86 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Keverpütz, Claudia A1 - Küppers, Bastian T1 - Konsistente Lehr-Lern-Prozesse in der dualen IT-Ausbildung JF - Commentarii informaticae didacticae N2 - In der dualen IT-Ausbildung als Verbindung von beruflicher und akademischer Qualifikation werden die berufstypischen Werkzeuge, wie z. B. Laptops, ebenso in den Lehr-Lern-Prozessen der akademischen Unterrichtseinheiten eingesetzt. Im Prüfungswesen wird oft auf klassische Papierklausuren zurückgegriffen. Unterrichtseinheiten mit hohem Blended-Learning-Anteil ohne E-Prüfung werden dabei als „nicht konsistent“ wahrgenommen. In diesem Artikel wird eine empirische Studie dargelegt, die untersucht, welche Einflüsse aus der persönlichen Lernbiografie bei den Lehrenden in einer dualen IT-Ausbildung dazu führen können, die Möglichkeiten eines E-Assessments als summative Modulprüfung anzunehmen oder abzulehnen. Beispielhaft wurden in der dargelegten Studie Interviews mit Dozenten geführt und diese hinsichtlich der Verbindung zwischen Lernbiografie, Gestaltung der Didaktik der Lehr-Lern-Prozesse, Zufriedenheit und Veränderungsbereitschaft untersucht. KW - e-Learning KW - e-Assessment KW - Blended Learning KW - duale IT-Ausbildung Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-416341 IS - 12 SP - 91 EP - 100 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Prenov, B. A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Kernel spikes of singular problems N2 - Function spaces with asymptotics is a usual tool in the analysis on manifolds with singularities. The asymptotics are singular ingredients of the kernels of pseudodifferential operators in the calculus. They correspond to potentials supported by the singularities of the manifold, and in this form asymptotics can be treated already on smooth configurations. This paper is aimed at describing refined asymptotics in the Dirichlet problem in a ball. The beauty of explicit formulas highlights the structure of asymptotic expansions in the calculi on singular varieties. T3 - Preprint - (2001) 36 Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26195 ER - TY - INPR A1 - Shlapunov, Alexander T1 - Iterations of self-adjoint operators and their applications to elliptic systems N2 - Let Hsub(0), Hsub(1) be Hilbert spaces and L : Hsub(0) -> Hsub(1) be a linear bounded operator with ||L|| ≤ 1. Then L*L is a bounded linear self-adjoint non-negative operator in the Hilbert space Hsub(0) and one can use the Neumann series ∑∞sub(v=0)(I - L*L)v L*f in order to study solvability of the operator equation Lu = f. In particular, applying this method to the ill-posed Cauchy problem for solutions to an elliptic system Pu = 0 of linear PDE's of order p with smooth coefficients we obtain solvability conditions and representation formulae for solutions of the problem in Hardy spaces whenever these solutions exist. For the Cauchy-Riemann system in C the summands of the Neumann series are iterations of the Cauchy type integral. We also obtain similar results 1) for the equation Pu = f in Sobolev spaces, 2) for the Dirichlet problem and 3) for the Neumann problem related to operator P*P if P is a homogeneous first order operator and its coefficients are constant. In these cases the representations involve sums of series whose terms are iterations of integro-differential operators, while the solvability conditions consist of convergence of the series together with trivial necessary conditions. T3 - Preprint - (1999) 03 Y1 - 1999 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25401 ER - TY - GEN A1 - Kolbe, Benedikt Maximilian A1 - Evans, Myfanwy E. T1 - Isotopic tiling theory for hyperbolic surfaces T2 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - In this paper, we develop the mathematical tools needed to explore isotopy classes of tilings on hyperbolic surfaces of finite genus, possibly nonorientable, with boundary, and punctured. More specifically, we generalize results on Delaney-Dress combinatorial tiling theory using an extension of mapping class groups to orbifolds, in turn using this to study tilings of covering spaces of orbifolds. Moreover, we study finite subgroups of these mapping class groups. Our results can be used to extend the Delaney-Dress combinatorial encoding of a tiling to yield a finite symbol encoding the complexity of an isotopy class of tilings. The results of this paper provide the basis for a complete and unambiguous enumeration of isotopically distinct tilings of hyperbolic surfaces. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1347 KW - isotopic tiling theory KW - Delaney–Dress tiling theory KW - mapping class groups KW - Orbifolds KW - maps on surfaces KW - hyperbolic tilings Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-544285 SN - 1866-8372 IS - 1 ER - TY - INPR A1 - Airapetyan, Ruben A1 - Witt, Ingo T1 - Isometric properties of the Hankel Transformation in weighted sobolev spaces N2 - It is shown that the Hankel transformation Hsub(v) acts in a class of weighted Sobolev spaces. Especially, the isometric mapping property of Hsub(v) which holds on L²(IRsub(+),rdr) is extended to spaces of arbitrary Sobolev order. The novelty in the approach consists in using techniques developed by B.