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Das Konzept der proximalen Mehrschritt-Regularisierung (MSR) auf Folgen von Gittern bei der Lösung inkorrekter Variationsungleichungen wurde von Kaplan und Tichatschke im Jahre 1997 in ihrer Arbeit "Prox-regularization and solution of illposed elliptic variational inequalities" vorgeschlagen und theoretisch motiviert. In demselben Artikel betrachtet man ein allgemeines Problem der partiellen Regularisierung auf einem abgeschlossenen Unterraum. Als Gegenstand der Anwendung solcher Regularisierung können die schlecht gestellten Optimalsteuerprobleme heraustreten, wobei der Unterraum in dem ganzen Prozessraum durch Steuervariablen gebildet wird. Im ersten Kapitel der vorliegenden Dissertation betrachten wir ein abstraktes linear-quadratisches Kontrollproblem in allgemeinen Hilberträumen. Wir diskutieren Voraussetzungen und Bedingungen, unter denen das Kontrollproblem inkorrekt wird. Danach werden zwei allgemeine numerische Verfahren der partiellen Mehrschritt-Regularisierung formuliert. Im ersten Fall untersucht man das MSR-Verfahren, in dem die Zustandsgleichung in einen quadratischen Strafterm eingebettet wird, gemäß der entsprechenden Publikationen von Kaplan und Tichatschke. Im zweiten Fall werden die Ersatzprobleme des MSR-Verfahrens mit exakt erfüllter Zustandsgleichung entwickelt. Im Mittelpunkt sämtlicher Forschungen steht die Konvergenz der approximativen Lösungen von Ersatzproblemen des MSR-Verfahrens gegen ein Element aus der Optimalmenge des Ausgangsproblems. Es stellt sich die Frage: in welchem der genannten Fälle können schwächeren Konvergenzbedingungen für die inneren Approximationen angegeben werden? Um diese Frage aufzuklären, untersuchen wir zwei inkorrekten Kontrollproblme mit elliptischen Zustandsgleichungen und verteilter Steuerung. Das erste Problem kann auf das bekannte Fuller-Problem zurückgeführt werden, für welches eine analytische Lösung mit sogenanntem "chattering regime" existiert und welches ein Basisbeispiel für unsere Aufgaben liefert. Zur Lösung des Fuller-Problems formulieren wir einen MSR-Algorithmus, in dem man mit Fehlern des Strafverfahrens und der FEM-Approximationen rechnen muß. Als Hauptergebnis erhalten wir ein Konvergenzkriterium, das das asymptotische Verhalten von Regularisierungs-, Diskretisierungs- und Strafparametern des MSR-Algorithmus bestimmt. Im letzten Kapitel formulieren wir ein anderes schlecht gestelltes Optimalsteuerproblem mit verteilter Steuerung über dem Polygongebiet. Die Zustandsgleichung wird nun durch ein Poisson-Problem mit gemischten Randbedingungen erzeugt. Solche Aufgabenstellung liefert eine natürliche Erweiterung des auf einer gewöhnlichen Differentialgeichung beruhenden Fuller-Problems auf die Kontrollprobleme mit partiellen Differentialgleichungen. Wir formulieren neuerlich das MSR-Verfahren, in dem man neben dem Diskretisierungsfehler auch einen Berechnungsfehler berücksichtigt. Diesmal verzichten wir aber auf die Straftechniken und stellen die Ersatzprobleme mit exakt erfüllter Zustandsgleichung zusammen. Mit diesem alternativen Zugang und anhand der Falkschen Beweistechniken erhalten wir ein schwächeres und somit auch besseres Konvergenzkriterium für das MSR-Verfahren. Zum Abschluß präsentieren wir Ergebnisse der numerischen Tests, durchgeführt mit dem MSR-Verfahren für ein konkretes Optimalsteuerproblem, dessen Lösung ein zweidimensionales chattering regime aufweist.
