Zugl.: Leipzig, Univ., Diss., 2009

University, Diss., 1995--Jena.

Techn. University, Diss., 2007--Darmstadt.

Weighted automata can be seen as a natural generalization of finite state automata to more complex algebraic structures. The standard reasoning tasks for unweighted automata can also be generalized to the weighted setting. In this report we study the problems of intersection, complementation and inclusion for weighted automata on infinite trees and show that they are not harder than reasoning with unweighted automata. We also present explicit methods for solving these problems optimally.

Der Laplace-Operator auf kompakten Riemannschen Mannigfaltigkeiten besitzt eine natürliche Verallgemeinerung auf kompakte Riemannsche Orbifolds und das Spektrum des so gewonnenen Operators besteht ausschließlich aus Eigenwerten endlicher Vielfachheit. Die Feststellung, dass das Spektrum Informationen über die Geometrie einer Mannigfaltigkeit (oder, allgemeiner, einer Orbifold) enthält, begründete ein ganzes Teilgebiet der Mathematik. Es ist eine offene Frage der sogenannten Spektralgeometrie, ob eine Mannigfaltigkeit und eine singuläre Orbifold isospektral sein (d.h., dasselbe Spektrum mitsamt den Vielfachheiten der Eigenwerte besitzen) können. Angesichts diverser Obstruktionen zur Existenz eines solchen Beispiels für die bekannten Beispiele isospektraler guter Orbifolds, soll diese Arbeit die Spektralgeometrie schlechter Orbifolds erhellen. Zu diesem Zweck geben wir die ersten Beispiele für isospektrale Metriken auf schlechten Orbifolds an. Diese basieren auf bestimmten gewichteten projektiven Räumen, auf denen wir mittels einer Verallgemeinerung von Schüths Version der Torus-Methode nicht-trivial isospektrale Metriken konstruieren. / The Laplace Operator on compact Riemannian manifolds naturally generalizes to compact Riemannian orbifolds and the spectrum of the resulting operator consists only of eigenvalues with finite multiplicities. The observation that the spectrum contains information about the geometry of a manifold (and, more generally, an orbifold) gave rise to a whole field of mathematics. It is an open question of so-called spectral geometry, whether a manifold and a singular orbifold can be isospectral (i.e., have the same spectrum with the same multiplicities of the eigenvalues). Given the various obstructions to the existence of such an example for the known examples of isospectral good orbifolds, this work is an attempt to shed light on the spectral geometry of bad orbifolds by giving the first examples of isospectral Riemannian metrics on bad orbifolds. In our case these are particular fixed weighted projective spaces equipped with non-trivially isospectral metrics obtained by a generalization of Schüth''s version of the torus method.

Weighted automata can be seen as a natural generalization of finite state automata to more complex algebraic structures. The standard reasoning tasks for unweighted automata can also be generalized to the weighted setting. In this report we study the problems of intersection, complementation, and inclusion for weighted automata on infinite trees and show that they are not harder complexity-wise than reasoning with unweighted automata. We also present explicit methods for solving these problems optimally.

Die generalisierte Quantilregression, einschließlich der Sonderfälle bedingter Quantile und Expektile, ist insbesondere dann eine nützliche Alternative zum bedingten Mittel bei der Charakterisierung einer bedingten Wahrscheinlichkeitsverteilung, wenn das Hauptinteresse in den Tails der Verteilung liegt. Wir bezeichnen mit v_n(x) den Kerndichteschätzer der Expektilkurve und zeigen die stark gleichmßige Konsistenzrate von v-n(x) unter allgemeinen Bedingungen. Unter Zuhilfenahme von Extremwerttheorie und starken Approximationen der empirischen Prozesse betrachten wir die asymptotischen maximalen Abweichungen sup06x61 |v_n(x) − v(x)|. Nach Vorbild der asymptotischen Theorie konstruieren wir simultane Konfidenzb änder um die geschätzte Expektilfunktion. Wir entwickeln einen funktionalen Datenanalyseansatz um eine Familie von generalisierten Quantilregressionen gemeinsam zu schätzen. Dabei gehen wir in unserem Ansatz davon aus, dass die generalisierten Quantile einige gemeinsame Merkmale teilen, welche durch eine geringe Anzahl von Hauptkomponenten zusammengefasst werden können. Die Hauptkomponenten sind als Splinefunktionen modelliert und werden durch Minimierung eines penalisierten asymmetrischen Verlustmaßes gesch¨atzt. Zur Berechnung wird ein iterativ gewichteter Kleinste-Quadrate-Algorithmus entwickelt. Während die separate Schätzung von individuell generalisierten Quantilregressionen normalerweise unter großer Variablit¨at durch fehlende Daten leidet, verbessert unser Ansatz der gemeinsamen Schätzung die Effizienz signifikant. Dies haben wir in einer Simulationsstudie demonstriert. Unsere vorgeschlagene Methode haben wir auf einen Datensatz von 150 Wetterstationen in China angewendet, um die generalisierten Quantilkurven der Volatilität der Temperatur von diesen Stationen zu erhalten / Generalized quantile regressions, including the conditional quantiles and expectiles as special cases, are useful alternatives to the conditional means for characterizing a conditional distribution, especially when the interest lies in the tails. We denote $v_n(x)$ as the kernel smoothing estimator of the expectile curves. We prove the strong uniform consistency rate of $v_{n}(x)$ under general conditions. Moreover, using strong approximations of the empirical process and extreme value theory, we consider the asymptotic maximal deviation $\sup_{ 0 \leqslant x \leqslant 1 }|v_n(x)-v(x)|$. According to the asymptotic theory, we construct simultaneous confidence bands around the estimated expectile function. We develop a functional data analysis approach to jointly estimate a family of generalized quantile regressions. Our approach assumes that the generalized quantiles share some common features that can be summarized by a small number of principal components functions. The principal components are modeled as spline functions and are estimated by minimizing a penalized asymmetric loss measure. An iteratively reweighted least squares algorithm is developed for computation. While separate estimation of individual generalized quantile regressions usually suffers from large variability due to lack of sufficient data, by borrowing strength across data sets, our joint estimation approach significantly improves the estimation efficiency, which is demonstrated in a simulation study. The proposed method is applied to data from 150 weather stations in China to obtain the generalized quantile curves of the volatility of the temperature at these stations