-W. Schulze and others to treat the half-line Rsub(+) as a manifold with a conical singularity at r = 0. This is achieved by pointing out a connection between the Hankel transformation and the Mellin transformation.The procedure proposed leads at the same time to a short proof of the Hankel inversion formula. An application to the existence and higher regularity of solutions, including their asymptotics, to the 1-1-dimensional edge-degenerated wave equation is given. T3 - Preprint - (1997) 14 Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25001 ER - TY - INPR A1 - Levendorskii, Sergei Z. A1 - Boyarchenko, Svetlana I. T1 - Investment under uncertainty when shocks are non-gaussian T3 - Preprint - (1998) 08 Y1 - 1998 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25201 ER - TY - THES A1 - Tschisgale, Paul T1 - Introduction to the Glauber dynamics for the Curie-Weiss Potts model N2 - This thesis aims at presenting in an organized fashion the required basics to understand the Glauber dynamics as a way of simulating configurations according to the Gibbs distribution of the Curie-Weiss Potts model. Therefore, essential aspects of discrete-time Markov chains on a finite state space are examined, especially their convergence behavior and related mixing times. Furthermore, special emphasis is placed on a consistent and comprehensive presentation of the Curie-Weiss Potts model and its analysis. Finally, the Glauber dynamics is studied in general and applied afterwards in an exemplary way to the Curie-Weiss model as well as the Curie-Weiss Potts model. The associated considerations are supplemented with two computer simulations aiming to show the cutoff phenomenon and the temperature dependence of the convergence behavior. N2 - Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, die erforderlichen Grundlagen für das Verständnis der Glauber Dynamik auf organisierte Art und Weise darzustellen. Die Glauber Dynamik stellt eine Möglichkeit der Simulation von Konfigurationen der Gibbs Verteilung des Curie-Weiss Potts Modells dar. Es werden zunächst die zum Verständnis notwendigen Grundlagen von endlichen Markov-Ketten in diskreter Zeit beleuchtet, insbesondere ihr Konvergenzverhalten und die damit verbundene Mischzeit. Darüber hinaus legt diese Arbeit einen Schwerpunkt auf eine konsistente sowie verständliche Darbietung und Analyse des Curie-Weiss Potts Modells. Schließlich wird explizit die Glauber Dynamik betrachtet und anschließend exemplarisch auf das Curie-Weiss Modell und auf das Curie-Weiss Potts Modell angewandt. Die dazugehörigen Betrachtungen werden durch zwei Computersimulationen ergänzt, welche darauf abzielen, das Cutoff-Phänomen sowie die Temperaturabhängigkeit des Konvergenzverhaltens darzustellen bzw. zu verdeutlichen. T2 - Einführung in die Glauber Dynamik des Curie-Weiss Potts Modells KW - Glauber Dynamics KW - Curie-Weiss Potts Model KW - Mixing Times KW - MCMC KW - Glauber Dynamik KW - Curie-Weiss Potts Modell KW - Mischzeiten KW - MCMC-Verfahren Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-486769 ER - TY - BOOK A1 - Kulik, Alexei Michajlovič ED - Roelly, Sylvie T1 - Introduction to Ergodic rates for Markov chains and processes BT - with applications to limit theorems N2 - The present lecture notes aim for an introduction to the ergodic behaviour of Markov Processes and addresses graduate students, post-graduate students and interested readers. Different tools and methods for the study of upper bounds on uniform and weak ergodic rates of Markov Processes are introduced. These techniques are then applied to study limit theorems for functionals of Markov processes. This lecture course originates in two mini courses held at University of Potsdam, Technical University of Berlin and Humboldt University in spring 2013 and Ritsumameikan University in summer 2013. Alexei Kulik, Doctor of Sciences, is a Leading researcher at the Institute of Mathematics of Ukrainian National Academy of Sciences. T3 - Lectures in pure and applied mathematics - 2 KW - Markov processes KW - Markovprozesse KW - long-time behaviour KW - Langzeitverhalten KW - ergodic rates KW - Konvergenzrate Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-79360 SN - 978-3-86956-338-1 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Solms, Alexander Maximilian T1 - Integrating nonlinear mixed effects and physiologically–based modeling approaches for the analysis of repeated measurement studies T1 - Integration nicht-linearer gemischter Modelle und physiologie-basierte Modellierung Ansätze in die Auswertung longitudinaler Studien BT - with applications in quantitative