Theorems on the Convergence of Series in Generalized Lommel-Wright Functions

Mathematics Subject Classification: 30B10, 30B30; 33C10, 33C20

On the Generalized Associated Legendre Functions

Mathematics Subject Classification: 33C60, 33C20, 44A15

Sidelobe elimination for generalized synthetic discriminant functions by a two-filter correlation and subsequent postprocessing of the intensity distributions

One of the most important problems in optical pattern recognition by correlation is the appearance of sidelobes in the correlation plane, which causes false alarms. We present a method that eliminate sidelobes of up to a given height if certain conditions are satisfied. The method can be applied to any generalized synthetic discriminant function filter and is capable of rejecting lateral peaks that are even higher than the central correlation. Satisfactory results were obtained in both computer simulations and optical implementation.

On Generalized Weyl Fractional q-Integral Operator Involving Generalized Basic Hypergeometric Functions

Mathematics Subject Classification: 33D60, 33D90, 26A33

Fractional Calculus of the Generalized Wright Function

Mathematics Subject Classification: 26A33, 33C20.

Some New Classes of Orthogonal Polynomials and Special Functions

In dieser Dissertation präsentieren wir zunächst eine Verallgemeinerung der üblichen Sturm-Liouville-Probleme mit symmetrischen Lösungen und erklären eine umfassendere Klasse. Dann führen wir einige neue Klassen orthogonaler Polynome und spezieller Funktionen ein, welche sich aus dieser symmetrischen Verallgemeinerung ableiten lassen. Als eine spezielle Konsequenz dieser Verallgemeinerung führen wir ein Polynomsystem mit vier freien Parametern ein und zeigen, dass in diesem System fast alle klassischen symmetrischen orthogonalen Polynome wie die Legendrepolynome, die Chebyshevpolynome erster und zweiter Art, die Gegenbauerpolynome, die verallgemeinerten Gegenbauerpolynome, die Hermitepolynome, die verallgemeinerten Hermitepolynome und zwei weitere neue endliche Systeme orthogonaler Polynome enthalten sind. All diese Polynome können direkt durch das neu eingeführte System ausgedrückt werden. Ferner bestimmen wir alle Standardeigenschaften des neuen Systems, insbesondere eine explizite Darstellung, eine Differentialgleichung zweiter Ordnung, eine generische Orthogonalitätsbeziehung sowie eine generische Dreitermrekursion. Außerdem benutzen wir diese Erweiterung, um die assoziierten Legendrefunktionen, welche viele Anwendungen in Physik und Ingenieurwissenschaften haben, zu verallgemeinern, und wir zeigen, dass diese Verallgemeinerung Orthogonalitätseigenschaft und -intervall erhält. In einem weiteren Kapitel der Dissertation studieren wir detailliert die Standardeigenschaften endlicher orthogonaler Polynomsysteme, welche sich aus der üblichen Sturm-Liouville-Theorie ergeben und wir zeigen, dass sie orthogonal bezüglich der Fisherschen F-Verteilung, der inversen Gammaverteilung und der verallgemeinerten t-Verteilung sind. Im nächsten Abschnitt der Dissertation betrachten wir eine vierparametrige Verallgemeinerung der Studentschen t-Verteilung. Wir zeigen, dass diese Verteilung gegen die Normalverteilung konvergiert, wenn die Anzahl der Stichprobe gegen Unendlich strebt. Eine ähnliche Verallgemeinerung der Fisherschen F-Verteilung konvergiert gegen die chi-Quadrat-Verteilung. Ferner führen wir im letzten Abschnitt der Dissertation einige neue Folgen spezieller Funktionen ein, welche Anwendungen bei der Lösung in Kugelkoordinaten der klassischen Potentialgleichung, der Wärmeleitungsgleichung und der Wellengleichung haben. Schließlich erklären wir zwei neue Klassen rationaler orthogonaler hypergeometrischer Funktionen, und wir zeigen unter Benutzung der Fouriertransformation und der Parsevalschen Gleichung, dass es sich um endliche Orthogonalsysteme mit Gewichtsfunktionen vom Gammatyp handelt.

