Aplicaciones de la Teoría de Matrices en Matemática Discreta

Se describen algunas aplicaciones de la teoría de matrices a diversos temas pertenecientes alámbito de la matem\'atica discreta.

Motion estimation using higher-order statistics

The objective of this paper is to introduce a fourth-order cost function of the displaced frame difference (DFD) capable of estimatingmotion even for small regions or blocks. Using higher than second-orderstatistics is appropriate in case the image sequence is severely corruptedby additive Gaussian noise. Some results are presented and compared to those obtained from the mean kurtosis and the mean square error of the DFD.

Analyse du comportement hétérogène des usagers dans un réseau

Le nombre important de véhicules sur le réseau routier peut entraîner des problèmes d'encombrement et de sécurité. Les usagers des réseaux routiers qui nous intéressent sont les camionneurs qui transportent des marchandises, pouvant rouler avec des véhicules non conformes ou emprunter des routes interdites pour gagner du temps. Le transport de matières dangereuses est réglementé et certains lieux, surtout les ponts et les tunnels, leur sont interdits d'accès. Pour aider à faire appliquer les lois en vigueur, il existe un système de contrôles routiers composé de structures fixes et de patrouilles mobiles. Le déploiement stratégique de ces ressources de contrôle mise sur la connaissance du comportement des camionneurs que nous allons étudier à travers l'analyse de leurs choix de routes. Un problème de choix de routes peut se modéliser en utilisant la théorie des choix discrets, elle-même fondée sur la théorie de l'utilité aléatoire. Traiter ce type de problème avec cette théorie est complexe. Les modèles que nous utiliserons sont tels, que nous serons amenés à faire face à des problèmes de corrélation, puisque plusieurs routes partagent probablement des arcs. De plus, puisque nous travaillons sur le réseau routier du Québec, le choix de routes peut se faire parmi un ensemble de routes dont le nombre est potentiellement infini si on considère celles ayant des boucles. Enfin, l'étude des choix faits par un humain n'est pas triviale. Avec l'aide du modèle de choix de routes retenu, nous pourrons calculer une expression de la probabilité qu'une route soit prise par le camionneur. Nous avons abordé cette étude du comportement en commençant par un travail de description des données collectées. Le questionnaire utilisé par les contrôleurs permet de collecter des données concernant les camionneurs, leurs véhicules et le lieu du contrôle. La description des données observées est une étape essentielle, car elle permet de présenter clairement à un analyste potentiel ce qui est accessible pour étudier les comportements des camionneurs. Les données observées lors d'un contrôle constitueront ce que nous appellerons une observation. Avec les attributs du réseau, il sera possible de modéliser le réseau routier du Québec. Une sélection de certains attributs permettra de spécifier la fonction d'utilité et par conséquent la fonction permettant de calculer les probabilités de choix de routes par un camionneur. Il devient alors possible d'étudier un comportement en se basant sur des observations. Celles provenant du terrain ne nous donnent pas suffisamment d'information actuellement et même en spécifiant bien un modèle, l'estimation des paramètres n'est pas possible. Cette dernière est basée sur la méthode du maximum de vraisemblance. Nous avons l'outil, mais il nous manque la matière première que sont les observations, pour continuer l'étude. L'idée est de poursuivre avec des observations de synthèse. Nous ferons des estimations avec des observations complètes puis, pour se rapprocher des conditions réelles, nous continuerons avec des observations partielles. Ceci constitue d'ailleurs un défi majeur. Nous proposons pour ces dernières, de nous servir des résultats des travaux de (Bierlaire et Frejinger, 2008) en les combinant avec ceux de (Fosgerau, Frejinger et Karlström, 2013). Bien qu'elles soient de nature synthétiques, les observations que nous utilisons nous mèneront à des résultats tels, que nous serons en mesure de fournir une proposition concrète qui pourrait aider à optimiser les décisions des responsables des contrôles routiers. En effet, nous avons réussi à estimer, sur le réseau réel du Québec, avec un seuil de signification de 0,05 les valeurs des paramètres d'un modèle de choix de routes discrets, même lorsque les observations sont partielles. Ces résultats donneront lieu à des recommandations sur les changements à faire dans le questionnaire permettant de collecter des données.