pharmacology and quantitative psycholinguistics N2 - During the drug discovery & development process, several phases encompassing a number of preclinical and clinical studies have to be successfully passed to demonstrate safety and efficacy of a new drug candidate. As part of these studies, the characterization of the drug's pharmacokinetics (PK) is an important aspect, since the PK is assumed to strongly impact safety and efficacy. To this end, drug concentrations are measured repeatedly over time in a study population. The objectives of such studies are to describe the typical PK time-course and the associated variability between subjects. Furthermore, underlying sources significantly contributing to this variability, e.g. the use of comedication, should be identified. The most commonly used statistical framework to analyse repeated measurement data is the nonlinear mixed effect (NLME) approach. At the same time, ample knowledge about the drug's properties already exists and has been accumulating during the discovery & development process: Before any drug is tested in humans, detailed knowledge about the PK in different animal species has to be collected. This drug-specific knowledge and general knowledge about the species' physiology is exploited in mechanistic physiological based PK (PBPK) modeling approaches -it is, however, ignored in the classical NLME modeling approach. Mechanistic physiological based models aim to incorporate relevant and known physiological processes which contribute to the overlying process of interest. In comparison to data--driven models they are usually more complex from a mathematical perspective. For example, in many situations, the number of model parameters outrange the number of measurements and thus reliable parameter estimation becomes more complex and partly impossible. As a consequence, the integration of powerful mathematical estimation approaches like the NLME modeling approach -which is widely used in data-driven modeling -and the mechanistic modeling approach is not well established; the observed data is rather used as a confirming instead of a model informing and building input. Another aggravating circumstance of an integrated approach is the inaccessibility to the details of the NLME methodology so that these approaches can be adapted to the specifics and needs of mechanistic modeling. Despite the fact that the NLME modeling approach exists for several decades, details of the mathematical methodology is scattered around a wide range of literature and a comprehensive, rigorous derivation is lacking. Available literature usually only covers selected parts of the mathematical methodology. Sometimes, important steps are not described or are only heuristically motivated, e.g. the iterative algorithm to finally determine the parameter estimates. Thus, in the present thesis the mathematical methodology of NLME modeling is systemically described and complemented to a comprehensive description, comprising the common theme from ideas and motivation to the final parameter estimation. Therein, new insights for the interpretation of different approximation methods used in the context of the NLME modeling approach are given and illustrated; furthermore, similarities and differences between them are outlined. Based on these findings, an expectation-maximization (EM) algorithm to determine estimates of a NLME model is described. Using the EM algorithm and the lumping methodology by Pilari2010, a new approach on how PBPK and NLME modeling can be combined is presented and exemplified for the antibiotic levofloxacin. Therein, the lumping identifies which processes are informed by the available data and the respective model reduction improves the robustness in parameter estimation. Furthermore, it is shown how apriori known factors influencing the variability and apriori known unexplained variability is incorporated to further mechanistically drive the model development. Concludingly, correlation between parameters and between covariates is automatically accounted for due to the mechanistic derivation of the lumping and the covariate relationships. A useful feature of PBPK models compared to classical data-driven PK models is in the possibility to predict drug concentration within all organs and tissue in the body. Thus, the resulting PBPK model for levofloxacin is used to predict drug concentrations and their variability within soft tissues which are the site of action for levofloxacin. These predictions are compared with data of muscle and adipose tissue obtained by microdialysis, which is an invasive technique to measure a proportion of drug in the tissue, allowing to approximate the concentrations in the interstitial fluid of tissues. Because, so far, comparing human in vivo tissue PK and PBPK predictions are not established, a new conceptual framework is derived. The comparison of PBPK model predictions and microdialysis measurements shows