Numerical Results for the Generalized Mittag-Leffler Function

Mathematics Subject Classification: 33E12, 33FXX PACS (Physics Abstracts Classification Scheme): 02.30.Gp, 02.60.Gf

Krätzel Function as a Function of Hypergeometric Type

2000 Mathematics Subject Classification: 33C60, 33C20, 44A15

Théorèmes de point fixe et principe variationnel d'Ekeland

Le principe de contraction de Banach, qui garantit l'existence d'un point fixe d'une contraction d'un espace métrique complet à valeur dans lui-même, est certainement le plus connu des théorèmes de point fixe. Dans plusieurs situations concrètes, nous sommes cependant amenés à considérer une contraction qui n'est définie que sur un sous-ensemble de cet espace. Afin de garantir l'existence d'un point fixe, nous verrons que d'autres hypothèses sont évidemment nécessaires. Le théorème de Caristi, qui garantit l'existence d'un point fixe d'une fonction d'un espace métrique complet à valeur dans lui-même et respectant une condition particulière sur d(x,f(x)), a plus tard été généralisé aux fonctions multivoques. Nous énoncerons des théorèmes de point fixe pour des fonctions multivoques définies sur un sous-ensemble d'un espace métrique grâce, entre autres, à l'introduction de notions de fonctions entrantes. Cette piste de recherche s'inscrit dans les travaux très récents de mathématiciens français et polonais. Nous avons obtenu des généralisations aux espaces de Fréchet et aux espaces de jauge de quelques théorèmes, dont les théorèmes de Caristi et le principe variationnel d'Ekeland. Nous avons également généralisé des théorèmes de point fixe pour des fonctions qui sont définies sur un sous-ensemble d'un espace de Fréchet ou de jauge. Pour ce faire, nous avons eu recours à de nouveaux types de contractions; les contractions sur les espaces de Fréchet introduites par Cain et Nashed [CaNa] en 1971 et les contractions généralisées sur les espaces de jauge introduites par Frigon [Fr] en 2000.

Algorithmen für q-holonome Funktionen und q-hypergeometrische Reihen

Die q-Analysis ist eine spezielle Diskretisierung der Analysis auf einem Gitter, welches eine geometrische Folge darstellt, und findet insbesondere in der Quantenphysik eine breite Anwendung, ist aber auch in der Theorie der q-orthogonalen Polynome und speziellen Funktionen von großer Bedeutung. Die betrachteten mathematischen Objekte aus der q-Welt weisen meist eine recht komplizierte Struktur auf und es liegt daher nahe, sie mit Computeralgebrasystemen zu behandeln. In der vorliegenden Dissertation werden Algorithmen für q-holonome Funktionen und q-hypergeometrische Reihen vorgestellt. Alle Algorithmen sind in dem Maple-Package qFPS, welches integraler Bestandteil der Arbeit ist, implementiert. Nachdem in den ersten beiden Kapiteln Grundlagen geschaffen werden, werden im dritten Kapitel Algorithmen präsentiert, mit denen man zu einer q-holonomen Funktion q-holonome Rekursionsgleichungen durch Kenntnis derer q-Shifts aufstellen kann. Operationen mit q-holonomen Rekursionen werden ebenfalls behandelt. Im vierten Kapitel werden effiziente Methoden zur Bestimmung polynomialer, rationaler und q-hypergeometrischer Lösungen von q-holonomen Rekursionen beschrieben. Das fünfte Kapitel beschäftigt sich mit q-hypergeometrischen Potenzreihen bzgl. spezieller Polynombasen. Wir formulieren einen neuen Algorithmus, der zu einer q-holonomen Rekursionsgleichung einer q-hypergeometrischen Reihe mit nichttrivialem Entwicklungspunkt die entsprechende q-holonome Rekursionsgleichung für die Koeffizienten ermittelt. Ferner können wir einen neuen Algorithmus angeben, der umgekehrt zu einer q-holonomen Rekursionsgleichung für die Koeffizienten eine q-holonome Rekursionsgleichung der Reihe bestimmt und der nützlich ist, um q-holonome Rekursionen für bestimmte verallgemeinerte q-hypergeometrische Funktionen aufzustellen. Mit Formulierung des q-Taylorsatzes haben wir schließlich alle Zutaten zusammen, um das Hauptergebnis dieser Arbeit, das q-Analogon des FPS-Algorithmus zu erhalten. Wolfram Koepfs FPS-Algorithmus aus dem Jahre 1992 bestimmt zu einer gegebenen holonomen Funktion die entsprechende hypergeometrische Reihe. Wir erweitern den Algorithmus dahingehend, dass sogar Linearkombinationen q-hypergeometrischer Potenzreihen bestimmt werden können. ________________________________________________________________________________________________________________

Evaluating forecasts from SETAR models of exchange rates

We consider the forecasting performance of two SETAR exchange rate models proposed by Kräger and Kugler [J. Int. Money Fin. 12 (1993) 195]. Assuming that the models are good approximations to the data generating process, we show that whether the non-linearities inherent in the data can be exploited to forecast better than a random walk depends on both how forecast accuracy is assessed and on the ‘state of nature’. Evaluation based on traditional measures, such as (root) mean squared forecast errors, may mask the superiority of the non-linear models. Generalized impulse response functions are also calculated as a means of portraying the asymmetric response to shocks implied by such models.