The goal of this thesis is to transfer the logarithmic barrier approach, which led to very efficient interior-point methods for convex optimization problems in recent years, to convex semi-infinite programming problems. Based on a reformulation of the constraints into a nondifferentiable form this can be directly done for convex semi- infinite programming problems with nonempty compact sets of optimal solutions. But, by means of an involved max-term this reformulation leads to nondifferentiable barrier problems which can be solved with an extension of a bundle method of Kiwiel. This extension allows to deal with inexact objective values and subgradient information which occur due to the inexact evaluation of the maxima. Nevertheless we are able to prove similar convergence results as for the logarithmic barrier approach in the finite optimization. In the further course of the thesis the logarithmic barrier approach is coupled with the proximal point regularization technique in order to solve ill-posed convex semi-infinite programming problems too. Moreover this coupled algorithm generates sequences converging to an optimal solution of the given semi-infinite problem whereas the pure logarithmic barrier only produces sequences whose accumulation points are such optimal solutions. If there are certain additional conditions fulfilled we are further able to prove convergence rate results up to linear convergence of the iterates. Finally, besides hints for the implementation of the methods we present numerous numerical results for model examples as well as applications in finance and digital filter design.
This work is concerned with the numerical solution of optimization problems that arise in the context of ground water modeling. Both ground water hydraulic and quality management problems are considered. The considered problems are discretized problems of optimal control that are governed by discretized partial differential equations. Aspects of special interest in this work are inaccurate function evaluations and the ensuing numerical treatment within an optimization algorithm. Methods for noisy functions are appropriate for the considered practical application. Also, block preconditioners are constructed and analyzed that exploit the structure of the underlying linear system. Specifically, KKT systems are considered, and the preconditioners are tested for use within Krylov subspace methods. The project was financed by the foundation Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation and carried out in joint work with TGU GmbH, a company of consulting engineers for ground water and water resources.
The discretization of optimal control problems governed by partial differential equations typically leads to large-scale optimization problems. We consider flow control involving the time-dependent Navier-Stokes equations as state equation which is stamped by exactly this property. In order to avoid the difficulties of dealing with large-scale (discretized) state equations during the optimization process, a reduction of the number of state variables can be achieved by employing a reduced order modelling technique. Using the snapshot proper orthogonal decomposition method, one obtains a low-dimensional model for the computation of an approximate solution to the state equation. In fact, often a small number of POD basis functions suffices to obtain a satisfactory level of accuracy in the reduced order solution. However, the small number of degrees of freedom in a POD based reduced order model also constitutes its main weakness for optimal control purposes. Since a single reduced order model is based on the solution of the Navier-Stokes equations for a specified control, it might be an inadequate model when the control (and consequently also the actual corresponding flow behaviour) is altered, implying that the range of validity of a reduced order model, in general, is limited. Thus, it is likely to meet unreliable reduced order solutions during a control problem solution based on one single reduced order model. In order to get out of this dilemma, we propose to use a trust-region proper orthogonal decomposition (TRPOD) approach. By embedding the POD based reduced order modelling technique into a trust-region framework with general model functions, we obtain a mechanism for updating the reduced order models during the optimization process, enabling the reduced order models to represent the flow dynamics as altered by the control. In fact, a rigorous convergence theory for the TRPOD method is obtained which justifies this procedure also from a theoretical point of view. Benefiting from the trust-region philosophy, the TRPOD method guarantees to save a lot of computational work during the control problem solution, since the original state equation only has to be solved if we intend to update our model function in the trust-region framework. The optimization process itself is completely based on reduced order information only.
In this thesis we focus on the development and investigation of methods for the computation of confluent hypergeometric functions. We point out the relations between these functions and parabolic boundary value problems and demonstrate applications to models of heat transfer and fluid dynamics. For the computation of confluent hypergeometric functions on compact (real or complex) intervals we consider a series expansion based on the Hadamard product of power series. It turnes out that the partial sums of this expansion are easily computable and provide a better rate of convergence in comparison to the partial sums of the Taylor series. Regarding the computational accuracy the problem of cancellation errors is reduced considerably. Another important tool for the computation of confluent hypergeometric functions are recurrence formulae. Although easy to implement, such recurrence relations are numerically unstable e.g. due to rounding errors. In order to circumvent these problems a method for computing recurrence relations in backward direction is applied. Furthermore, asymptotic expansions for large arguments in modulus are considered. From the numerical point of view the determination of the number of terms used for the approximation is a crucial point. As an application we consider initial-boundary value problems with partial differential equations of parabolic type, where we use the method of eigenfunction expansion in order to determine an explicit form of the solution. In this case the arising eigenfunctions depend directly on the geometry of the considered domain. For certain domains with some special geometry the eigenfunctions are of confluent hypergeometric type. Both a conductive heat transfer model and an application in fluid dynamics is considered. Finally, the application of several heat transfer models to certain sterilization processes in food industry is discussed.