an adequate agreement and reveals further strengths of the presented new approach. We demonstrated how mechanistic PBPK models, which are usually developed in the early stage of drug development, can be used as basis for model building in the analysis of later stages, i.e. in clinical studies. As a consequence, the extensively collected and accumulated knowledge about species and drug are utilized and updated with specific volunteer or patient data. The NLME approach combined with mechanistic modeling reveals new insights for the mechanistic model, for example identification and quantification of variability in mechanistic processes. This represents a further contribution to the learn & confirm paradigm across different stages of drug development. Finally, the applicability of mechanism--driven model development is demonstrated on an example from the field of Quantitative Psycholinguistics to analyse repeated eye movement data. Our approach gives new insight into the interpretation of these experiments and the processes behind. N2 - Für die Erforschung und Entwicklung eines neuen Arzneistoffes wird die sichere und wirksame Anwendung in präklinischen und klinischen Studien systematisch untersucht. Ein wichtiger Bestandteil dieser Studien ist die Bestimmung der Pharmakokinetik (PK), da über diese das Wirkungs- und Nebenwirkungsprofil maßgeblich mitbestimmt wird. Um die PK zu bestimmen wird in der Studienpopulation die Wirkstoffkonzentration im Blut wiederholt über die Zeit gemessen. Damit kann sowohl der Konzentrations-Zeit-Verlauf als auch die dazugehörige Variabilität in der Studienpopulation bestimmt werden. Darüber hinaus ist ein weiteres Ziel, die Ursachen dieser Variabilität zu identifizieren. Fär die Auswertung der Daten werden nichtlineare, gemischte Effektmodelle (NLME) eingesetzt. Im Vorfeld der klinischen Studien sind bereits viele Eigenschaften des Wirkstoffes bekannt, da der Wirkstoff-Testung am Menschen die Bestimmung der PK an verschiedenen Tierspezies voraus geht. Auf Basis dieser wirkstoffspezifischen Daten und des Wissens um die spezifische humane Physiologie können mittels mechanistisch physiologiebasierter Modelle Vorhersagen für die humane PK getroffen werden. Bei der Analyse von PK Daten mittels NLME Modellen wird dieses vorhandene Wissen jedoch nicht verwertet. In physiologiebasierten Modellen werden physiologische Prozesse, die die PK bestimmen und beeinflussen können, ber+cksichtigt. Aus mathematischer Sicht sind solche mechanistischen Modelle im Allgemeinen deutlich komplexer als empirisch motivierte Modelle. In der Anwendung kommt es deswegen häufig zu Situationen, in denen die Anzahl der Modellparameter die Anzahl der zugrunde liegenden Beobachtungen übertrifft. Daraus folgt unter anderem, dass die Parameterschätzung, wie sie in empirisch motivierten Modellen genutzt wird, in der Regel unzuverlässig bzw. nicht möglich ist. In Folge dessen werden klinische Daten in der mechanistischen Modellierung meist nur zur Modellqualifizierung genutzt und nicht in die Modell(weiter)entwicklung integriert. Ein weiterer erschwerender Umstand, NLME und PBPK Modelle in der Anwendung zu kombinieren, beruht auch auf der Komplexität des NLME Ansatzes. Obwohl diese Methode seit Jahrzehnten existiert, sind in der Literatur nur ausgewählte Teilstücke der zugrunde liegenden Mathematik beschrieben und hergeleitet; eine lückenlose Beschreibung fehlt. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Arbeit systematisch die Methodik und mathematischen Zusammenhänge des NLME Ansatzes, von der ursprüngliche Idee und Motivation bis zur Parameterschätzung beschrieben. In diesem Kontext werden neue Interpretationen der unterschiedlichen Methoden, die im Rahmen der NLME Modellierung verwendet werden, vorgestellt; zudem werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen diesen herausgearbeitet. Mittels dieser Erkenntnisse wird ein Expectation-Maximization (EM) Algorithmus zur Parameterschätzung in einer NLME Analyse beschrieben. Mittels des neuen EM Algorithmus, kombiniert mit dem Lumping-Ansatz von Pilari und Huisinga (S. Pilari, W. Huisinga, JPKPD Vol. 37(4), 2010.) wird anhand des Antibiotikums Levofloxacin ein neuer konzeptioneller Ansatz entwickelt, der PBPK- und NLME-Modellierung zur Datenanalyse integriert. Die Lumping-Methode definiert hierbei, welche Prozesse von den verfügbaren Daten informiert werden, sie verbessert somit die Robustheit der Parameterschätzung. Weiterhin wird gezeigt, wie a-priori Wissen über Variabilität und Faktoren, die diese beeinflussen, sowie unerklärte Variabilität in das Modell integriert werden können. Ein elementarer Vorteil von PBPK Modellen gegenüber empirisch motivieren PK Modellen besteht in der Möglichkeit, Wirkstoffkonzentrationen innerhalb von Organen und Gewebe im Körper vorherzusagen. So kann das PBPK-Modell für Levofloxacin genutzt werden, um Wirkstoffkonzentrationen innerhalb der Gewebe vorherzusagen, in denen