905 resultados para Fuchsian groups, Uniformization, Calabi-Yau manifold, differential equation, mirror symmetry


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In vielen Teilgebieten der Mathematik ist es w"{u}nschenswert, die Monodromiegruppe einer homogenen linearen Differenzialgleichung zu verstehen. Es sind nur wenige analytische Methoden zur Berechnung dieser Gruppe bekannt, daher entwickeln wir im ersten Teil dieser Arbeit eine numerische Methode zur Approximation ihrer Erzeuger.rnIm zweiten Abschnitt fassen wir die Grundlagen der Theorie der Uniformisierung Riemannscher Fl"achen und die der arithmetischen Fuchsschen Gruppen zusammen. Auss erdem erkl"aren wir, wie unsere numerische Methode bei der Bestimmung von uniformisierenden Differenzialgleichungen dienlich sein kann. F"ur arithmetische Fuchssche Gruppen mit zwei Erzeugern erhalten wir lokale Daten und freie Parameter von Lam'{e} Gleichungen, welche die zugeh"origen Riemannschen Fl"achen uniformisieren. rnIm dritten Teil geben wir einen kurzen Abriss zur homologischen Spiegelsymmetrie und f"uhren die $widehat{Gamma}$-Klasse ein. Wir erkl"aren wie diese genutzt werden kann, um eine Hodge-theoretische Version der Spiegelsymmetrie f"ur torische Varit"aten zu beweisen. Daraus gewinnen wir Vermutungen "uber die Monodromiegruppe $M$ von Picard-Fuchs Gleichungen von gewissen Familien $f:mathcal{X}rightarrow bbp^1$ von $n$-dimensionalen Calabi-Yau Variet"aten. Diese besagen erstens, dass bez"uglich einer nat"urlichen Basis die Monodromiematrizen in $M$ Eintr"age aus dem K"orper $bbq(zeta(2j+1)/(2 pi i)^{2j+1},j=1,ldots,lfloor (n-1)/2 rfloor)$ haben. Und zweitens, dass sich topologische Invarianten des Spiegelpartners einer generischen Faser von $f:mathcal{X}rightarrow bbp^1$ aus einem speziellen Element von $M$ rekonstruieren lassen. Schliess lich benutzen wir die im ersten Teil entwickelten Methoden zur Verifizierung dieser Vermutungen, vornehmlich in Hinblick auf Dimension drei. Dar"uber hinaus erstellen wir eine Liste von Kandidaten topologischer Invarianten von vermutlich existierenden dreidimensionalen Calabi-Yau Variet"aten mit $h^{1,1}=1$.

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Ist $f: X \to S$ eine glatte Familie von Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten der Dimension $m$ über einer quasiprojektiven Kurve, so trägt nach einem Resultat von Zucker die erste $L^2$-Kohomologiegruppe $H^1_{(2)}(S, R^m f_* \mathbb{C}_X)$ eine reine Hodgestruktur vom Gewicht $m+1$. In dieser Arbeit berechnen wir die Hodgezahlen solcher Hodgestrukturen für $m= 1, 2, 3$ und verallgemeinern dabei Formeln aus einem Artikel von del Angel, Müller-Stach, van Straten und Zuo auf den Fall, in dem die lokalen Monodromiematrizen bei Unendlich nicht unipotent, sondern echt quasi-unipotent sind. Wir verwenden dazu den $L^2$-Higgs-Komplex nach Jost, Yang und Zuo. Für Familien von Kurven führt dies auf eine bereits bekannte Formel von Cox und Zucker. Schließlich wenden wir die Ergebnisse im Fall $m=3$ auf 14 Familien von Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten an, die eine Rolle in der Spiegelsymmetrie spielen, sowie auf eine von Rohde konstruierte Familie ohne Punkte mit maximal unipotenter Monodromie.