This work is concerned with arbitrage bounds for prices of contingent claims under transaction costs, but regardless of other conceivable market frictions. Assumptions on the underlying market are held as weak as convenient for the deduction of meaningful results that make good economic sense. In discrete time we also allow for underlying price processes with uncountable state space. In continuous time the underlying price process is modeled by a semimartingale. For the most part we could avoid any stronger assumptions. The main problems with which we deal in this work are the modelling of (proportional) transaction costs, Fundamental Theorems of Asset Pricing under transaction costs, dual characterizations of arbitrage bounds under transaction costs, Quantile-Hedging under transaction costs, alternatives to the Black-Scholes model in continuous time (under transaction costs). The results apply to stock and currency markets.
In this thesis, we study the convergence behavior of an efficient optimization method used for the identification of parameters for underdetermined systems. The research is motivated by optimization problems arising from the estimation of parameters in neural networks as well as in option pricing models. In the first application, we are concerned with neural networks used to forecasting stock market indices. Since neural networks are able to describe extremely complex nonlinear structures they are used to improve the modelling of the nonlinear dependencies occurring in the financial markets. Applying neural networks to the forecasting of economic indicators, we are confronted with a nonlinear least squares problem of large dimension. Furthermore, in this application the number of parameters of the neural network to be determined is usually much larger than the number of patterns which are available for the determination of the unknowns. Hence, the residual function of our least squares problem is underdetermined. In option pricing, an important but usually not known parameter is the volatility of the underlying asset of the option. Assuming that the underlying asset follows a one-factor continuous diffusion model with nonconstant drift and volatility term, the value of an European call option satisfies a parabolic initial value problem with the volatility function appearing in one of the coefficients of the parabolic differential equation. Using this system equation, the estimation of the volatility function is described by a nonlinear least squares problem. Since the adaption of the volatility function is based only on a small number of observed market data these problems are naturally ill-posed. For the solution of these large-scale underdetermined nonlinear least squares problems we use a fully iterative inexact Gauss-Newton algorithm. We show how the structure of a neural network as well as that of the European call price model can be exploited using iterative methods. Moreover, we present theoretical statements for the convergence of the inexact Gauss-Newton algorithm applied to the less examined case of underdetermined nonlinear least squares problems. Finally, we present numerical results for the application of neural networks to the forecasting of stock market indices as well as for the construction of the volatility function in European option pricing models. In case of the latter application, we discretize the parabolic differential equation using a finite difference scheme and we elucidate convergence problems of the discrete scheme when the initial condition is not everywhere differentiable.
Die Probleme bezüglich der Existenz universeller Funktionen und die universelle Approximation von Funktionen sind von klassischer Natur und spielen eine zentrale Rolle. Folgende Untersuchungen sind Gegenstand dieser Arbeit: Universelle Funktionen, die durch Lückenreihen dargestellt werden, sog. eingeschränkte Universalitäten, mehrfache Universalitäten sowie die universelle Approximation messbarer Funktionen. In einem letzten Kapitel werden abschließend ganzzahlige Cesaro-Mittel untersucht. Hier zeigt sich, dass alle bewiesenen Ergebnisse dieser Arbeit über universelle Approximation im Komplement des abgeschlossenen Einheitskreises durch Teilsummen einer Potenzreihe vom Konvergenzradius 1 auch auf die jeweiligen ganzzahligen Cesaro-Transformierten der Teilsummen übertragbar sind.
