The present thesis has three main topics: geometry of coamoebas, hypergeometric functions, and geometry of zeros. First, we study the coamoeba of a Laurent polynomial f in n complex variables. We define a simpler object, which we call the lopsided coamoeba, and associate to the lopsided coamoeba an order map. That is, we give a bijection between the set of connected components of the complement of the closed lopsided coamoeba and a finite set presented as the intersection of an affine lattice and a certain zonotope. Using the order map, we then study the topology of the coamoeba. In particular, we settle a conjecture of M. Passare concerning the number of connected components of the complement of the closed coamoeba in the case when the Newton polytope of f has at most n+2 vertices. In the second part we study hypergeometric functions in the sense of Gel'fand, Kapranov, and Zelevinsky. We define Euler-Mellin integrals, a family of Euler type hypergeometric integrals associated to a coamoeba. As opposed to previous studies of hypergeometric integrals, the explicit nature of Euler-Mellin integrals allows us to study in detail the dependence of A-hypergeometric functions on the homogeneity parameter of the A-hypergeometric system. Our main result is a complete description of this dependence in the case when A represents a toric projective curve. In the last chapter we turn to the theory of real univariate polynomials. The famous Descartes' rule of signs gives necessary conditions for a pair (p,n) of integers to represent the number of positive and negative roots of a real polynomial. We characterize which pairs fulfilling Descartes' conditions are realizable up to degree 7, and we provide restrictions valid in arbitrary degree.

Depuis les années 90, la méthode de création télescopique de Zeilberger a joué un rôle important dans la preuve automatique d'identités mettant en jeu des fonctions spéciales. L'objectif de long terme que nous attaquons dans ce travail est l'obtension d'algorithmes et d'implantations rapides pour l'intégration et la sommation définies dans le cadre de cette création télescopique. Nos contributions incluent de nouveaux algorithmes pratiques et des critères théoriques pour tester la terminaison d'algorithmes existants. Sur le plan pratique, nous nous focalisons sur la construction de télescopeurs minimaux pour les fonctions rationnelles en deux variables, laquelle a de nombreuses applications en lien avec les fonctions algébriques et les diagonales de séries génératrices rationnelles. En considérant cette classe d'entrées contraintes, nous parvenons à mâtiner la méthode générale de création télescopique avec réduction bien connue d'Hermite, issue de l'intégration symbolique. En outre, nous avons obtenu pour cette sous-classe quelques améliorations des algorithmes classiques d'Almkvist et Zeilberger. Nos résultats expérimentaux ont montré que les algorithmes à base de réduction d'Hermite battent tous les autres algorithmes connus, à la fois en ce qui concerne la complexité au pire et en ce qui concerne les mesures de temps sur nos implantations. Sur le plan théorique, notre premier résultat est motivé par la conjecture de Wilf et Zeilberger au sujet des fonctions hyperexponentielles-hypergéométriques holonomes. Nous présentons un théorème de structure pour les fonctions hyperexponentielles-hypergéométriques de plusieurs variables, indiquant qu'une telle fonction peut s'écrire comme le produit de fonctions usuelles. Ce théorème étend à la fois le théorème d'Ore et Sato pour les termes hypergéométriques en plusieurs variables et le résultat récent par Feng, Singer et Wu. Notre second résultat est relié au problème de l'existence de télescopeurs. Dans le cas discret à deux variables, Abramov a obtenu un critère qui indique quand un terme hypergéométrique a un télescopeur. Des résultats similaires ont été obtenus pour le $q$-décalage par Chen, Hou et Mu. Ces résultats sont fondamentaux pour la terminaison des algorithmes s'inspirant de celui de Zeilberger. Dans les autres cas mixtes continus/discrets, nous avons obtenu deux critères pour l'existence de télescopeurs pour des fonctions hyperexponentielles-hypergéométriques en deux variables. Nos critères s'appuient sur une représentation standard des fonctions hyperexponentielles-hypergéométriques en deux variables, sur sur deux décompositions additives.

