Langevin equations with multiplicative noise: Application to domain growth

Langevin Equations of Ginzburg-Landau form, with multiplicative noise, are proposed to study the effects of fluctuations in domain growth. These equations are derived from a coarse-grained methodology. The Cahn-Hiliard-Cook linear stability analysis predicts some effects in the transitory regime. We also derive numerical algorithms for the computer simulation of these equations. The numerical results corroborate the analytical predictions of the linear analysis. We also present simulation results for spinodal decomposition at large times.

Some optimization and decision problems in proportional reinsurance

Reinsurance is one of the tools that an insurer can use to mitigate the underwriting risk and then to control its solvency. In this paper, we focus on the proportional reinsurance arrangements and we examine several optimization and decision problems of the insurer with respect to the reinsurance strategy. To this end, we use as decision tools not only the probability of ruin but also the random variable deficit at ruin if ruin occurs. The discounted penalty function (Gerber & Shiu, 1998) is employed to calculate as particular cases the probability of ruin and the moments and the distribution function of the deficit at ruin if ruin occurs.

Optimal latent period in a bacteriophage population model structured by infection-age

We study the lysis timing of a bacteriophage population by means of a continuously infection-age-structured population dynamics model. The features of the model are the infection process of bacteria, the death process, and the lysis process which means the replication of bacteriophage viruses inside bacteria and the destruction of them. The time till lysis (or latent period) is assumed to have an arbitrary distribution. We have carried out an optimization procedure, and we have found that the latent period corresponding to maximal fitness (i.e. maximal growth rate of the bacteriophage population) is of fixed length. We also study the dependence of the optimal latent period on the amount of susceptible bacteria and the number of virions released by a single infection. Finally, the evolutionarily stable strategy of the latent period is also determined as a fixed period taking into account that super-infections are not considered

Vertical cultural transmission effects on demic front propagation: Theory and application to the Neolithic transition in Europe

It is shown that Lotka-Volterra interaction terms are not appropriate to describe vertical cultural transmission. Appropriate interaction terms are derived and used to compute the effect of vertical cultural transmission on demic front propagation. They are also applied to a specific example, the Neolithic transition in Europe. In this example, it is found that the effect of vertical cultural transmission can be important (about 30%). On the other hand, simple models based on differential equations can lead to large errors (above 50%). Further physical, biophysical, and cross-disciplinary applications are outlined

Compositional evolution with mass transfer in closed systems

Evolution of compositions in time, space, temperature or other covariates is frequent in practice. For instance, the radioactive decomposition of a sample changes its composition with time. Some of the involved isotopes decompose into other isotopes of the sample, thus producing a transfer of mass from some components to other ones, but preserving the total mass present in the system. This evolution is traditionally modelled as a system of ordinary di erential equations of the mass of each component. However, this kind of evolution can be decomposed into a compositional change, expressed in terms of simplicial derivatives, and a mass evolution (constant in this example). A rst result is that the simplicial system of di erential equations is non-linear, despite of some subcompositions behaving linearly. The goal is to study the characteristics of such simplicial systems of di erential equa- tions such as linearity and stability. This is performed extracting the compositional dif ferential equations from the mass equations. Then, simplicial derivatives are expressed in coordinates of the simplex, thus reducing the problem to the standard theory of systems of di erential equations, including stability. The characterisation of stability of these non-linear systems relays on the linearisation of the system of di erential equations at the stationary point, if any. The eigenvelues of the linearised matrix and the associated behaviour of the orbits are the main tools. For a three component system, these orbits can be plotted both in coordinates of the simplex or in a ternary diagram. A characterisation of processes with transfer of mass in closed systems in terms of stability is thus concluded. Two examples are presented for illustration, one of them is a radioactive decay

Nous aspectes de la teoria dels subconjunts borrosos i estudi d'algunes aplicacions a models econòmics

Fonaments de la Matemàtica per al tractament de la Incertesa. Noves aportacions a l’estudi de les Equacions Borroses i de les Equacions Diferencials Borroses. Aplicacions de la Matemàtica de la Incertesa al comportament de models de la teoria econòmica.