In dieser Dissertation beschäftigen wir uns mit der konstruktiven und generischen Gewinnung universeller Funktionen. Unter einer universellen Funktion verstehen wie dabei eine solche holomorphe Funktion, die in gewissem Sinne ganze Klassen von Funktionen enthält. Die konstruktive Methode beinhaltet die explizite Konstruktion einer universellen Funktion über einen Grenzprozess, etwa als Polynomreihe. Die generische Methode definiert zunächst rein abstrakt die jeweils gewünschte Klasse von universellen Funktionen. Mithilfe des Baireschen Dichtesatzes wird dann gezeigt, dass die Klasse dieser Funktionen nicht nur nichtleer, sondern sogar G_delta und dicht in dem betrachteten Funktionenraum ist. Beide Methoden bedienen sich der Approximationssätze von Runge und von Mergelyan. Die Hauptergebnisse sind die folgenden: (1) Wir haben konstruktiv die Existenz von universellen Laurentreihen auf mehrfach zusammenhängenden Gebieten bewiesen. Zusätzlich haben wir gezeigt, dass die Menge solcher universeller Laurentreihen dicht im Raum der auf dem betrachteten Gebiet holomorphen Funktionen ist. (2) Die Existenz von universellen Faberreihen auf gewissen Gebieten wurde sowohl konstruktiv als auch generisch bewiesen. (3) Zum einen haben wir konstruktiv gezeigt, dass es so genannte ganze T-universelle Funktionen mit vorgegebenen Approximationswegen gibt. Die Approximationswege sind durch eine hinreichend variable funktionale Form vorgegeben. Die Menge solcher Funktionen ist im Raum der ganzen Funktionen eine dichte G_delta-Menge. Zum anderen haben wir generisch die Existenz von auf einem beschränkten Gebiet T-universellen Funktionen bezüglich gewisser vorgegebener Approximationswege bewiesen. Die Approximationswege sind auch hier genügend allgemein.
In dieser Dissertation beschäftigen wir uns mit der konstruktiven und generischen Gewinnung universeller Funktionen. Unter einer universellen Funktion verstehen wie dabei eine solche holomorphe Funktion, die in gewissem Sinne ganze Klassen von Funktionen enthält. Die konstruktive Methode beinhaltet die explizite Konstruktion einer universellen Funktion über einen Grenzprozess, etwa als Polynomreihe. Die generische Methode definiert zunächst rein abstrakt die jeweils gewünschte Klasse von universellen Funktionen. Mithilfe des Baireschen Dichtesatzes wird dann gezeigt, dass die Klasse dieser Funktionen nicht nur nichtleer, sondern sogar G_delta und dicht in dem betrachteten Funktionenraum ist. Beide Methoden bedienen sich der Approximationssätze von Runge und von Mergelyan. Die Hauptergebnisse sind die folgenden: (1) Wir haben konstruktiv die Existenz von universellen Laurentreihen auf mehrfach zusammenhängenden Gebieten bewiesen. Zusätzlich haben wir gezeigt, dass die Menge solcher universeller Laurentreihen dicht im Raum der auf dem betrachteten Gebiet holomorphen Funktionen ist. (2) Die Existenz von universellen Faberreihen auf gewissen Gebieten wurde sowohl konstruktiv als auch generisch bewiesen. (3) Zum einen haben wir konstruktiv gezeigt, dass es so genannte ganze T-universelle Funktionen mit vorgegebenen Approximationswegen gibt. Die Approximationswege sind durch eine hinreichend variable funktionale Form vorgegeben. Die Menge solcher Funktionen ist im Raum der ganzen Funktionen eine dichte G_delta-Menge. Zum anderen haben wir generisch die Existenz von auf einem beschränkten Gebiet T-universellen Funktionen bezüglich gewisser vorgegebener Approximationswege bewiesen. Die Approximationswege sind auch hier genügend allgemein.
The optimal control of fluid flows described by the Navier-Stokes equations requires massive computational resources, which has led researchers to develop reduced-order models, such as those derived from proper orthogonal decomposition (POD), to reduce the computational complexity of the solution process. The object of the thesis is the acceleration of such reduced-order models through the combination of POD reduced-order methods with finite element methods at various discretization levels. Special stabilization methods required for high-order solution of flow problems with dominant convection on coarse meshes lead to numerical data that is incompatible with standard POD methods for reduced-order modeling. We successfully adapt the POD method for such problems by introducing the streamline diffusion POD method (SDPOD). Using the novel SDPOD method, we experiment with multilevel recursive optimization at Reynolds numbers of Re=400 and Re=10,000.
