A Note on Coercivity of Lower Semicontinuous Functions and Nonsmooth Critical Point Theory

The first motivation for this note is to obtain a general version of the following result: let E be a Banach space and f : E → R be a differentiable function, bounded below and satisfying the Palais-Smale condition; then, f is coercive, i.e., f(x) goes to infinity as ||x|| goes to infinity. In recent years, many variants and extensions of this result appeared, see [3], [5], [6], [9], [14], [18], [19] and the references therein. A general result of this type was given in [3, Theorem 5.1] for a lower semicontinuous function defined on a Banach space, through an approach based on an abstract notion of subdifferential operator, and taking into account the “smoothness” of the Banach space. Here, we give (Theorem 1) an extension in a metric setting, based on the notion of slope from [11] and coercivity is considered in a generalized sense, inspired by [9]; our result allows to recover, for example, the coercivity result of [19], where a weakened version of the Palais-Smale condition is used. Our main tool (Proposition 1) is a consequence of Ekeland’s variational principle extending [12, Corollary 3.4], and deals with a function f which is, in some sense, the “uniform” Γ-limit of a sequence of functions.

On an Extremal Problem concerning Bernstein Operators

* The second author is supported by the Alexander-von-Humboldt Foundation. He is on leave from: Institute of Mathematics, Academia Sinica, Beijing 100080, People’s Republic of China.

On a Class of Fractional Type Integral Equations in Variable Exponent Spaces

2000 Mathematics Subject Classification: 45A05, 45B05, 45E05,45P05, 46E30

On a Stratification Defined by Real Roots of Polynomials

2000 Mathematics Subject Classification: 12D10

A Characterization Theorem for the K-functional Associated with the Algebraic Version of Trigonometric Jackson Integrals

2000 Mathematics Subject Classification: 41A25, 41A36.

A New Characterization of Weighted Peetre K-Functionals (II)

2000 Mathematics Subject Classification: 46B70, 41A25, 41A17, 26D10. ∗Part of the results were reported at the Conference “Pioneers of Bulgarian Mathematics”, Sofia, 2006.

Equivalence Between K-functionals Based on Continuous Linear Transforms

2000 Mathematics Subject Classification: 46B70, 41A10, 41A25, 41A27, 41A35, 41A36, 42A10.

The Lower Estimate for Bernstein Operator

MSC 2010: 41A10, 41A15, 41A25, 41A36

Resolução em tomografia de tempo de trânsito poço-a-poço: a dependência da iluminação

The key aspect limiting resolution in crosswell traveltime tomography is illumination, a well known result but not as well exemplified. Resolution in the 2D case is revisited using a simple geometric approach based on the angular aperture distribution and the Radon Transform properties. Analitically it is shown that if an interface has dips contained in the angular aperture limits in all points, it is correctly imaged in the tomogram. By inversion of synthetic data this result is confirmed and it is also evidenced that isolated artifacts might be present when the dip is near the illumination limit. In the inverse sense, however, if an interface is interpretable from a tomogram, even an aproximately horizontal interface, there is no guarantee that it corresponds to a true interface. Similarly, if a body is present in the interwell region it is diffusely imaged in the tomogram, but its interfaces - particularly vertical edges - can not be resolved and additional artifacts might be present. Again, in the inverse sense, there is no guarantee that an isolated anomaly corresponds to a true anomalous body because this anomaly can also be an artifact. Jointly, these results state the dilemma of ill-posed inverse problems: absence of guarantee of correspondence to the true distribution. The limitations due to illumination may not be solved by the use of mathematical constraints. It is shown that crosswell tomograms derived by the use of sparsity constraints, using both Discrete Cosine Transform and Daubechies bases, basically reproduces the same features seen in tomograms obtained with the classic smoothness constraint. Interpretation must be done always taking in consideration the a priori information and the particular limitations due to illumination. An example of interpreting a real data survey in this context is also presented.

Resolução em tomografia de tempo de trânsito poço-a-poço: a dependência da iluminação

The key aspect limiting resolution in crosswell traveltime tomography is illumination, a well known result but not as well exemplified. Resolution in the 2D case is revisited using a simple geometric approach based on the angular aperture distribution and the Radon Transform properties. Analitically it is shown that if an interface has dips contained in the angular aperture limits in all points, it is correctly imaged in the tomogram. By inversion of synthetic data this result is confirmed and it is also evidenced that isolated artifacts might be present when the dip is near the illumination limit. In the inverse sense, however, if an interface is interpretable from a tomogram, even an aproximately horizontal interface, there is no guarantee that it corresponds to a true interface. Similarly, if a body is present in the interwell region it is diffusely imaged in the tomogram, but its interfaces - particularly vertical edges - can not be resolved and additional artifacts might be present. Again, in the inverse sense, there is no guarantee that an isolated anomaly corresponds to a true anomalous body because this anomaly can also be an artifact. Jointly, these results state the dilemma of ill-posed inverse problems: absence of guarantee of correspondence to the true distribution. The limitations due to illumination may not be solved by the use of mathematical constraints. It is shown that crosswell tomograms derived by the use of sparsity constraints, using both Discrete Cosine Transform and Daubechies bases, basically reproduces the same features seen in tomograms obtained with the classic smoothness constraint. Interpretation must be done always taking in consideration the a priori information and the particular limitations due to illumination. An example of interpreting a real data survey in this context is also presented.