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Sei $\pi:X\rightarrow S$ eine \"uber $\Z$ definierte Familie von Calabi-Yau Varietaten der Dimension drei. Es existiere ein unter dem Gauss-Manin Zusammenhang invarianter Untermodul $M\subset H^3_{DR}(X/S)$ von Rang vier, sodass der Picard-Fuchs Operator $P$ auf $M$ ein sogenannter {\em Calabi-Yau } Operator von Ordnung vier ist. Sei $k$ ein endlicher K\"orper der Charaktetristik $p$, und sei $\pi_0:X_0\rightarrow S_0$ die Reduktion von $\pi$ \uber $k$. F\ur die gew\ohnlichen (ordinary) Fasern $X_{t_0}$ der Familie leiten wir eine explizite Formel zur Berechnung des charakteristischen Polynoms des Frobeniusendomorphismus, des {\em Frobeniuspolynoms}, auf dem korrespondierenden Untermodul $M_{cris}\subset H^3_{cris}(X_{t_0})$ her. Sei nun $f_0(z)$ die Potenzreihenl\osung der Differentialgleichung $Pf=0$ in einer Umgebung der Null. Da eine reziproke Nullstelle des Frobeniuspolynoms in einem Teichm\uller-Punkt $t$ durch $f_0(z)/f_0(z^p)|_{z=t}$ gegeben ist, ist ein entscheidender Schritt in der Berechnung des Frobeniuspolynoms die Konstruktion einer $p-$adischen analytischen Fortsetzung des Quotienten $f_0(z)/f_0(z^p)$ auf den Rand des $p-$adischen Einheitskreises. Kann man die Koeffizienten von $f_0$ mithilfe der konstanten Terme in den Potenzen eines Laurent-Polynoms, dessen Newton-Polyeder den Ursprung als einzigen inneren Gitterpunkt enth\alt, ausdr\ucken,so beweisen wir gewisse Kongruenz-Eigenschaften unter den Koeffizienten von $f_0$. Diese sind entscheidend bei der Konstruktion der analytischen Fortsetzung. Enth\alt die Faser $X_{t_0}$ einen gew\ohnlichen Doppelpunkt, so erwarten wir im Grenz\ubergang, dass das Frobeniuspolynom in zwei Faktoren von Grad eins und einen Faktor von Grad zwei zerf\allt. Der Faktor von Grad zwei ist dabei durch einen Koeffizienten $a_p$ eindeutig bestimmt. Durchl\auft nun $p$ die Menge aller Primzahlen, so erwarten wir aufgrund des Modularit\atssatzes, dass es eine Modulform von Gewicht vier gibt, deren Koeffizienten durch die Koeffizienten $a_p$ gegeben sind. Diese Erwartung hat sich durch unsere umfangreichen Rechnungen best\atigt. Dar\uberhinaus leiten wir weitere Formeln zur Bestimmung des Frobeniuspolynoms her, in welchen auch die nicht-holomorphen L\osungen der Gleichung $Pf=0$ in einer Umgebung der Null eine Rolle spielen.

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This thesis is devoted to the study of Picard-Fuchs operators associated to one-parameter families of $n$-dimensional Calabi-Yau manifolds whose solutions are integrals of $(n,0)$-forms over locally constant $n$-cycles. Assuming additional conditions on these families, we describe algebraic properties of these operators which leads to the purely algebraic notion of operators of CY-type. rnMoreover, we present an explicit way to construct CY-type operators which have a linearly rigid monodromy tuple. Therefore, we first usernthe translation of the existence algorithm by N. Katz for rigid local systems to the level of tuples of matrices which was established by M. Dettweiler and S. Reiter. An appropriate translation to the level of differential operators yields families which contain operators of CY-type. rnConsidering additional operations, we are also able to construct special CY-type operators of degree four which have a non-linearly rigid monodromy tuple. This provides both previously known and new examples.

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In this paper, a singularly perturbed ordinary differential equation with non-smooth data is considered. The numerical method is generated by means of a Petrov-Galerkin finite element method with the piecewise-exponential test function and the piecewise-linear trial function. At the discontinuous point of the coefficient, a special technique is used. The method is shown to be first-order accurate and singular perturbation parameter uniform convergence. Finally, numerical results are presented, which are in agreement with theoretical results.

