TY - THES A1 - Scharrer, Christian T1 - Relating diameter and mean curvature for varifolds T1 - Relativer Diameter und mittlere Krümmung für Varifaltigkeiten N2 - The main results of this thesis are formulated in a class of surfaces (varifolds) generalizing closed and connected smooth submanifolds of Euclidean space which allows singularities. Given an indecomposable varifold with dimension at least two in some Euclidean space such that the first variation is locally bounded, the total variation is absolutely continuous with respect to the weight measure, the density of the weight measure is at least one outside a set of weight measure zero and the generalized mean curvature is locally summable to a natural power (dimension of the varifold minus one) with respect to the weight measure. The thesis presents an improved estimate of the set where the lower density is small in terms of the one dimensional Hausdorff measure. Moreover, if the support of the weight measure is compact, then the intrinsic diameter with respect to the support of the weight measure is estimated in terms of the generalized mean curvature. This estimate is in analogy to the diameter control for closed connected manifolds smoothly immersed in some Euclidean space of Peter Topping. Previously, it was not known whether the hypothesis in this thesis implies that two points in the support of the weight measure have finite geodesic distance. N2 - Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit sind formuliert für eine Klasse von Oberflächen (Varifaltigkeiten), welche geschlossene glatte Untermannigfaltigkeiten des euklidischen Raums verallgemeinern und Singularitäten erlauben. Gegeben sei eine mindestens zwei-dimensionale unzerlegbare Varifaltigkeit im euklidischen Raum, sodass die erste Variation lokal beschränkt ist, die totale Variation absolut stetig bezüglich dem Gewichtsmaß ist, die Dichte des Gewichtsmaßes außerhalb einer Nullmenge mindesten eins ist, und die verallgemeinerte mittlere Krümmung bezüglich dem Gewichtsmaß lokal summierbar zu einer natürlichen Potenz (Dimension der Varifaltigkeit minus eins) ist. Es wird die Menge, wo die untere Dichte klein ist, durch das ein-dimensionale Hausdorff-Maß abgeschätzt. Das Ergebnis ist eine neue, stark verbesserte untere Dichte-Schranke. Ist der Träger des Gewichtsmaßes kompakt, so wird der intrinsische Diameter des Trägers des Gewichtsmaßes abgeschätzt durch ein Integral der verallgemeinerten mittleren Krümmung. Diese Ungleichung ist analog zu der Ungleichung von Peter Topping für geschlossene zusammenhängende Mannigfaltigkeit, welche durch eine glatte Immersion in den euklidischen Raum eingebettet sind. Bisher war nicht bekannt, dass die oben genannten Annahmen an die Varifaltigkeit implizieren, dass der geodätische Abstand zweier Punkte aus dem Träger des Gewichtsmaßes endlich ist. KW - varifold KW - rectifiable varifold KW - indecomposable varifold KW - first variation KW - mean curvature KW - isoperimetric inequality KW - density of a measure KW - geodesic distance KW - intrinsic diameter KW - Varifaltigkeit KW - rektifizierbare Varifaltigkeit KW - unzerlegbare Varifaltigkeit KW - erste Variation KW - mittlere Krümmung KW - isoperimetrische Ungleichung KW - Dichte eines Maßes KW - geodätischer Abstand KW - intrinsischer Diameter Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-97013 ER - TY - INPR A1 - Shlapunov, Alexander A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - An open mapping theorem for the Navier-Stokes equations N2 - We consider the Navier-Stokes equations in the layer R^n x [0,T] over R^n with finite T > 0. Using the standard fundamental solutions of the Laplace operator and the heat operator, we reduce the Navier-Stokes equations to a nonlinear Fredholm equation of the form (I+K) u = f, where K is a compact continuous operator in anisotropic normed Hölder spaces weighted at the point at infinity with respect to the space variables. Actually, the weight function is included to provide a finite energy estimate for solutions to the Navier-Stokes equations for all t in [0,T]. On using the particular properties of the de Rham complex we conclude that the Fréchet derivative (I+K)' is continuously invertible at each point of the Banach space under consideration and the map I+K is open and injective in the space. In this way the Navier-Stokes equations prove to induce an open one-to-one mapping in the scale of Hölder spaces. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 5 (2016)10 KW - Navier-Stokes equations KW - weighted Hölder spaces KW - integral representation method Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-98687 SN - 2193-6943 VL - 5 IS - 10 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Blanchard, Gilles A1 - Krämer, Nicole T1 - Convergence rates of kernel conjugate gradient for random design regression N2 - We prove statistical rates of convergence for kernel-based least squares regression from i.i.d. data using a conjugate gradient algorithm, where regularization against overfitting is obtained by early stopping. This method is related to Kernel Partial Least Squares, a regression method that combines supervised dimensionality reduction with least squares projection. Following the setting introduced in earlier related literature, we study so-called "fast convergence rates" depending on the regularity of the target regression function (measured by a source condition in terms of the kernel integral operator) and on the effective dimensionality of the data mapped into the kernel space. We obtain upper bounds, essentially matching known minimax lower bounds, for the L^2 (prediction) norm as well as for the stronger Hilbert norm, if the true regression function belongs to the reproducing kernel Hilbert space. If the latter assumption is not fulfilled, we obtain similar convergence rates for appropriate norms, provided additional unlabeled data are available. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 5 (2016) 8 KW - nonparametric regression KW - reproducing kernel Hilbert space KW - conjugate gradient KW - partial least squares KW - minimax convergence rates Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94195 SN - 2193-6943 VL - 5 IS - 8 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Chutsagulprom, Nawinda T1 - Ensemble-based filters dealing with non-Gaussianity and nonlinearity Y1 - 2016 ER - TY - INPR A1 - Roelly, Sylvie A1 - Vallois, Pierre T1 - Convoluted Brownian motion BT - a semimartingale approach N2 - In this paper we analyse semimartingale properties of a class of Gaussian periodic processes, called convoluted Brownian motions, obtained by convolution between a deterministic function and a Brownian motion. A classical example in this class is the periodic Ornstein-Uhlenbeck process. We compute their characteristics and show that in general, they are neither Markovian nor satisfy a time-Markov field property. Nevertheless, by enlargement of filtration and/or addition of a one-dimensional component, one can in some case recover the Markovianity. We treat exhaustively the case of the bidimensional trigonometric convoluted Brownian motion and the higher-dimensional monomial convoluted Brownian motion. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 5 (2016) 9 KW - periodic Gaussian process KW - periodic Ornstein-Uhlenbeck process KW - Markov-field property KW - enlargement of filtration Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-96339 SN - 2193-6943 VL - 5 IS - 9 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - INPR A1 - Vasiliev, Serguei A1 - Tarkhanov, Nikolai Nikolaevich T1 - Construction of series of perfect lattices by layer superposition N2 - We construct a new series of perfect lattices in n dimensions by the layer superposition method of Delaunay-Barnes. T3 - Preprints des Instituts für Mathematik der Universität Potsdam - 5 (2016)11 KW - lattice packing and covering KW - polyhedra and polytopes KW - regular figures KW - division of spaces Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100591 SN - 2193-6943 VL - 5 IS - 11 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Antonini, Paolo A1 - Azzali, Sara A1 - Skandalis, Georges T1 - Bivariant K-theory with R/Z-coefficients and rho classes of unitary representations JF - Journal of functional analysis N2 - We construct equivariant KK-theory with coefficients in and R/Z as suitable inductive limits over II1-factors. We show that the Kasparov product, together with its usual functorial properties, extends to KK-theory with real coefficients. Let Gamma be a group. We define a Gamma-algebra A to be K-theoretically free and proper (KFP) if the group trace tr of Gamma acts as the unit element in KKR Gamma (A, A). We show that free and proper Gamma-algebras (in the sense of Kasparov) have the (KFP) property. Moreover, if Gamma is torsion free and satisfies the KK Gamma-form of the Baum-Connes conjecture, then every Gamma-algebra satisfies (KFP). If alpha : Gamma -> U-n is a unitary representation and A satisfies property (KFP), we construct in a canonical way a rho class rho(A)(alpha) is an