On infinite graphs and related matrices

This thesis Entitled On Infinite graphs and related matrices.ln the last two decades (iraph theory has captured wide attraction as a Mathematical model for any system involving a binary relation. The theory is intimately related to many other branches of Mathematics including Matrix Theory Group theory. Probability. Topology and Combinatorics . and has applications in many other disciplines..Any sort of study on infinite graphs naturally involves an attempt to extend the well known results on the much familiar finite graphs. A graph is completely determined by either its adjacencies or its incidences. A matrix can convey this information completely. This makes a proper labelling of the vertices. edges and any other elements considered, an inevitable process. Many types of labelling of finite graphs as Cordial labelling, Egyptian labelling, Arithmetic labeling and Magical labelling are available in the literature. The number of matrices associated with a finite graph are too many For a study ofthis type to be exhaustive. A large number of theorems have been established by various authors for finite matrices. The extension of these results to infinite matrices associated with infinite graphs is neither obvious nor always possible due to convergence problems. In this thesis our attempt is to obtain theorems of a similar nature on infinite graphs and infinite matrices. We consider the three most commonly used matrices or operators, namely, the adjacency matrix

Evidence of extended orientational order in amorphous Fe/Sm thin films

Amorphous thin films of Fe/Sm, prepared by evaporation methods, have been magnetically characterized and the results were interpreted in terms of the random magnets theory. The samples behave as 2D and 3D random magnets depending on the total thickness of the film. From our data the existence of orientational order, which greatly influences the magnetic behavior of the films, is also clear.

Polarization and correlation phenomena in the radiative electron capture by bare highly-charged ions

In dieser Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen einem Photon und einem Elektron im starken Coulombfeld eines Atomkerns am Beispiel des radiativen Elektroneneinfangs beim Stoß hochgeladener Teilchen untersucht. In den letzten Jahren wurde dieser Ladungsaustauschprozess insbesondere für relativistische Ion–Atom–Stöße sowohl experimentell als auch theoretisch ausführlich erforscht. In Zentrum standen dabei haupsächlich die totalen und differentiellen Wirkungsquerschnitte. In neuerer Zeit werden vermehrt Spin– und Polarisationseffekte sowie Korrelationseffekte bei diesen Stoßprozessen diskutiert. Man erwartet, dass diese sehr empfindlich auf relativistische Effekte im Stoß reagieren und man deshalb eine hervorragende Methode zu deren Bestimmung erhält. Darüber hinaus könnten diese Messungen auch indirekt dazu führen, dass man die Polarisation des Ionenstrahls bestimmen kann. Damit würden sich neue experimentelle Möglichkeiten sowohl in der Atom– als auch der Kernphysik ergeben. In dieser Dissertation werden zunächst diese ersten Untersuchungen zu den Spin–, Polarisations– und Korrelationseffekten systematisch zusammengefasst. Die Dichtematrixtheorie liefert hierzu die geeignete Methode. Mit dieser Methode werden dann die allgemeinen Gleichungen für die Zweistufen–Rekombination hergeleitet. In diesem Prozess wird ein Elektron zunächst radiativ in einen angeregten Zustand eingefangen, der dann im zweiten Schritt unter Emission des zweiten (charakteristischen) Photons in den Grundzustand übergeht. Diese Gleichungen können natürlich auf beliebige Mehrstufen– sowie Einstufen–Prozesse erweitert werden. Im direkten Elektroneneinfang in den Grundzustand wurde die ”lineare” Polarisation der Rekombinationsphotonen untersucht. Es wurde gezeigt, dass man damit eine Möglichkeit zur Bestimmung der Polarisation der Teilchen im Eingangskanal des Schwerionenstoßes hat. Rechnungen zur Rekombination bei nackten U92+ Projektilen zeigen z. B., dass die Spinpolarisation der einfallenden Elektronen zu einer Drehung der linearen Polarisation der emittierten Photonen aus der Streuebene heraus führt. Diese Polarisationdrehung kann mit neu entwickelten orts– und polarisationsempfindlichen Festkörperdetektoren gemessen werden. Damit erhält man eine Methode zur Messung der Polarisation der einfallenden Elektronen und des Ionenstrahls. Die K–Schalen–Rekombination ist ein einfaches Beispiel eines Ein–Stufen–Prozesses. Das am besten bekannte Beispiel der Zwei–Stufen–Rekombination ist der Elektroneneinfang in den 2p3/2–Zustand des nackten Ions und anschließendem Lyman–1–Zerfall (2p3/2 ! 1s1/2). Im Rahmen der Dichte–Matrix–Theorie wurden sowohl die Winkelverteilung als auch die lineare Polarisation der charakteristischen Photonen untersucht. Beide (messbaren) Größen werden beträchtlich durch die Interferenz des E1–Kanals (elektrischer Dipol) mit dem viel schwächeren M2–Kanal (magnetischer Quadrupol) beeinflusst. Für die Winkelverteilung des Lyman–1 Zerfalls im Wasserstoff–ähnlichen Uran führt diese E1–M2–Mischung zu einem 30%–Effekt. Die Berücksichtigung dieser Interferenz behebt die bisher vorhandene Diskrepanz von Theorie und Experiment beim Alignment des 2p3/2–Zustands. Neben diesen Ein–Teichen–Querschnitten (Messung des Einfangphotons oder des charakteristischen Photons) wurde auch die Korrelation zwischen den beiden berechnet. Diese Korrelationen sollten in X–X–Koinzidenz–Messungen beobbachtbar sein. Der Schwerpunkt dieser Untersuchungen lag bei der Photon–Photon–Winkelkorrelation, die experimentell am einfachsten zu messen ist. In dieser Arbeit wurden ausführliche Berechnungen der koinzidenten X–X–Winkelverteilungen beim Elektroneneinfang in den 2p3/2–Zustand des nackten Uranions und beim anschließenden Lyman–1–Übergang durchgeführt. Wie bereits erwähnt, hängt die Winkelverteilung des charakteristischen Photons nicht nur vom Winkel des Rekombinationsphotons, sondern auch stark von der Spin–Polarisation der einfallenden Teilchen ab. Damit eröffnet sich eine zweite Möglichkeit zur Messung der Polaristion des einfallenden Ionenstrahls bzw. der einfallenden Elektronen.