Es wird die Existenz einer Potenzreihe vom Konvergenzradius 1 bewiesen, so dass die mit einer zweifach unendlichen Matrix A (deren komplexe Einträge drei Bedingungen erfüllen müssen) gebildeten A -Transformierten außerhalb des (einfach zusammenhängenden) Holomorphiegebietes der Potenzreihe überkonvergieren. Das Hauptergebnis der Arbeit ist ein Satz über die Existenz einer universellen Potenzreihe vom Konvergenzradius 1, so dass deren A "Transformierte stetige Funktionen auf kompakten, holomorphe Funktionen auf offenen Mengen (in beiden Fällen liegen die Mengen im Komplement des einfach zusammenhängenden Holomorphiegebietes der Potenzreihe) approximieren und sich zusätzlich zur fast-überall-Approximation messbarer Funktionen auf messbaren Mengen (im Komplement des Holomorphiegebietes der Potenzreihe gelegen) eignen. Als wichtige Konsequenz dieses Hauptergebnisses ergibt sich für den Fall, dass das Holomorphiegebietes der Potenzreihe der Einheitskreis ist, die Existenz einer universellen trigonometrischen Reihe, so dass deren A "Transformierte auf dem Rand des Einheitskreises stetige Funktionen approximieren und zusätzlich messbare Funktionen fast-überall auf [0,2π] approximieren
The subject of this thesis is hypercyclic, mixing, and chaotic C0-semigroups on Banach spaces. After introducing the relevant notions and giving some examples the so called hypercyclicity criterion and its relation with weak mixing is treated. Some new equivalent formulations of the criterion are given which are used to derive a very short proof of the well-known fact that a C0-semigroup is weakly mixing if and only if each of its operators is. Moreover, it is proved that under some "regularity conditions" each hypercyclic C0-semigroup is weakly mixing. Furthermore, it is shown that for a hypercyclic C0-semigroup there is always a dense set of hypercyclic vectors having infinitely differentiable trajectories. Chaotic C0-semigroups are also considered. It is proved that they are always weakly mixing and that in certain cases chaoticity is already implied by the existence of a single periodic point. Moreover, it is shown that strongly elliptic differential operators on bounded C^1-domains never generate chaotic C0-semigroups. A thorough investigation of transitivity, weak mixing, and mixing of weighted compositioin operators follows and complete characterisations of these properties are derived. These results are then used to completely characterise hypercyclicity, weak mixing, and mixing of C0-semigroups generated by first order partial differential operators. Moreover, a characterisation of chaos for these C0-semigroups is attained. All these results are achieved on spaces of p-integrable functions as well as on spaces of continuous functions and illustrated by various concrete examples.
Eine ganze Funktion φ heißt T-universell bezüglich einer gegebenen Folge b:={b_{n}\}_{n \in ℕ komplexer Zahlen mit b_{n} \to \infty$, falls eine geeignete Folge φ(z+b_{n_{k}})\}$ additiver Translationen von φ lokal gleichmäßig in ℂ gegen jede vorgegebene ganze Funktion konvergiert. Ferner nennen wir eine ganze Funktion φ, für welche eine geeignete Folge φ{(n_k)}\}$ ihrer Ableitungen lokal gleichmäßig in ℂ gegen jede vorgegebene ganze Funktion konvergiert, ableitungsuniversell. Die Existenz solcher Funktionen wurde von Birkhoff (1929) und MacLane (1952) bzw. Verallgemeinerungen ihrer Ergebnisse gesichert. In dieser Arbeit wird die Konstruktion solcher Funktionen, die zusätzlich auf jeder Geraden beschränkt sind oder Nullstellen an bestimmten vorgegebenen Punkten besitzen, studiert. Im Besonderen stellte sich hierbei heraus, dass die Menge aller bezüglich einer gegebenen Folge b - welche einer gewissen Bedingung genügt - T-universellen Funktionen, die überdies auf jeder Geraden beschränkt sind, zwar dicht, aber nicht residual im Raum aller ganzen Funktionen versehen mit der lokal-gleichmäßigen Topologie ist. Ebenso überraschend ist die Konstruktion von T-universellen Funktionen, welche eine "regelmäßige Nullstellenasymptotik" besitzen.