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Finite mixtures of von Mises-Fisher distributions allow to apply model-based clustering methods to data which is of standardized length, i.e., all data points lie on the unit sphere. The R package movMF contains functionality to draw samples from finite mixtures of von Mises-Fisher distributions and to fit these models using the expectation-maximization algorithm for maximum likelihood estimation. Special features are the possibility to use sparse matrix representations for the input data, different variants of the expectationmaximization algorithm, different methods for determining the concentration parameters in the M-step and to impose constraints on the concentration parameters over the components. In this paper we describe the main fitting function of the package and illustrate its application. In addition we compare the clustering performance of finite mixtures of von Mises-Fisher distributions to spherical k-means. We also discuss the resolution of several numerical issues which occur for estimating the concentration parameters and for determining the normalizing constant of the von Mises-Fisher distribution. (authors' abstract)

The paper deals with a three variable analogues of certain fractional integral operators introduced by M. Saigo. Resides giving three variable analogues of earlier known fractional integral operators of one variable as a special cases of newly defined operators, the paper establishes certain results in the form of theorems including integration by parts.

In this thesis we derive the distribution for the first antieigenvalue for a random matrix with distribution W ∼ Wp(n, Ip) for p = 2 and p = 3. For p = 2 we present a proof that the first antieigenvalue has distribution β((n−1)/2, 1). For p = 3 we prove that the probability density function can be expressed using a sum of hypergeometric functions. Besides the main objective, the thesis seeks to introduce the theory of multivariate statistics and antieigenvalues.

L'objet de cette thèse porte sur le problème de Cauchy singulier dans le domaine complexe. Il s'agit d'étudier les singularités de la solution du problème pour trois classes d'équations aux dérivées partielles. Cette thèse s'inscrit dans la continuité des travaux initiés par Jean Leray et son école. Pour décrire les singularités de la solution, on cherche la solution sous la forme d'un développement asymptotique de fonctions hypergéométriques de Gauss. Comme les singularités sont portées par les fonctions hypergéométriques, l'étude de la ramification de la solution se ramène à celle de ces fonctions. / This thesis deals with the singular Cauchy problem in the complex domain. We study the singularities of the solution of the problem for three classes of partial differential equations. This thesis is a continuation of the work initiated by Jean Leray and his school. To describe the singularities of the solution, we seek the solution in the form of asymptotic an expansion of Gauss hypergeometric functions. As the singularities are carried by the hypergeometric functions, the study of the ramification of the solution reduces to that of these functions.

This thesis considers new methods that exploit recent developments in computer technology to address three extant problems in the area of Finance and Econometrics. The problem of Asian option pricing has endured for the last two decades in spite of many attempts to find a robust solution across all parameter values. All recently proposed methods are shown to fail when computations are conducted using standard machine precision because as more and more accuracy is forced upon the problem, round-off error begins to propagate. Using recent methods from numerical analysis based on multi-precision arithmetic, we show using the Mathematica platform that all extant methods have efficacy when computations use sufficient arithmetic precision. This creates the proper framework to compare and contrast the methods based on criteria such as computational speed for a given accuracy. Numerical methods based on a deformation of the Bromwich contour in the Geman-Yor Laplace transform are found to perform best provided the normalized strike price is above a given threshold; otherwise methods based on Euler approximation are preferred. The same methods are applied in two other contexts: the simulation of stable distributions and the computation of unit root densities in Econometrics. The stable densities are all nested in a general function called a Fox H function. The same computational difficulties as above apply when using only double-precision arithmetic but are again solved using higher arithmetic precision. We also consider simulating the densities of infinitely divisible distributions associated with hyperbolic functions. Finally, our methods are applied to unit root densities. Focusing on the two fundamental densities, we show our methods perform favorably against the extant methods of Monte Carlo simulation, the Imhof algorithm and some analytical expressions derived principally by Abadir. Using Mathematica, the main two-dimensional Laplace transform in this context is reduced to a one-dimensional problem.