Zwischen geordneten Pfadpartitionen und Schnyderwäldern. - Ilmenau. - 42 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
In dieser Bachelorarbeit werden Zusammenhänge zwischen Schnyderwäldern und geordneten Pfadpartitionen genutzt, um geordnete Pfadpartitionen mit bestimmten Eigenschaften zu finden. Eine geordnete Pfadpartition eines Graphen G ist eine geordnete Partition der Eckenmenge von G, sodass ihre Blöcke Wege induzieren und bestimmte Grad- und Zusammenhangsbedingungen erfüllt sind. Ein Schnyderwald orientiert jede Kante in eine oder zwei Richtungen und markiert jede Richtung mit einer von drei Markierungen. Außerdem hat jede Ecke Ausgangsgrad eins in jeder Markierung, kein Flächenrand enthält einen gerichteten Kreis in einer Markierung und es werden Bedingungen an die zyklische Reihenfolge der Kanten um jede Ecke gestellt. Jeder 3-zusammenhängende ebene Graph besitzt eine geordnete Pfadpartition und einen Schnyderwald, welche einfach auseinander berechnet werden können. Wir nehmen an, dass eine geordnete Pfadpartition П gegeben ist und betrachten 3-zusammenhängende ebene Graphen, deren Außenfläche Grad 3 hat. Mit Hilfen von Schnyderwäldern können wir zwei weitere geordnete Pfadpartitionen bestimmen, die verschieden von П sind und voneinander abhängen. Diese geordneten Pfadpartitionen werden konsistent zueinander genannt. Da diese drei Pfadpartitionen voneinander abhängen, ist es möglich unter ihnen eine geordnete Pfadpartition mit bestimmten Eigenschaften zu finden. Es ist möglich drei konsistente Pfadpartitionen in Linearzeit zu finden. Wir zeigen, dann eine von drei konsistenten Pfadpartitionen mindestens F/9 Singletons enthält, wenn G F Flächen besitzt und keine davon vom Grad 6 ist. Außerdem ist jede innere Ecke eines Blockes der geordneten Pfadpartition П Singleton in einer der zu П konsistenten geordneten Pfadpartitionen. Andere Eigenschaften wie die Höhe einer geordneten Pfadpartition konnten nicht verbessert werden.
Universale Konfidenzbänder im Fixed-Design-Modell. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Die Regressionsschätzung ist ein wichtiger Teil der Statistik. Hierbei werden Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Größen genauer untersucht. In einem Regressionsmodell, dem sogenannten Fixed-Design-Modell, werden zu festen Eingabewerten zufällig gestörte Daten einer Funktion beobachtet. Ziel ist es nun, die unbekannte Funktion anhand dieser Datenpaare zu schätzen. In der vorliegenden Arbeit wurde dazu der Priestley-Chao-Schätzer und der Gasser-Müller-Schätzer verwendet. Für solche Schätzer ist außerdem von Interesse, wie weit die geschätzte Funktion von der unbekannten Funktion abweicht. Hierzu werden Konfidenzbänder betrachtet. Das heißt, es wird ein möglichst kleines Band um die geschätzte Funktion gesucht, welches die unbekannte Funktion mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit überdeckt. Dabei soll auf eine Verteilungsannahme sowie auf eine asymptotische Betrachtung verzichtet werden. Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung universaler Konfidenzbänder. Es wird daher für jede feste Stichprobenzahl ein Konfidenzband in Abhängigkeit dieser bestimmt.
Algebraische Theorie linearer zeitvarianter Systeme. - 60 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Die Untersuchung linearer zeitvarianter Differentialgleichungen ist von grundlegendem Interesse der Systemtheorie. In ihrem Artikel "Weak exponential stability of linear time-varying differential behaviors" von 2015 stellten Bourlès, Marinescu und Oberst eine neue Herangehensweise vor, solche Systeme mittels algebraischer Methoden zu untersuchen. Dabei wird die Betrachtung der Differentialgleichung auf die Untersuchung eines Moduls über einem geeigneten Schiefpolynomring reduziert. Die vorliegende Arbeit greift diesen Ansatz auf und es wird gezeigt, wie sich die bekannten systemtheoretischen Konzepte der Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit und Systemäquivalenz mittels dieses modultheoretischen Zugangs definieren und algebraisch charakterisieren lassen.