Die Dissertation mit dem Thema "Cross-Border-Leasing als Instrument der Kommunalfinanzierung " Eine finanzwirtschaftliche Analyse unter besonderer Berücksichtigung der Risiken - befasst sich am Beispiel des primär steuerinduzierten, grenzüberschreitenden Cross-Border-Leasings (CBL) mit einem innovativen, strukturierten Finanzierungsinstrument, das sich im Spannungsfeld von Rechtsstaatlichkeit und privatwirtschaftlichem Management öffentlicher Akteure befindet. Dazu werden bereits finanzierte und sich im Betrieb befindliche Assets in Variationen von langfristigen Leasingverträge eingebracht. Durch die geschickte Ausnutzung steuerlicher Zurechnungskriterien werden unter Einbindung mehrerer Jurisdiktionen Gewinnverschiebungsmöglichkeiten und Steueroptimierungspotenziale geschaffen, wobei die generierten Zusatzerträge unter den Akteuren aufgeteilt werden. Die Untersuchung orientiert sich an einem umfassenden forschungsleitenden Fragenkatalog, der sehr vielschichtig und zudem interdisziplinär die komplexen Aspekte des CBLs theoretisch sowie praktisch an einem Fallbeispiel untersucht. Zunächst erfolgt die Einbettung des CBLs in den kommunalen Hintergrund. Daran schliesst sich eine Darstellung des Untersuchungsgegenstands im Hinblick auf seine elementare Grundstruktur, Zahlungsströme, Vertragsparteien und deren bilateralen Verpflechtungen an. Daneben erfolgt eine Analyse der öffentlich-rechtlichen Implikationen des CBLs sowie der regulatorischen kommunalaufsichtsrechtlichen Anforderungen. Im zentralen empirischen Teil der Dissertation wird eine idealtypische CBL-Transaktion einer bundesdeutschen Metropole als Fallstudie analysiert: im Rahmen einer erstmaligen wissenschaftlichen Analyse einer Orginaldokumentation werden zunächst die strukturellen Rahmenparameter untersucht, um dann den Finanzierungsvorteil der Transaktion zu ermitteln. Eine Klassifikation erfolgt dabei in diejenigen Risken, die sich unmittelbar im Einflussbereich der Kommune befinden und somit direkt, d.h. durch aktives eigenes Handeln, minimiert oder vermieden werden können und in solche, die aus ihrer Sicht extern sind. Abgerundet wird die Risikoanalyse durch eine Abschätzung der maximalen Risikoposition in Form der Schadensersatzzahlungen, die die Kommune in vertraglich vereinbarten Fällen leisten muss. Dabei ermittelt die Verfasserin den Break-Even der Transaktion und setzt Szenarien sowie mathematische Modelle ein, um die inhärenten Risiken aufgrund ihrer Kostenfolgen sorgfältig gegenüber dem vereinnahmten kurzfristigen Vorteil abzuwägen. Die Untersuchung bedient sich dem anerkannten mathematisch-statistischen Value-at-Risk-Verfahren (VaR), das unter Verwendung von Ansätzen der Wahrscheinlichkeitsverteilung das Marktpreisrisiko zu quantifizieren vermag. Um zu validen Ergebnissen zu gelangen, werden zur Ermittlung des VaRs die beiden bekanntesten (nicht-parametrischen) Tools des VaR-Ansatzes angewendet, um die potenziellen Performanceschwankungen des Depotwertes unter Zugrundelegung bestimmter Wahrscheinlichkeiten abschätzen zu können. Dies ist das Verfahren der Historischen Simulation sowie die als mathematisch sehr anspruchsvoll eingestufte Monte-Carlo-Simulation. Als Weiterentwicklung des VaR-Modells wird zudem der Conditional VaR berechnet, der Aussagen über das Ausmaß der erwarteten Verluste zulässt. Anhand dieser Ergebnisse wird die maximale finanzielle Risikoposition der Kommune, bezogen auf das Kapitaldepot, abgeleitet. Darüber hinaus wird das CBL im Rahmen eines mathematischen Modells insgesamt beurteilt, indem eine Gegenüberstellung von vereinnahmtem Finanzierungsvorteil und den mit Eintrittswahrscheinlichkeiten gewichteten Ausfallrisiken, unter Berücksichtigung des jeweiligen Eintrittszeitpunktes, durchgeführt wird. Diese Vorgehensweise führt zu einer Symbiose aus Finanzierungsvorteil und den Risikomaßzahlen VaR, Expected Shortfall und Expected Loss. Die ermittelten finanzwirtschaftlichen Risikomaßzahlen führen zu überraschenden Ergebnissen, die die propagierte Risikolosigkeit und das vermeintlich attraktive Renditepotenzial derartiger Transaktionen eindeutig verneinen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen leitet die Verfasserin praktische Handlungsempfehlungen und Absicherungsmöglichkeiten für kommunale Entscheidungsträger ab. Die sich aufgrund der US-Steuerrechtsänderung vom Februar 2005 ergebenden Auswirkungen auf bestehende Transaktionen wie auch auf Neugeschäfte werden im Ausblick dargelegt.