Àlgebra matricial: sistemes d'equacions

Oferim als estudiants universitaris i als lectors interessats aquesta guia didàctica de la matemàtica universitària com a fruit dels nostres anys de docència de les matemàtiques a la Universitat. El resultat final ha esdevingut una col·lecció de setze petits volums agrupats en els dos mòduls d'Àlgebra Lineal i de Càlcul Infinitesimal. En aquest volum es comença definint la terminologia bàsica dels sistemes, utilitzant la nomenclatura i els conceptes apresos en els volums anteriors. A partir del concepte de rang d’una matriu es dedueix l’important teorema de Rouché-Fröbenius en el qual s’analitzen les condicions perquè un sistema sigui compatible, i a continuació s’introdueixen els principals mètodes de resolució de sistemes d’equacions lineals. Finalment, es fa un breu estudi dels sistemes d’equacions no lineals, i dels sistemes d’equacions diofàntiques que són aquells en què només té sentit considerar les solucions enteres de les incògnites

Inversió cega de funcions no-lineals mitjançant un procés de Gaussianització

En aquest treball es presenta un nou mètode per a la inversió cega de funcions no-lineals mitjançant la gaussianització del senyal observat. El mètode es basa en restituir el caràcter aproximadament gaussià que presenta un senyal filtrat, gràcies al teorema del límit central,que ha vist canviada la seva distribució per l’efecte d’una funció no-lineal. Inicialment, doncs,aquest mètode és útil per a la inversió de sistemes de Wiener, tot i que en els darrers experiments realitzats s’han obtingut resultats interessants en sistemes purament no-lineals. El treball presenta dues possibles parametritzacions, la primera basada en xarxes neurals i la segona en polinomis. En els dos casos s’aconsegueix invertir la funció desconeguda sense tenir cap coneixement a priori ni del senyal original, ni del filtre, ni de la funció no-lineal que volem invertir.

Generalized backward doubly stochastic differential equations and SPDEs with nonlinear Neumann boundary conditions

In this paper, a new class of generalized backward doubly stochastic differential equations is investigated. This class involves an integral with respect to an adapted continuous increasing process. A probabilistic representation for viscosity solutions of semi-linear stochastic partial differential equations with a Neumann boundary condition is given.

Reflected Backward Stochastic Differential Equation with Jumps and RCLL Obstacle

In this paper we study one-dimensional reflected backward stochastic differential equation when the noise is driven by a Brownian motion and an independent Poisson point process when the solution is forced to stay above a right continuous left-hand limited obstacle. We prove existence and uniqueness of the solution by using a penalization method combined with a monotonic limit theorem.

Large deviation for BSDE with subdifferential operator

In this paper we prove that the solution of a backward stochastic differential equation, which involves a subdifferential operator and associated to a family of reflecting diffusion processes, converges to the solution of a deterministic backward equation and satisfes a large deviation principle.

Strong solutions for stochastic porous media equations with jumps

We prove global well-posedness in the strong sense for stochastic generalized porous media equations driven by locally square integrable martingales with stationary independent increments.

Codis no lineals en MAGMA: construcció de codis perfectes

La finalitat d'aquest projecte és aconseguir construir codis binaris perfectes no lineals de manera eficient. Per a fer-ho, hem desenvolupat un paquet de software per a l'intèrpret MAGMA que conté funcions per a la construcció de codis perfectes, càlcul d'invariants de codis i altres funcions complementàries per a fer càlculs sobre les paraules d'un codi.

La programació al servei de la matemàtica

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. La programació al servei de la matemàtica és un programa informàtic fet amb Excel i Visual Basic. Resol equacions de primer grau, equacions de segon grau, sistemes d'equacions lineals de dues equacions i dues incògnites, sistemes d'equacions lineals compatibles determinats de tres equacions i tres incògnites i troba zeros de funcions amb el teorema de Bolzano. En cadascun dels casos, representa les solucions gràficament. Per a això, en el treball s'ha hagut de treballar, en matemàtiques, amb equacions, nombres complexos, la regla de Cramer per a la resolució de sistemes, i buscar la manera de programar un mètode iteratiu pel teorema de Bolzano. En la part gràfica, s'ha resolt com fer taules de valors amb dues i tres variables i treballar amb rectes i plans. Per la part informàtica, s'ha emprat un llenguatge nou per l'alumne i, sobretot, ha calgut saber decidir on posar una determinada instrucció, ja que el fet de variar-ne la posició una sola lí­nea ho pot canviar tot. A més d'això, s'han resolt altres problemes de programació i també s'ha realitzat el disseny de pantalles.