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Recently, the numerical modelling and simulation for fractional partial differential equations (FPDE), which have been found with widely applications in modern engineering and sciences, are attracting increased attentions. The current dominant numerical method for modelling of FPDE is the explicit Finite Difference Method (FDM), which is based on a pre-defined grid leading to inherited issues or shortcomings. This paper aims to develop an implicit meshless approach based on the radial basis functions (RBF) for numerical simulation of time fractional diffusion equations. The discrete system of equations is obtained by using the RBF meshless shape functions and the strong-forms. The stability and convergence of this meshless approach are then discussed and theoretically proven. Several numerical examples with different problem domains are used to validate and investigate accuracy and efficiency of the newly developed meshless formulation. The results obtained by the meshless formations are also compared with those obtained by FDM in terms of their accuracy and efficiency. It is concluded that the present meshless formulation is very effective for the modelling and simulation for FPDE.

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In recent years considerable attention has been paid to the numerical solution of stochastic ordinary differential equations (SODEs), as SODEs are often more appropriate than their deterministic counterparts in many modelling situations. However, unlike the deterministic case numerical methods for SODEs are considerably less sophisticated due to the difficulty in representing the (possibly large number of) random variable approximations to the stochastic integrals. Although Burrage and Burrage [High strong order explicit Runge-Kutta methods for stochastic ordinary differential equations, Applied Numerical Mathematics 22 (1996) 81-101] were able to construct strong local order 1.5 stochastic Runge-Kutta methods for certain cases, it is known that all extant stochastic Runge-Kutta methods suffer an order reduction down to strong order 0.5 if there is non-commutativity between the functions associated with the multiple Wiener processes. This order reduction down to that of the Euler-Maruyama method imposes severe difficulties in obtaining meaningful solutions in a reasonable time frame and this paper attempts to circumvent these difficulties by some new techniques. An additional difficulty in solving SODEs arises even in the Linear case since it is not possible to write the solution analytically in terms of matrix exponentials unless there is a commutativity property between the functions associated with the multiple Wiener processes. Thus in this present paper first the work of Magnus [On the exponential solution of differential equations for a linear operator, Communications on Pure and Applied Mathematics 7 (1954) 649-673] (applied to deterministic non-commutative Linear problems) will be applied to non-commutative linear SODEs and methods of strong order 1.5 for arbitrary, linear, non-commutative SODE systems will be constructed - hence giving an accurate approximation to the general linear problem. Secondly, for general nonlinear non-commutative systems with an arbitrary number (d) of Wiener processes it is shown that strong local order I Runge-Kutta methods with d + 1 stages can be constructed by evaluated a set of Lie brackets as well as the standard function evaluations. A method is then constructed which can be efficiently implemented in a parallel environment for this arbitrary number of Wiener processes. Finally some numerical results are presented which illustrate the efficacy of these approaches. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

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In many modeling situations in which parameter values can only be estimated or are subject to noise, the appropriate mathematical representation is a stochastic ordinary differential equation (SODE). However, unlike the deterministic case in which there are suites of sophisticated numerical methods, numerical methods for SODEs are much less sophisticated. Until a recent paper by K. Burrage and P.M. Burrage (1996), the highest strong order of a stochastic Runge-Kutta method was one. But K. Burrage and P.M. Burrage (1996) showed that by including additional random variable terms representing approximations to the higher order Stratonovich (or Ito) integrals, higher order methods could be constructed. However, this analysis applied only to the one Wiener process case. In this paper, it will be shown that in the multiple Wiener process case all known stochastic Runge-Kutta methods can suffer a severe order reduction if there is non-commutativity between the functions associated with the Wiener processes. Importantly, however, it is also suggested how this order can be repaired if certain commutator operators are included in the Runge-Kutta formulation. (C) 1998 Elsevier Science B.V. and IMACS. All rights reserved.

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A method has been presented for constructing non-separable solutions of homogeneous linear partial differential equations of the type F(D, D′)W = 0, where D = ∂/∂x, D′ = ∂/∂y, Image where crs are constants and n stands for the order of the equation. The method has also been extended for equations of the form Φ(D, D′, D″)W = 0, where D = ∂/∂x, D′ = ∂/∂y, D″ = ∂/∂z and Image As illustration, the method has been applied to obtain nonseparable solutions of the two and three dimensional Helmholtz equations.