Wenn eine stets von Null verschiedene Nullfolge h_n gegeben ist, dann existieren nach einem Satz von Marcinkiewicz stetige Funktionen f vom Intervall [0,1] in die reelle Achse, die in dem Sinne maximal nicht differenzierbar sind, dass zu jeder messbaren Funktion g ein Teilfolge n_k existiert, so dass (f(x+h_n_k)-f(x))/h_n_k fast sicher gegen g konvergiert. Im ersten Teil dieser Arbeit beweisen wir Erweiterungen dieses Satzes im Mehrdimensionalen und Analoga für Funktionen in der komplexen Ebene. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit Operatoren die in enger Beziehung zum Satz von Korovkin über positive lineare Operatoren stehen. Wir zeigen, dass es Operatoren L_n gibt, die jeweils eine der Eigenschaften aus dem Satz von Korovkin nicht erfüllen und gleichzeitig eine residuale Menge von Funktionen f existiert, so dass L_nf nicht nur nicht gegen f konvergiert, sondern sogar dicht im Raum aller stetigen Funktionen des Intervalls [0,1] ist. Ähnliche Phänomene werden bei polynomieller Interpolation untersucht.
In this thesis, we investigate the quantization problem of Gaussian measures on Banach spaces by means of constructive methods. That is, for a random variable X and a natural number N, we are searching for those N elements in the underlying Banach space which give the best approximation to X in the average sense. We particularly focus on centered Gaussians on the space of continuous functions on [0,1] equipped with the supremum-norm, since in that case all known methods failed to achieve the optimal quantization rate for important Gauss-processes. In fact, by means of Spline-approximations and a scheme based on the Best-Approximations in the sense of the Kolmogorov n-width we were able to attain the optimal rate of convergence to zero for these quantization problems. Moreover, we established a new upper bound for the quantization error, which is based on a very simple criterion, the modulus of smoothness of the covariance function. Finally, we explicitly constructed those quantizers numerically.
Considering the numerical simulation of mathematical models it is necessary to have efficient methods for computing special functions. We will focus our considerations in particular on the classes of Mittag-Leffler and confluent hypergeometric functions. The PhD Thesis can be structured in three parts. In the first part, entire functions are considered. If we look at the partial sums of the Taylor series with respect to the origin we find that they typically only provide a reasonable approximation of the function in a small neighborhood of the origin. The main disadvantages of these partial sums are the cancellation errors which occur when computing in fixed precision arithmetic outside this neighborhood. Therefore, our aim is to quantify and then to reduce this cancellation effect. In the next part we consider the Mittag-Leffler and the confluent hypergeometric functions in detail. Using the method we developed in the first part, we can reduce the cancellation problems by "modifying" the functions for several parts of the complex plane. Finally, in in the last part two other approaches to compute Mittag-Leffler type and confluent hypergeometric functions are discussed. If we want to evaluate such functions on unbounded intervals or sectors in the complex plane, we have to consider methods like asymptotic expansions or continued fractions for large arguments z in modulus.