typischerweise Infektionen auftreten. Für Muskel- und Fettgewebe werden die PBPK-Vorhersagen mit Mikrodialyse Gewebemessungen verglichen. Die gute übereinstimmung von PBPK-Modell und Mikrodialyse stellt eine noch nicht vorhanden Validierung des PBPK-Gewebemodells im Menschen dar. In dieser Dissertation wird gezeigt, wie mechanistische PBPK Modelle, die in der Regel in der frühen Phase der Arzneimittelentwicklung entwickelt werden, erfolgreich zur Analyse von klinischen Studien eingesetzt werden können. Das bestehende Wissen über den neuen Wirkstoff wird somit gezielt genutzt und mit klinischen Daten von Probanden oder Patienten aktualisiert. Im Fall von Levofloxacin konnte Variabilität in mechanistischen Prozessen identifiziert und quantifiziert werden. Dieses Vorgehen liefert einen weiteren Beitrag zum learn & confirm Paradigma im Forschungs- und Entwicklungsprozess eines neuen Wirkstoffes. Abschließend wird anhand eines weiteren real world-Beispieles aus dem Bereich der quantitativen Psycholinguistik die Anwendbarkeit und der Nutzen des vorgestellten integrierten Ansatz aus mechanistischer und NLME Modellierung in der Analyse von Blickbewegungsdaten gezeigt. Mittels eines mechanistisch motivierten Modells wird die Komplexität des Experimentes und der Daten abgebildet, wodurch sich neue Interpretationsmöglichkeiten ergeben. KW - NLME KW - PBPK KW - EM KW - lumping KW - popPBPK KW - mechanistic modeling KW - population analysis KW - popPK KW - microdialysis KW - nicht-lineare gemischte Modelle (NLME) KW - physiologie-basierte Pharmacokinetic (PBPK) KW - EM KW - Lumping KW - popPBPK KW - popPK KW - mechanistische Modellierung KW - Populations Analyse KW - Microdialyse Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-397070 ER - TY - CHAP A1 - Audin, Michèle A1 - Ducourtioux, Catherine A1 - Ouédraogo, Françoise A1 - Schulz, René A1 - Delgado, Julio A1 - Ruzhansky, Michael A1 - Lebeau, Gilles ED - Paycha, Sylvie T1 - Integral Fourier operators T1 - Fourier Integraloperatoren BT - proceedings of a summer school, Ouagadougou 14–25 September 2015 BT - Akten einer Sommerschule, Ouagadougou, Burkina Faso, 14-26. September 2015 N2 - This volume of contributions based on lectures delivered at a school on Fourier Integral Operators held in Ouagadougou, Burkina Faso, 14–26 September 2015, provides an introduction to Fourier Integral Operators (FIO) for a readership of Master and PhD students as well as any interested layperson. Considering the wide spectrum of their applications and the richness of the mathematical tools they involve, FIOs lie the cross-road of many a field. This volume offers the necessary background, whether analytic or geometric, to get acquainted with FIOs, complemented by more advanced material presenting various aspects of active research in that area. N2 - Dieser Band basiert auf Vorlesungen, die in einer Schule über Fourier Integraloperatoren in Ouagadougou, Burkina Faso, 14. - 26. September 2015 gehalten wurden. Es bietet eine Einführung in die Fourier Integraloperatoren (FIO) und richtet sich sowohl an Masterstudierende und Promovenden als auch an interessierte Laien. Aufgrund der Breite des Spektrums ihrer Anwendungen und der Vielfalt der mathematischen Werkzeuge, die sie ins Spiel bringen, liegen FIO an der Grenze zwischen mehreren Gebieten. Dieses Band bietet sowohl die analytisch und geometrisch nötigen Kenntnisse, um sich mit dem Begriff der FIO vertraut zu machen als auch fortgeschrittenes Material für einen Einblick in verschiedene Aspekte der gegenwärtigen Forschung dieses Gebietes an. T3 - Lectures in pure and applied mathematics - 3 KW - pseudodifferentiale Operatoren KW - Fourier Integraloperatoren KW - Lagrange Distributionen KW - microlokale Analysis KW - pseudodifferential operators KW - integral Fourier operators KW - Lagrangian submanifolds KW - microlocal analysis Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-402657 SN - 978-3-86956-413-5 SN - 2199-4951 SN - 2199-496X PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Fradon, Myriam A1 - Roelly, Sylvie T1 - Infinitely many Brownian globules with Brownian radii N2 - We consider an infinite system of non overlaping globules undergoing Brownian motions in R3. The term globules means that the objects we are dealing with are spherical, but with a radius which is random and time-dependent. The dynamics is modelized by an infinitedimensional Stochastic Differential Equation with local time. Existence and uniqueness of a strong solution is proven for such an equation with fixed deterministic initial condition. We also find a class of reversible measures. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2009, 07 Y1 - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49552 ER - TY - INPR A1 - Fradon, Myriam A1 - Roelly, Sylvie T1 - Infinite system of Brownian Balls: Equilibrium measures are canonical Gibbs N2 - We consider a system of infinitely many hard balls in Rd undergoing Brownian motions and submitted to a smooth pair potential. It is modelized by an infinite-dimensional Stochastic Differential Equation with a local time term. We prove that the set of all equilibrium measures, solution of a Detailed Balance Equation, coincides with the set of canonical Gibbs measures associated to the hard core potential added to the smooth interaction potential. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2005, 02 KW - Stochastic Differential Equation KW - hard core potential KW - Canonical Gibbs measure KW - detailed balance equation KW - reversible measure Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51594 ER - TY - INPR A1 - Roelly, Sylvie A1 - Fradon, Myriam T1 - Infinite system of Brownian balls : equilibrium measures are canonical Gibbs N2 - We consider a system of infinitely many hard balls in Rd undergoing Brownian motions and submitted to a smooth pair potential. It is modelized by an infinite-dimensional stochastic differential equation with a local time term. We prove that the set of all equilibrium measures, solution of a detailed balance equation, coincides with the set of canonical Gibbs measures associated to the hard core potential added to the smooth interaction potential. KW - Stochastic Differential Equation KW - hard core potential KW - Canonical Gibbs measure KW - detailed balance equation KW - reversible measure Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6720 ER - TY - INPR A1 - Savin, Anton A1 - Sternin, Boris T1 - Index defects in the theory of nonlocal boundary value problems and the η-invariant N2 - The paper deals with elliptic theory on manifolds with boundary represented as a covering space. We compute the index for a class of nonlocal boundary value problems. For a nontrivial covering, the index defect of the Atiyah-Patodi-Singer boundary value problem is computed. We obtain the Poincaré duality in the K-theory of the corresponding manifolds with singularities. T3 - Preprint - (2001) 31 KW - elliptic operator KW - boundary value problem KW - finiteness theorem KW - nonlocal problem KW - covering KW - relative η-invariant KW - index KW - modn-index Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26146 ER - TY - INPR A1 - Louis, Pierre-Yves T1 - Increasing Coupling of Probabilistic Cellular Automata N2 - We give a necessary and sufficient condition for the existence of an increasing coupling of N (N >= 2) synchronous dynamics on S-Zd (PCA). Increasing means the coupling preserves stochastic ordering. We first present our main construction theorem in the case where S is totally ordered; applications to attractive PCAs are given. When S is only partially ordered, we show on two examples that a coupling of more than two synchronous dynamics may not exist. We also prove an extension of our main result for a particular class of partially ordered spaces. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2004, 04 KW - stochastic ordering KW - Probabilistic Cellular Automata KW - monotone coupling Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51578 ER - TY - GEN A1 - Louis, Pierre-Yves T1 - Increasing coupling for probabilistic cellular automata N2 - We give a necessary and sufficient condition for the existence of an increasing coupling of N (N >= 2) synchronous dynamics on S-Zd (PCA). Increasing means the coupling preserves stochastic ordering. We first present our main construction theorem in the case where S is totally ordered; applications to attractive PCAs are given. When S is only partially ordered, we show on two examples that a coupling of more than two synchronous dynamics may not exist. We also prove an extension of our main result for a particular class of partially ordered spaces. KW - Wahrscheinlichkeitstheorie KW - stochastische Anordnung KW - stochastische Zellulare Automaten KW - Kopplung KW - stochastic ordering KW - Probabilistic Cellular Automata KW - monotone coupling Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6593 ER - TY - INPR A1 - Sadykov, Timour T1 - Hypergeometric systems of differential equations and amoebas of rational functions N2 - We study the approach to the theory of hypergeometric functions in several variables via a generalization of the Horn system of differential equations. A formula for the dimension of its solution space is given. Using this formula we construct an explicit basis in the space of holomorphic solutions to the generalized Horn system under some assumptions on its parameters. These results are applied to the problem of describing the complement of the amoeba of a rational function, which was posed in [12]. T3 - Preprint - (1999) 33 Y1 - 1999 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25665 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 - Reinhardt, Maria T1 - Hybrid filters and multi-scale models N2 - This thesis is concerned with Data Assimilation, the process of combining model predictions with observations. So