element of KKR/Z1,Gamma (A A) This construction generalizes the Atiyah-Patodi-Singer K-theory class with R/Z-coefficients associated to alpha. (C) 2015 Elsevier Inc. All rights reserved. KW - Operator algebras KW - Bivariant K-theory KW - Rho invariants Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jfa.2015.06.017 SN - 0022-1236 SN - 1096-0783 VL - 270 SP - 447 EP - 481 PB - Elsevier CY - San Diego ER - TY - THES A1 - Berner, Nadine T1 - Deciphering multiple changes in complex climate time series using Bayesian inference T1 - Bayes'sche Inferenz als diagnostischer Ansatz zur Untersuchung multipler Übergänge in komplexen Klimazeitreihen N2 - Change points in time series are perceived as heterogeneities in the statistical or dynamical characteristics of the observations. Unraveling such transitions yields essential information for the understanding of the observed system’s intrinsic evolution and potential external influences. A precise detection of multiple changes is therefore of great importance for various research disciplines, such as environmental sciences, bioinformatics and economics. The primary purpose of the detection approach introduced in this thesis is the investigation of transitions underlying direct or indirect climate observations. In order to develop a diagnostic approach capable to capture such a variety of natural processes, the generic statistical features in terms of central tendency and dispersion are employed in the light of Bayesian inversion. In contrast to established Bayesian approaches to multiple changes, the generic approach proposed in this thesis is not formulated in the framework of specialized partition models of high dimensionality requiring prior specification, but as a robust kernel-based approach of low dimensionality employing least informative prior distributions. First of all, a local Bayesian inversion approach is developed to robustly infer on the location and the generic patterns of a single transition. The analysis of synthetic time series comprising changes of different observational evidence, data loss and outliers validates the performance, consistency and sensitivity of the inference algorithm. To systematically investigate time series for multiple changes, the Bayesian inversion is extended to a kernel-based inference approach. By introducing basic kernel measures, the weighted kernel inference results are composed into a proxy probability to a posterior distribution of multiple transitions. The detection approach is applied to environmental time series from the Nile river in Aswan and the weather station Tuscaloosa, Alabama comprising documented changes. The method’s performance confirms the approach as a powerful diagnostic tool to decipher multiple changes underlying direct climate observations. Finally, the kernel-based Bayesian inference approach is used to investigate a set of complex terrigenous dust records interpreted as climate indicators of the African region of the Plio-Pleistocene period. A detailed inference unravels multiple transitions underlying the indirect climate observations, that are interpreted as conjoint changes. The identified conjoint changes coincide with established global climate events. In particular, the two-step transition associated to the establishment of the modern Walker-Circulation contributes to the current discussion about the influence of paleoclimate changes on the environmental conditions in tropical and subtropical Africa at around two million years ago. N2 - Im Allgemeinen stellen punktuelle Veränderungen in Zeitreihen (change points) eine Heterogenität in den statistischen oder dynamischen Charakteristika der Observablen dar. Das Auffinden und die Beschreibung solcher Übergänge bietet grundlegende Informationen über das beobachtete System hinsichtlich seiner intrinsischen Entwicklung sowie potentieller externer Einflüsse. Eine präzise Detektion von Veränderungen ist daher für die verschiedensten Forschungsgebiete, wie den Umweltwissenschaften, der Bioinformatik und den Wirtschaftswissenschaften von großem Interesse. Die primäre Zielsetzung der in der vorliegenden Doktorarbeit vorgestellten Detektionsmethode ist die Untersuchung von direkten als auch indirekten Klimaobservablen auf Veränderungen. Um die damit verbundene Vielzahl an möglichen natürlichen Prozessen zu beschreiben, werden im Rahmen einer Bayes’schen Inversion die generischen statistischen Merkmale Zentraltendenz und Dispersion verwendet. Im Gegensatz zu etablierten Bayes’schen Methoden zur Analyse von multiplen Übergängen, die