Progettazione e sviluppo di un' applicazione mobile basata su Wi-Fi Direct per la comunicazione tra veicoli e pedoni

Questo documento di tesi si incentra principalmente sullo studio delle reti wireless mobili e dei relativi scenari di utilizzo. In particolare, come esse vengono applicate per il riconoscimento e la prevenzione di incidenti stradali. Vista l’importanza di questo problema a livello di sicurezza stradale, ho deciso di sviluppare un' applicazione per smartphone Android, in grado di riconoscere le attività di uso quotidiano dell’utente e associarle a dei comportamenti, come ad esempio quello di un ciclista, di un pedone o di un automobilista. Nel caso in cui, in uno scenario stradale i dispositivi si trovassero ad una distanza ravvicinata, possono comunicare tramite una connessione Wi-Fi Direct il loro ruolo e lanciare messaggi di pericolo per avvisare la loro presenza, in modo da prevenire collisioni stradali. La realtà in cui si vuole collocare questa applicazione è quella che viene chiamata Pedestrian Detection, già idea di General Motors, che la sta sviluppando sui futuri veicoli che metterà in produzione nei prossimi anni e che sicuramente integreranno funzionalità aggiuntive per la segnalazione di pericoli tramite smartphone e Wi-Fi Direct.

Immersioni possibili di oggetti impossibili

Fin dall'antichità, arte e geometria sono state spesso accostate, ma mai come nel caso delle opere di Maurits Cornelis Escher. Le celebri litografie del grafico olandese, infatti, traggono quasi sempre ispirazione dal mondo geometrico, in particolare le cosiddette ''stampe impossibili'', in cui compaiono edifici irrealizzabili, costruzioni illusorie e fenomeni che non rispettano le leggi della fisica. Oltre che su illusioni ottiche, esse sono basate su concetti matematici veri e propri, così come vedremo durante l'elaborato. Questa tesi, partendo dal Capitolo 8 del libro Yearning for the impossible di John Stillwell, studia gli spazi in cui immergere le costruzioni impossibili di Escher per renderle realizzabili, basandosi in particolare sul concetto di varietà topologica e di proiezione di rivestimento. Dopo un primo capitolo introduttivo sulla vita di Escher e sulle opere che andremo ad approfondire, la trattazione procede con un capitolo in cui si definiscono alcuni strumenti matematici: essi saranno utilizzati per giustificare la consistenza dei soggetti delle litografie precedentemente mostrate. Nell'ultima sezione ci dedichiamo a mostrare come tali strumenti matematici possano rendere possibili le visioni del grafico olandese, esplicando caso per caso come intervengano nella realizzazione e come conducano a un risultato impossibile nella realtà tridimensionale in cui viviamo ma non nello spazio in cui vengono immerse.

Progettazione e sviluppo di un framework in ambiente Android per la realizzazione di interfacce utente see-through e hands-free

La tesi tratta l'esplorazione dell'idea per una nuova tipologia di interfacce utente, progettate specificatamente per dispositivi wearable hands free (più nel dettaglio per un'accoppiata smart glass Android based e gesture recognizer). Per facilitare lo sviluppo di applicazioni basate su questi dispositivi è stato realizzato un framework che permetta di costruire, in maniera relativamente semplice, interfacce utente innovative, che consentano all'utente di interagire con i contenuti digitali senza interrompere il suo contatto con la realtà e senza costringerlo a utilizzare le mani.

Learning and accepting quantum physics. Re-analysis of a teaching proposal

Nella tesi è analizzata nel dettaglio una proposta didattica sulla Fisica Quantistica elaborata dal gruppo di ricerca in Didattica della Fisica dell’Università di Bologna, in collaborazione con il gruppo di ricerca in Fisica Teorica e con ricercatori del CNR di Bologna. La proposta è stata sperimentata in diverse classi V di Liceo scientifico e dalle sperimentazioni sono emersi casi significativi di studenti che non sono riusciti ad accettare la teoria quantistica come descrizione convincente ad affidabile della realtà fisica (casi di non accettazione), nonostante sembrassero aver capito la maggior parte degli argomenti e essersi ‘appropriati’ del percorso per come gli era stato proposto. Da questa evidenza sono state formulate due domande di ricerca: (1) qual è la natura di questa non accettazione? Rispecchia una presa di posizione epistemologica o è espressione di una mancanza di comprensione profonda? (2) Nel secondo caso, è possibile individuare precisi meccanismi cognitivi che possono ostacolare o facilitare l’accettazione della fisica quantistica? L’analisi di interviste individuali degli studenti ha permesso di mettere in luce tre principali esigenze cognitive (cognitive needs) che sembrano essere coinvolte nell’accettazione e nell’apprendimento della fisica quantistica: le esigenze di visualizzabilità, comparabilità e di ‘realtà’. I ‘cognitive needs’ sono stati quindi utilizzati come strumenti di analisi delle diverse proposte didattiche in letteratura e del percorso di Bologna, al fine di metterne in luce le criticità. Sono state infine avanzate alcune proposte per un suo miglioramento.

Electrochemical formation of ordered pore arrays in InP in KCl

Pores are formed electrochemically in n-InP in KCl electrolytes with concentrations of 2 mol dm-3 or greater. The pore morphology is similar to what is seen in other halide-based electrolytes. At low potentials, crystallographically oriented (CO) pores are formed. At higher potentials, current-line oriented (CLO) pores are formed. Crystallographically oriented pore walls are observed for both pore morphologies. When formed at a constant current, potential oscillations are observed which have been correlated to oscillations in the pore width. The CLO pore wall smoothness and overall uniformity increase as KCl concentration is increased. The porous structures formed in KCl compare favourably with those formed in the more acidic or alkaline electrolytes that are typically used to form these structures.