called filters are of special interest. One is inter- ested in computing the probability distribution of the state of a physical process in the future, given (possibly) imperfect measurements. This is done using Bayes’ rule. The first part focuses on hybrid filters, that bridge between the two main groups of filters: ensemble Kalman filters (EnKF) and particle filters. The first are a group of very stable and computationally cheap algorithms, but they request certain strong assumptions. Particle filters on the other hand are more generally applicable, but computationally expensive and as such not always suitable for high dimensional systems. Therefore it exists a need to combine both groups to benefit from the advantages of each. This can be achieved by splitting the likelihood function, when assimilating a new observation and treating one part of it with an EnKF and the other part with a particle filter. The second part of this thesis deals with the application of Data Assimilation to multi-scale models and the problems that arise from that. One of the main areas of application for Data Assimilation techniques is predicting the development of oceans and the atmosphere. These processes involve several scales and often balance rela- tions between the state variables. The use of Data Assimilation procedures most often violates relations of that kind, which leads to unrealistic and non-physical pre- dictions of the future development of the process eventually. This work discusses the inclusion of a post-processing step after each assimilation step, in which a minimi- sation problem is solved, which penalises the imbalance. This method is tested on four different models, two Hamiltonian systems and two spatially extended models, which adds even more difficulties. N2 - Diese Dissertation beschäftigt sich mit Daten Assimilation - die Kombination von Modellvorhersagen mit Beobachtungen. Sogenannte Filter sind dabei von beson- derem Interesse. Diese Algorithmen berechnen die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Zustandes eines physikalischen Prozesses in der Zukunft unter der Bedingung, dass wir (meist) fehlerbehaftete Messungen vorliegen haben. Der erste Teil bezieht sich auf Hybridfilter, welche eine Brücke zwischen den beiden Hauptgruppen von Filtern schlagen: Ensemble-Kalman-Filter (EnKF) und Teilchenfilter. Die erst- genannten sind sehr stabil und rechnerisch unaufwändig, aber basieren auf recht starken Voraussetzungen. Teilchenfilter hingegen sind allgemeiner aber recheninten- siv und daher nicht immer geeignet für höherdimensionale Systeme. Daher besteht die Notwen- digkeit beide Gruppen zu kombinieren um von den Vorteilen beider Filter zu prof- itieren. Dies kann erreicht werden, indem man, wenn eine Beobachtung assimiliert werden soll, die Likelihood-Funktion in zwei Teile spaltet und auf den einen Teil einen EnKF und auf den anderen einen Teilchenfilter anwendet. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Anwendung von Daten Assimilation auf mehrskalige Modelle und die Probleme die daraus entstehen. Eines der Haup- tanwendungsgebiete für Daten Assimilation ist die Vorhersage der Entwicklung von Ozeanen und der Atmosphäre. Diese Prozesse finden auf mehreren Skalen statt und häufig bestehen Balancerelationen zwischen den Zustandsvariablen. Die Nutzung von Daten Assimilationstechniken zerstört diese Beziehungen häufig, was schließlich zu unrealistischen und unphysikalischen Vorhersagen führt. In dieser Dissertation wird vorgeschlagen, nach jedem Assimilationsschritt ein Minimierungsproblem zu lösen, welches die Imbalance als Strafterm beinhaltet. Diese Methode wird an vier verschiedenen Modellen getestet, zwei Hamiltonische Systeme und zwei Modelle mit räumlicher Ausdehnung, was zusätzliche Schwierigkeiten schafft. T2 - Hybridfilter und Multiskalen-Modelle KW - Data Assimilation KW - Daten Assimilation KW - Bayesian Inference KW - bayessche Inferenz KW - Uncertainty Quantification KW - Quantifizierung von Unsicherheit KW - Data-Driven Methods KW - Datengetriebene Methoden Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-474356 ER - TY - INPR A1 - Kytmanov, Alexander A1 - Myslivets, Simona A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Holomorphic Lefschetz formula for manifolds with boundary N2 - The classical Lefschetz fixed point formula expresses the number of fixed points of a continuous map f : M -> M in terms of the transformation induced by f on the cohomology of M. In 1966 Atiyah and Bott extended this formula to elliptic complexes over a compact closed manifold. In particular, they presented a holomorphic Lefschtz formula for compact complex manifolds without boundary, a result, in the framework of algebraic geometry due to Eichler (1957) for holomorphic curves. On compact complex manifolds with boundary the Dolbeault complex is not elliptic, hence the Atiyah-Bott theory is no longer applicable. To get rid of the difficulties