im Rahmen von Partitionsmodellen hoher Dimensionalität formuliert sind und die Spezifikation von Priorverteilungen erfordern, wird in dieser Doktorarbeit ein generischer, Kernel-basierter Ansatz niedriger Dimensionalität mit minimal informativen Priorverteilungen vorgestellt. Zunächst wird ein lokaler Bayes’scher Inversionsansatz entwickelt, der robuste Rückschlüsse auf die Position und die generischen Charakteristika einer einzelnen Veränderung erlaubt. Durch die Analyse von synthetischen Zeitreihen die dem Einfluss von Veränderungen unterschiedlicher Signifikanz, Datenverlust und Ausreißern unterliegen wird die Leistungsfähigkeit, Konsistenz und Sensitivität der Inversionmethode begründet. Um Zeitreihen auch auf multiple Veränderungen systematisch untersuchen zu können, wird die Methode der Bayes’schen Inversion zu einem Kernel-basierten Ansatz erweitert. Durch die Einführung grundlegender Kernel-Maße können die Kernel-Resultate zu einer gewichteten Wahrscheinlichkeit kombiniert werden die als Proxy einer Posterior-Verteilung multipler Veränderungen dient. Der Detektionsalgorithmus wird auf reale Umweltmessreihen vom Nil-Fluss in Aswan und von der Wetterstation Tuscaloosa, Alabama, angewendet, die jeweils dokumentierte Veränderungen enthalten. Das Ergebnis dieser Analyse bestätigt den entwickelten Ansatz als eine leistungsstarke diagnostische Methode zur Detektion multipler Übergänge in Zeitreihen. Abschließend wird der generische Kernel-basierte Bayes’sche Ansatz verwendet, um eine Reihe von komplexen terrigenen Staubdaten zu untersuchen, die als Klimaindikatoren der afrikanischen Region des Plio-Pleistozän interpretiert werden. Eine detaillierte Untersuchung deutet auf multiple Veränderungen in den indirekten Klimaobservablen hin, von denen einige als gemeinsame Übergänge interpretiert werden. Diese gemeinsam auftretenden Ereignisse stimmen mit etablierten globalen Klimaereignissen überein. Insbesondere der gefundene Zwei-Stufen-Übergang, der mit der Ausbildung der modernen Walker-Zirkulation assoziiert wird, liefert einen wichtigen Beitrag zur aktuellen Diskussion über den Einfluss von paläoklimatischen Veränderungen auf die Umweltbedingungen im tropischen und subtropischen Afrika vor circa zwei Millionen Jahren. KW - kernel-based Bayesian inference KW - multi-change point detection KW - direct and indirect climate observations KW - Plio-Pleistocene KW - (sub-) tropical Africa KW - terrigenous dust KW - kernel-basierte Bayes'sche Inferenz KW - Detektion multipler Übergänge KW - direkte und indirekte Klimaobservablen KW - Plio-Pleistozän KW - (sub-) tropisches Afrika KW - terrigener Staub Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100065 ER - TY - JOUR A1 - Keller, Matthias A1 - Münch, Florentin A1 - Pogorzelski, Felix T1 - Geometry and spectrum of rapidly branching graphs JF - Mathematische Nachrichten N2 - We study graphs whose vertex degree tends to infinity and which are, therefore, called rapidly branching. We prove spectral estimates, discreteness of spectrum, first order eigenvalue and Weyl asymptotics solely in terms of the vertex degree growth. The underlying techniques are estimates on the isoperimetric constant. Furthermore, we give lower volume growth bounds and we provide a new criterion for stochastic incompleteness. (C) 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim KW - Graph Laplacians KW - discrete spectrum KW - eigenvalue asymptotics KW - isoperimetric estimates KW - stochastic completeness Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/mana.201400349 SN - 0025-584X SN - 1522-2616 VL - 289 SP - 1636 EP - 1647 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Holschneider, Matthias A1 - Lesur, Vincent A1 - Mauerberger, Stefan A1 - Baerenzung, Julien T1 - Correlation-based modeling and separation of geomagnetic field components JF - Journal of geophysical research : Solid earth N2 - We introduce a technique for the modeling and separation of geomagnetic field components that is based on an analysis of their correlation structures alone. The inversion is based on a Bayesian formulation, which allows the computation of uncertainties. The technique allows the incorporation of complex measurement geometries like observatory data in a simple way. We show how our technique is linked to other well-known inversion techniques. A case study based on observational data is given. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/2015JB012629 SN - 2169-9313 SN - 2169-9356 VL - 121 SP - 3142 EP - 3160 PB - American Geophysical Union CY - Washington ER -