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We prove a local in time existence and uniqueness theorem of classical solutions of the coupled Einstein{Euler system, and therefore establish the well posedness of this system. We use the condition that the energy density might vanish or tends to zero at infinity and that the pressure is a certain function of the energy density, conditions which are used to describe simplified stellar models. In order to achieve our goals we are enforced, by the complexity of the problem, to deal with these equations in a new type of weighted Sobolev spaces of fractional order. Beside their construction, we develop tools for PDEs and techniques for hyperbolic and elliptic equations in these spaces. The well posedness is obtained in these spaces.
We consider a solution of the nonlinear Klein-Gordon equation perturbed by a parametric driver. The frequency of parametric perturbation varies slowly and passes through a resonant value, which leads to a solution change. We obtain a new connection formula for the asymptotic solution before and after the resonance.
The present paper is intended to provide the basis for the study of weakly differentiable functions on rectifiable varifolds with locally bounded first variation. The concept proposed here is defined by means of integration-by-parts identities for certain compositions with smooth functions. In this class, the idea of zero boundary values is realised using the relative perimeter of superlevel sets. Results include a variety of Sobolev Poincare-type embeddings, embeddings into spaces of continuous and sometimes Holder-continuous functions, and point wise differentiability results both of approximate and integral type as well as coarea formulae. As a prerequisite for this study, decomposition properties of such varifolds and a relative isoperimetric inequality are established. Both involve a concept of distributional boundary of a set introduced for this purpose. As applications, the finiteness of the geodesic distance associated with varifolds with suitable summability of the mean curvature and a characterisation of curvature varifolds are obtained.
Weak Hypersubstitutions
(2002)
We define weak boundary values of solutions to those nonlinear differential equations which appear as Euler-Lagrange equations of variational problems. As a result we initiate the theory of Lagrangian boundary value problems in spaces of appropriate smoothness. We also analyse if the concept of mapping degree of current importance applies to the study of Lagrangian problems.
In the eighties, the analysis of satellite altimetry data leads to the major discovery of gravity lineations in the oceans, with wavelengths between 200 and 1400 km. While the existence of the 200 km scale undulations is widely accepted, undulations at scales larger than 400 km are still a matter of debate. In this paper, we revisit the topic of the large-scale geoid undulations over the oceans in the light of the satellite gravity data provided by the GRACE mission, considerably more precise than the altimetry data at wavelengths larger than 400 km. First, we develop a dedicated method of directional Poisson wavelet analysis on the sphere with significance testing, in order to detect and characterize directional structures in geophysical data on the sphere at different spatial scales. This method is particularly well suited for potential field analysis. We validate it on a series of synthetic tests, and then apply it to analyze recent gravity models, as well as a bathymetry data set independent from gravity. Our analysis confirms the existence of gravity undulations at large scale in the oceans, with characteristic scales between 600 and 2000 km. Their direction correlates well with present-day plate motion over the Pacific ocean, where they are particularly clear, and associated with a conjugate direction at 1500 km scale. A major finding is that the 2000 km scale geoid undulations dominate and had never been so clearly observed previously. This is due to the great precision of GRACE data at those wavelengths. Given the large scale of these undulations, they are most likely related to mantle processes. Taking into account observations and models from other geophysical information, as seismological tomography, convection and geochemical models and electrical conductivity in the mantle, we conceive that all these inputs indicate a directional fabric of the mantle flows at depth, reflecting how the history of subduction influences the organization of lower mantle upwellings.