Ein Algorithmus zur Bestimmung einer Lösungsüberdeckung spezieller mengenwertiger Optimierungsprobleme. - 78 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit speziellen mengenwertigen Optimierungsproblemen, die beispielsweise zur Lösung boxbeschränkter, robuster, multikriterieller Optimierungsprobleme genutzt werden können. Letztere treten häufig in Ingenieurs- und Wirtschaftswissenschaften auf und werden durch Worst-Case-Optimierung motiviert. Zunächst werden in der Arbeit theoretische Grundlagen zur mengenwertigen Optimierung gelegt und anschließend wird die Grundidee eines Algorithmus zur Bestimmung einer Überdeckung der Lösungsmenge der mengenwertigen Optimierungsprobleme vorgestellt. Dabei wird mithilfe von oberen und unteren Schranken überprüft, ob Teilboxen Lösungen enthalten können. Der wichtigste Aspekt ist daher, möglichst gute Schranken für diese Teilboxen zu finden, weshalb in dieser Arbeit unter anderem neue Methoden dazu vorgestellt werden. Der beschriebene Algorithmus wurde in MATLAB implementiert und anhand von Testbeispielen ausführlich getestet.
Ein alternatives Lösungskonzept für 2-Personen Normalformspiele. - 60 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In der nicht kooperativen Spieltheorie existiert kein komplett zufriedenstellendes Lösungskonzept. Selbst das häufig verwendete Nash-Gleichgewicht liefert nicht immer plausible Ergebnisse, sodass in der aktuellen Forschung nach neuen besseren Lösungskonzepten gesucht wird. In dieser Arbeit wird ein neues Lösungsverfahren für 2-Personen Normalformspiele vorgestellt, welches iterativ vorgeht. Nach der Definition werden erste Eigenschaften gezeigt, bevor es auf verschiedene bekannte Beispiele der Spieltheorie angewendet wird. Anhand dieser Spiele wird untersucht, ob das Verfahren plausible Lösungen liefert. Des Weiteren dienen die Beispiele um Vergleiche zu anderen bekannten Lösungskonzepten der Spieltheorie durchzuführen.
Über untere Schranken zur Unabhängigkeit in Graphen. - 57 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Gegeben sei ein einfacher, endlicher, ungerichteter Graph G = (V, E) mit Eckenmenge V(G) und Kantenmenge E(G). Eine unabhängige Menge in G ist eine Teilmenge der Eckenmenge V(G), in der je zwei Ecken nicht adjazent in G sind. Ein oft untersuchtes kombinatorisches Optimierungsproblem ist die Frage nach einer unabhängigen Menge maximaler Kardinalität. Aufgrund der schweren Berechenbarkeit des dazugehörigen Entscheidungsproblems ist es gerechtfertigt, sich mit Schranken, überwiegend unteren Schranken, zu beschäftigen. Der Beitrag dieser Masterarbeit ist eine neue untere Schranke, die als Verbesserung der bekannten Caro-Wei-Schranke aufgefasst werden kann. Hierbei sind insbesondere Spezialisierungen von Interesse, die zu einfachen und leicht berechenbaren Schranken führen. Neben Vergleichen mit klassischen unteren Schranken von O. Murphy und S. M. Selkow wird das Resultat genutzt, um eine Schranke zu entwickeln, die einer Vermutung von E. Bertram und P. Horak nahe kommt.