related to the boundary behaviour of the Dolbeault cohomology, Donelli and Fefferman (1986) derived a fixed point formula for the Bergman metric. The purpose of this paper is to present a holomorphic Lefschtz formula on a compact complex manifold with boundary T3 - Preprint - (2002) 17 Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26354 ER - TY - THES A1 - Santilli, Mario T1 - Higher order rectifiability in Euclidean space T1 - Rektifizierbarkeit höherer Ordnung in Euklidischen Räumen N2 - The first main goal of this thesis is to develop a concept of approximate differentiability of higher order for subsets of the Euclidean space that allows to characterize higher order rectifiable sets, extending somehow well known facts for functions. We emphasize that for every subset A of the Euclidean space and for every integer k ≥ 2 we introduce the approximate differential of order k of A and we prove it is a Borel map whose domain is a (possibly empty) Borel set. This concept could be helpful to deal with higher order rectifiable sets in applications. The other goal is to extend to general closed sets a well known theorem of Alberti on the second order rectifiability properties of the boundary of convex bodies. The Alberti theorem provides a stratification of second order rectifiable subsets of the boundary of a convex body based on the dimension of the (convex) normal cone. Considering a suitable generalization of this normal cone for general closed subsets of the Euclidean space and employing some results from the first part we can prove that the same stratification exists for every closed set. N2 - Das erste Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts zur Beschreibung von Differenzierbarkeit höherer Ordnung für Teilmengen des euklidischen Raumes, welche es erlaubt von höherer Ordnung rektifizierbare Mengen zu charakterisieren. Wir betonen, dass wir für jede Teilmenge A des euklidischen Raumes und jede ganze Zahl k ≥ 2 ein approximatives Differenzial der Ordnung k einführen und beweisen, dass es sich dabei um eine Borelfunktion handelt deren Definitionsbereich eine (möglicherweise leere) Borelmenge ist. Unser Konzept könnte hilfreich für die Behandlung von höherer Ordnung rektifizierbarer Mengen in Anwendungen sein. Das andere Ziel ist die Verallgemeinerung auf beliebige abgeschlossene Mengen eines bekannten Satzes von Alberti über Rektifizierbarkeit zweiter Ordnung des Randes konvexer Körper. Für den Rand eines solchen konvexen Körper liefert Albertis Resultat eine Stratifikation durch von zweiter Ordnung rektifizierbare Teilmengen des Randes basierend auf der Dimension des (konvexen) Normalenkegels. Für eine geeignete Verallgemeinerung dieses Normalenkegels auf allgemeine abgeschlossene Teilmengen des euklidischen Raumes und unter Verwendung einiger Resultate aus dem ersten Teil können wir zeigen dass eine solche Stratifiaktion für alle abgeschlossenen Mengen existiert. KW - higher order rectifiability KW - approximate differentiability KW - Borel functions KW - normal bundle KW - coarea formula KW - Rektifizierbarkeit höherer Ordnung KW - approximative Differenzierbarkeit KW - Borel Funktionen KW - Coarea Formel KW - Normalenbündel Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403632 ER - TY - INPR A1 - Voss, Carola Regine T1 - Harness-Prozesse N2 - Harness-Prozesse finden in der Forschung immer mehr Anwendung. Vor allem gewinnen Harness-Prozesse in stetiger Zeit an Bedeutung. Grundlegende Literatur zu diesem Thema ist allerdings wenig vorhanden. In der vorliegenden Arbeit wird die vorhandene Grundlagenliteratur zu Harness-Prozessen in diskreter und stetiger Zeit aufgearbeitet und Beweise ausgeführt, die bisher nur skizziert waren. Ziel dessen ist die Existenz einer Zerlegung von Harness-Prozessen über Z beziehungsweise R+ nachzuweisen. T3 - Mathematische Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie : Preprint - 2010, 13 Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49651 ER - TY - INPR A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Harmonic integrals on domains with edges N2 - We study the Neumann problem for the de Rham complex in a bounded domain of Rn with singularities on the boundary. The singularities may be general enough, varying from Lipschitz domains to domains with cuspidal edges on the boundary. Following Lopatinskii we reduce the Neumann problem to a singular integral equation of the boundary. The Fredholm solvability of this equation is then equivalent to the Fredholm property of the Neumann problem in suitable function spaces. The boundary integral equation is explicitly written and may be treated in diverse methods. This way we obtain, in particular, asymptotic expansions of harmonic forms near singularities of the boundary. T3 - Preprint - (2004) 20 KW - domains with singularities KW - de Rham complex KW - Neumann problem KW - Hodge theory Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26800 ER -