Als ich anfing, ein Thema für meine Promotion zu erarbeiten, fand ich Massentests ziemlich beeindruckend. TIMSS: über 500000 Schüler getestet. PISA: 180000 Schüler getestet. Ich wollte diese Datenbasis nutzen, um Erkenntnisse für die Gestaltung von Unterricht zu gewinnen. Leider kam ich damit nicht weit. Je tiefer ich mich mit den Tests und den dahinterstehenden Theorien befasste, desto deutlicher schälte sich heraus, dass mit diesen Tests keine neue Erkenntnis generiert werden kann. Fast alle Schlussfolgerungen, die aus den Tests gezogen werden, konnten gar nicht aus den Tests selbst gewonnen werden. Ich konzentrierte mich zunehmend auf die Testaufgaben, weil die Geltung der Aussage eines Tests an der Aufgabe erzeugt wird: In der Aufgabe gerinnt das, was die Tester als „mathematische Leistungsfähigkeit“ konstruieren. Der Schüler wiederum hat nur die Aufgabe vor sich. Es gibt nur „gelöst“ (ein Punkt) und „ungelöst“ (kein Punkt). Damit der Schüler den Punkt bekommt, muss er an der richtigen Stelle ankreuzen, oder er muss etwas hinschrei-ben, wofür der Auswerter einen Punkt gibt. In der Dissertation wird untersucht, was die Aufgaben testen, was also alles in das Konstrukt von „mathematischer Leistungsfähigkeit“ einfließt, und ob es das ist, was der Test testen soll. Es stellte sich durchaus erstaunliches heraus: - Oftmals gibt es so viele Möglichkeiten, zur gewünschten Lösung (die nicht in jedem Fall die richtige Lösung ist) zu gelangen, dass man nicht benennen kann, welche Fähigkeit die Aufgabe eigentlich misst. Das Konstrukt „mathematische Leistungsfähigkeit“ wird damit zu einem zufälligen. - Es werden Komponenten von Testfähigkeit mitgemessen: Viele Aufgaben enthalten Irritationen, welche von testerfahrenen Schülern leichter überwunden werden können als von testunerfahrenen. Es gibt Aufgaben, die gelöst werden können, ohne dass man über die Fähigkeit verfügt, die getestet werden soll. Umgekehrt gibt es Aufgaben, die man eventuell nicht lösen kann, obwohl man über diese Fähigkeit verfügt. Als Kernkompetenz von Testfähigkeit stellt sich heraus, weder das gestellte mathematische Problem noch die angeblichen realen Proble-me ernst zu nehmen, sondern sich statt dessen auf das zu konzentrieren, was die Tester angekreuzt oder hinge-schrieben sehen wollen. Prinzipiell erweist es sich als günstig, mittelmäßig zu arbeiten, auf intellektuelle Tiefe in der Auseinandersetzung mit den Aufgaben also zu verzichten. - Man kann bei Multiple-Choice-Tests raten. Die PISA-Gruppe behauptet zwar, dieses Problem technisch über-winden zu können, dies erweist sich aber als Fehleinschätzung. - Sowohl bei TIMSS als auch bei PISA stellt sich heraus, dass die vorgeblich verwendeten didaktischen und psychologischen Theorien lediglich theoretische Mäntel für eine theoriearme Testerstellung sind. Am Beispiel der Theorie der mentalen Situationsmodelle (zur Bearbeitung von realitätsnahen Aufgaben) wird dies ausführlich exemplarisch ausgearbeitet. Das Problem reproduziert sich in anderen Theoriefeldern. Die Tests werden nicht durch Operationalisierungen von Messkonstrukten erstellt, sondern durch systematisches Zusammenstückeln von Aufgaben. - Bei PISA sollte „Mathematical Literacy“ getestet werden. Verkürzt sollte das die Fähigkeit sein, „die Rolle, die Mathematik in der Welt spielt, zu erkennen und zu verstehen, begründete mathematische Urteile abzugeben und sich auf eine Weise mit der Mathematik zu befassen, die den Anforderungen des gegenwärtigen und künftigen Lebens einer Person als eines konstruktiven, engagierten und reflektierten Bürgers entspricht“ (PISA-Eigendarstellung). Von all dem kann angesichts der Aufgaben keine Rede sein. - Bei der Untersuchung des PISA-Tests drängte sich ein mathematikdidaktischer Habitus auf, der eine separate Untersuchung erzwang. Ich habe ihn unter dem Stichwort der „Abkehr von der Sache“ zusammengefasst. Er ist geprägt von Zerstörungen des Mathematischen bei gleichzeitiger Überbetonung des Fachsprachlichen und durch Verwerfungen des Mathematischen und des Realen bei realitätsnahen Aufgaben. Letzteres gründet in der Nicht-beachtung der Authentizität sowohl des Realen als auch des Mathematischen. Die Arbeit versammelt neben den Untersuchungen zu TIMSS und PISA ein ausführliches Kapitel über das Prob-lem des Testens und eine Darstellung der Methodologie und Praxis der Objektiven Hermeneutik.