Análisis del potencial exportador para balones de fútbol en Inglaterra : caso Escobar y Martínez con su marca GOLTY

Este documento consiste en un plan exportador para Escobar y Martínez, especialmente para su marca GOLTY. La primera parte es el análisis y diagnóstico de la compañía con base en la matriz del Boston Consulting Group, seguida del análisis de mercado, realizado con fuentes secundarias que logra identificar cómo el Reino Unido es un mercado con una conciencia creciente sobre los deportes, dispuestos a pagar por alta calidad, similar a lo sucedido con España y Francia La selección de mercados se realiza por medio de la matriz de Proexport con base en los resultados de la investigación con fuentes secundarias. Finalmente, se usa una de las más importantes teorías de la administración, como lo es la teoría matricial, para sugerir algunas estrategias a seguir con el fin de tener un proceso de exportación exitoso hacia los mercados del Reino Unido, España y Francia.

A closer look at chaotic advection in the stratosphere: part II: statistical diagnostics

Statistical diagnostics of mixing and transport are computed for a numerical model of forced shallow-water flow on the sphere and a middle-atmosphere general circulation model. In particular, particle dispersion statistics, transport fluxes, Liapunov exponents (probability density functions and ensemble averages), and tracer concentration statistics are considered. It is shown that the behavior of the diagnostics is in accord with that of kinematic chaotic advection models so long as stochasticity is sufficiently weak. Comparisons with random-strain theory are made.

Regularization of descriptor systems

Implicit dynamic-algebraic equations, known in control theory as descriptor systems, arise naturally in many applications. Such systems may not be regular (often referred to as singular). In that case the equations may not have unique solutions for consistent initial conditions and arbitrary inputs and the system may not be controllable or observable. Many control systems can be regularized by proportional and/or derivative feedback.We present an overview of mathematical theory and numerical techniques for regularizing descriptor systems using feedback controls. The aim is to provide stable numerical techniques for analyzing and constructing regular control and state estimation systems and for ensuring that these systems are robust. State and output feedback designs for regularizing linear time-invariant systems are described, including methods for disturbance decoupling and mixed output problems. Extensions of these techniques to time-varying linear and nonlinear systems are discussed in the final section.

Preference reversals for ambiguity aversion

This paper finds preference reversals in measurements of ambiguity aversion, even if psychological and informational circumstances are kept constant. The reversals are of a fundamentally different nature than the reversals found before because they cannot be explained by context-dependent weightings of attributes. We offer an explanation based on Sugden's random-reference theory, with different elicitation methods generating different random reference points. Then measurements of ambiguity aversion that use willingness to pay are confounded by loss aversion and hence overestimate ambiguity aversion.