Detection of buried pipes using a shear wave ground surface vibration technique

A major UK initiative, entitled 'Mapping the Underworld', is seeking to address the serious social, environmental and economic consequences arising from an inability to locate the buried utility service infrastructure without resorting to extensive excavations. Mapping the Underworld aims to develop and prove the efficacy of a multi-sensor device for accurate remote buried utility service detection, location and, where possible, identification. One of the technologies to be incorporated in the device is low-frequency vibro-acoustics, and the application of this technology for detecting buried infrastructure is currently being investigated. Here, a shear wave ground vibration technique for detecting buried pipes is described. For this technique, shear waves are generated at the ground surface, and the resulting ground surface vibrations measured, using geophones, along a line traversing the anticipated run of the pipe. Measurements were made at a test site with a single pressurized polyethylene mains water pipe. Time-extended signals were employed to generate the illuminating wave. Cross-correlation functions between the measured ground velocities and a reference measurement adjacent to the excitation were then calculated and summed using a stacking method to generate a cross-sectional image of the ground. The wide cross-correlation peaks caused by high ground attenuation were partially compensated for by using a generalized cross-correlation function called the smoothed coherence transform. To mitigate the effects of other potential sources of vibration in the vicinity, the excitation signal was used as an additional reference when calculating the generalized cross-correlation functions. For two out of three tests, the pipe was detected, indicating that this technique will be a valuable addition to the Mapping the Underworld armoury.

Saddle Point and Second Order Optimality in Nondifferentiable Nonlinear Abstract Multiobjective Optimization

This article deals with a vector optimization problem with cone constraints in a Banach space setting. By making use of a real-valued Lagrangian and the concept of generalized subconvex-like functions, weakly efficient solutions are characterized through saddle point type conditions. The results, jointly with the notion of generalized Hessian (introduced in [Cominetti, R., Correa, R.: A generalized second-order derivative in nonsmooth optimization. SIAM J. Control Optim. 28, 789–809 (1990)]), are applied to achieve second order necessary and sufficient optimality conditions (without requiring twice differentiability for the objective and constraining functions) for the particular case when the functionals involved are defined on a general Banach space into finite dimensional ones.

Identificação de sistemas para o estudo de controle motor.

Qualquer tarefa motora ativa se dá pela ativação de uma população de unidades motoras. Porém, devido a diversas dificuldades, tanto técnicas quanto éticas, não é possível medir a entrada sináptica dos motoneurônios em humanos. Por essas razões, o uso de modelos computacionais realistas de um núcleo de motoneurônios e as suas respectivas fibras musculares tem um importante papel no estudo do controle humano dos músculos. Entretanto, tais modelos são complexos e uma análise matemática é difícil. Neste texto é apresentada uma abordagem baseada em identificação de sistemas de um modelo realista de um núcleo de unidades motoras, com o objetivo de obter um modelo mais simples capaz de representar a transdução das entradas do núcleo de unidades motoras na força do músculo associado ao núcleo. A identificação de sistemas foi baseada em um algoritmo de mínimos quadrados ortogonal para achar um modelo NARMAX, sendo que a entrada considerada foi a condutância sináptica excitatória dendrítica total dos motoneurônios e a saída foi a força dos músculos produzida pelo núcleo de unidades motoras. O modelo identificado reproduziu o comportamento médio da saída do modelo computacional realista, mesmo para pares de sinal de entrada-saída não usados durante o processo de identificação do modelo, como sinais de força muscular modulados senoidalmente. Funções de resposta em frequência generalizada do núcleo de motoneurônios foram obtidas do modelo NARMAX, e levaram a que se inferisse que oscilações corticais na banda-beta (20 Hz) podem influenciar no controle da geração de força pela medula espinhal, comportamento do núcleo de motoneurônios até então desconhecido.

Mining-associated Seismicity in Kolar Gold Mines: Some Case Studies using Multi-fractals

The occurrence of rockbursts was quite common during active mining periods in the Champion reef mines of Kolar gold fields, India. Among the major rockbursts, the ‘area-rockbursts’ were unique both in regard to their spatio-temporal distribution and the extent of damage caused to the mine workings. A detailed study of the spatial clustering of 3 major area-rockbursts (ARB) was carried out using a multi-fractal technique involving generalized correlation integral functions. The spatial distribution analysis of all 3 area-rockbursts showed that they are heterogeneous. The degree of heterogeneity (D2 – D∞) in the cases of ARB-I, II and III were found to be 0.52, 0.37 and 0.41 respectively. These differences in fractal structure indicate that the ARBs of the present study were fully controlled by different heterogeneous stress fields associated with different mining and geological conditions. The present study clearly showed the advantages of the application of multi-fractals to seismic data and to characterise, analyse and examine the area-rockbursts and their causative factors in the Kolar gold mines.