Direkte und inverse Streuprobleme in einem Mehrschichtenmodell. - 57 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
In dieser Arbeit werden Reflexion und Brechung von seismischen Wellen an Schichtgrenzen innerhalb eines Mehrschichtenmodells betrachtet. Grundlage dessen bildet die Publikation von Leyds und Fokkema (Leyds, F.B. and Fokkema, J.T., 1988. A discrete-time inverse scattering algorithm for plane wave incidence in a one-dimensional inhomogeneous acoustic medium.), welche mathematisch aufgearbeitet und um einige Punkte erweitert wurde. Die Ziele dieser Arbeit gliedern sich dabei in die Lösung des direkten und inversen Problems. Bei ersterem sollen bei einem bekannten Schichtenmodell der Verlauf von Druckwellen konstruiert werden. Bei der Lösung des inversen Problems wird die Struktur des Schichtenmodells, insbesondere die akustische Admittanz jeder Schicht, bei bekannten Wellen an der Oberfläche bestimmt. Im letzten Teil dieser Arbeit wird der Fokus auf den Spezialfall der überkritschen Brechung gelegt. Dabei treten Effekte auf, welche die Lösung des direkten und inversen Problems beeinträchtigen.
Modellierung eines Gasgemischs im hydrodynamischen Limes. - 51 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Verwendet man bei der Betrachtung des "Evaporation-Condensation-Problem" gängigen Methoden zur Analyse des Hydrodynamischen Limes, so erhält man ein als""Ghost-Effect" bezeichnet, physisch unmögliches Ergebnis. In einer Arbeit von Prof. Babovsky wurde stattdessen die Diffuse Skalierung verwendet, bei welcher der "Ghost-Effect" nicht auftrat. In meiner Arbeit wurde die Diffuse Skalierung auf ein bestimmtes Diskretes Geschwindigkeitsmodell (den Broadwell-Model) angewandt, um dieses Ergebnis anhand eines konkreten Beispieles zu verifizieren.
Mengenoptimierung mit Zielfunktionen von spezieller Struktur. - 37 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema der Mengenoptimierung mithilfe des Mengenzugangs, bei dem Mengen im Bildraum als Ganzes miteinander verglichen werden. Dabei finden drei verschiedene Mengenrelationen Anwendung. Es werden spezielle Mengenoptimierungsprobleme betrachtet, bei denen die Bilder der Zielfunktionen einfache geometrische Formen haben wie Kreise oder Rechtecke. Für manche dieser Probleme wurde gezeigt, dass sie in ein äquivalentes multikriterielles Optimierungsproblem und damit in ein einfacher zu lösendes Optimierungsproblem überführt werden können.
Die Schätzung des Market Impacts im Wertpapierhandel institutioneller Anleger. - 81 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Diese Arbeit untersucht die impliziten Transaktionskosten von Aktientransaktionen institutioneller Investoren wie Pensionskassen, Versorgungswerke und Versicherungen. Die Bestimmung der impliziten Transaktionskosten erfolgt durch die Kennzahl Market Impact, die die prozentuale Abweichung des Ausführungspreises von einer Benchmark misst. Zur Untersuchung des Market Impacts werden circa 60.000 Transaktionen deutscher Großinvestoren mittels linearer Regressionsmodelle betrachtet und analysiert. Dabei zeigt sich, dass die impliziten Transaktionskosten signifikant von vielen Variablen, durch die sich eine Transaktion charakterisiert, beeinflusst werden. Diese Variablen werden durch die Modelle und Schätzungen ermittelt, beschrieben und mit der vorhandenen Literatur verglichen. Zusätzlich erfolgt eine Identifizierung neuer Kenngrößen, die den Market Impact beeinflussen. Darunter fallen unter anderem ein relativer Liquiditätsfaktor und das Nacht-Momentum. Weiterhin werden das Akaike- und das Bayessche Informationskriterium zur Modellwahl für die Regressionen angewendet und beschrieben. Zudem wird ein Broker identifiziert, für den sich der Market Impact vergleichsweise gut schätzen lässt. Anschließend erfolgen weitere mathematische Modellierungen des Market Impacts, um sich den impliziten Transaktionskosten weiter theoretisch zu nähern.