A constrained recursive least squares algorithm for adaptive combination of multiple models

In this paper, we develop a novel constrained recursive least squares algorithm for adaptively combining a set of given multiple models. With data available in an online fashion, the linear combination coefficients of submodels are adapted via the proposed algorithm.We propose to minimize the mean square error with a forgetting factor, and apply the sum to one constraint to the combination parameters. Moreover an l1-norm constraint to the combination parameters is also applied with the aim to achieve sparsity of multiple models so that only a subset of models may be selected into the final model. Then a weighted l2-norm is applied as an approximation to the l1-norm term. As such at each time step, a closed solution of the model combination parameters is available. The contribution of this paper is to derive the proposed constrained recursive least squares algorithm that is computational efficient by exploiting matrix theory. The effectiveness of the approach has been demonstrated using both simulated and real time series examples.

Decomposition of spectral density in individual eigenvalue contributions

The eigenvalue densities of two random matrix ensembles, the Wigner Gaussian matrices and the Wishart covariant matrices, are decomposed in the contributions of each individual eigenvalue distribution. It is shown that the fluctuations of all eigenvalues, for medium matrix sizes, are described with a good precision by nearly normal distributions.

Aninhamento em redes bipartidas

We present a nestedness index that measures the nestedness pattern of bipartite networks, a problem that arises in theoretical ecology. Our measure is derived using the sum of distances of the occupied elements in the adjacency matrix of the network. This index quantifies directly the deviation of a given matrix from the nested pattern. In the most simple case the distance of the matrix element ai,j is di,j = i+j, the Manhattan distance. A generic distance is obtained as di,j = (i¬ + j¬)1/¬. The nestedness índex is defined by = 1 − where is the temperature of the matrix. We construct the temperature index using two benchmarks: the distance of the complete nested matrix that corresponds to zero temperature and the distance of the average random matrix that is defined as temperature one. We discuss an important feature of the problem: matrix occupancy. We address this question using a metric index ¬ that adjusts for matrix occupancy

Instrumentalidade do serviço social na previdência social no Brasil contemporâneo

In the sociability of the capital, the challenges to the consolidation of social security as a public policy become expressive, which has implications for social security services, particularly for Social Works who works for the security and fulfillment of social rights. Therefore, in this context of denial of these rights becomes relevant the work of social worker, as a professional committed to the ethical-political project and the Matrix Theory and Methodology of Social work, which potentiate the action able to establish professional articulated strategies for the strengthening of collective struggles for equality in society. Thus, this study examines the instrumentality of social work in the contemporary world and its contribution to the realization of rights. For this, we conducted a literature review, using authors dealing with the issue, as Behring (2008), Boschetti (2003), Mota (1995), Guerra (2007) among others, as well as documentary research through laws, decrees, instructions Normative, Internal Guidelines, and especially the analysis of the Matrix itself of Social Work in welfare. We use also of paramount importance to our analysis - the field research, using techniques such as semi-structured interview and questionnaire. The research enables the identification of important aspects of the subject studied, as the understanding of professionals about the instrumentality of Social Works in its ethical-political aspects, both theoretical and methodological and technicaloperative. The demands made by the managers for the profession on the sociooccupational have extrapolated the powers and duties of the Law Regulating the Profession and the Matrix of Social Work in welfare. The subjects of this study emphasize the role of social category of the National Institute of Social Security and the Federal Council of Social Service in defense of Social Works. The knowledge of social and institutional framework is critical to building control strategies that strengthen social security and public policy, the guarantor of social rights for workers in Brazil

Spectral fluctuation and 1/f(alpha) noise in the energy level statistics of interacting trapped bosons

It has been recently shown numerically that the transition from integrability to chaos in quantum systems and the corresponding spectral fluctuations are characterized by 1/f(alpha) noise with 1 <= alpha <= 2. The system of interacting trapped bosons is inhomogeneous and complex. The presence of an external harmonic trap makes it more interesting as, in the atomic trap, the bosons occupy partly degenerate single-particle states. Earlier theoretical and experimental results show that at zero temperature the low-lying levels are of a collective nature and high-lying excitations are of a single-particle nature. We observe that for few bosons, the P(s) distribution shows the Shnirelman peak, which exhibits a large number of quasidegenerate states. For a large number of bosons the low-lying levels are strongly affected by the interatomic interaction, and the corresponding level fluctuation shows a transition to a Wigner distribution with an increase in particle number. It does not follow Gaussian orthogonal ensemble random matrix predictions. For high-lying levels we observe the uncorrelated Poisson distribution. Thus it may be a very realistic system to prove that 1/f(alpha) noise is ubiquitous in nature.