Hamilton-Jacobi-Bellman

Das Konzept der Revealed Preference (auf Deutsch: enthüllte Präferenz) stammt aus der Mikroökonomie und beschreibt, wie die Präferenzen von Konsumenten aus ihren tatsächlichen Entscheidungen abgeleitet werden können. Die Grundannahme ist, dass die Wahl eines Konsumenten zwischen verschiedenen Gütern und Dienstleistungen seine Präferenzen widerspiegelt. Wenn ein Konsument zwischen zwei Gütern $A$ und $B$ wählt und sich für $A$ entscheidet, wird angenommen, dass er $A$ gegenüber $B$ bevorzugt, was als enthüllte Präferenz bezeichnet wird.

Diese Theorie wird häufig verwendet, um das Verhalten von Konsumenten zu analysieren, ohne auf subjektive Umfragen oder Annahmen über ihre Präferenzen zurückzugreifen. Ein wichtiges Ergebnis dieser Theorie ist die Möglichkeit, Konsumentenauswahl zu modellieren und zu prognostizieren, indem man beobachtet, welche Güter in welchen Mengen gekauft werden. Dies ermöglicht eine objektive Analyse der Nachfrage und der Marktmechanismen.

Das Hahn-Banach-Theorem ist ein zentrales Resultat in der Funktionalanalysis, das es ermöglicht, lineare Funktionale zu erweitern, ohne ihre Eigenschaften zu verletzen. Es besagt, dass wenn ein lineares Funktional $f$ auf einem Unterraum $M$ eines normierten Raumes $X$ definiert ist und $f$ eine bestimmte beschränkte Eigenschaft hat, dann kann $f$ auf den gesamten Raum $X$ ausgedehnt werden, sodass die Beschränktheit erhalten bleibt.

Formal ausgedrückt, wenn $f: M \to \mathbb{R}$ (oder $\mathbb{C}$) linear ist und die Bedingung $|f(x)| \leq C \|x\|$ für alle $x \in M$ gilt, dann existiert ein lineares Funktional $F: X \to \mathbb{R}$ (oder $\mathbb{C}$), das $f$ auf $M$ entspricht und ebenfalls die gleiche Beschränktheit erfüllt:

Das Theorem hat weitreichende Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Mathematik, einschließlich der Funktionalanalysis,

Deep Brain Stimulation (DBS) ist ein neurochirurgisches Verfahren, das zur Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen eingesetzt wird, darunter Parkinson-Krankheit, Dystonie und Tremor. Bei dieser Methode werden Elektroden in bestimmte Bereiche des Gehirns implantiert, um elektrische Impulse zu senden, die die neuronale Aktivität modulieren. Diese Impulse können dazu beitragen, die Symptome der Erkrankungen zu lindern, indem sie die abnormale Gehirnaktivität korrigieren. Die Geräte können individuell angepasst werden, was bedeutet, dass die Stimulationsparameter je nach den Bedürfnissen des Patienten verändert werden können. DBS wird häufig als Therapieoption in Erwägung gezogen, wenn andere Behandlungsformen wie Medikamente nicht ausreichend wirken. Es ist wichtig zu beachten, dass, obwohl DBS viele Patienten erheblich entlasten kann, es auch Risiken und potenzielle Nebenwirkungen gibt, die sorgfältig abgewogen werden müssen.

Der Kalman Filter ist ein mathematisches Verfahren, das zur Schätzung des Zustands eines dynamischen Systems verwendet wird, das von Rauschen und Unsicherheiten betroffen ist. Er kombiniert Messdaten mit einem modellenbasierten Ansatz, um die beste Schätzung des Systemzustands zu liefern. Der Filter arbeitet in zwei Hauptschritten: dem Vorhersageschritt, in dem der zukünftige Zustand basierend auf dem aktuellen Zustand und dem Systemmodell geschätzt wird, und dem Aktualisierungsschritt, in dem diese Schätzung durch neue Messungen verfeinert wird.

Mathematisch wird der Zustand $x_k$ des Systems zur Zeit $k$ durch die Gleichung

beschrieben, wobei $A$ die Zustandsübergangsmatrix, $B$ die Steuerungsmatrix, $u_k$ die Steuerungseingaben und $w_k$ das Prozessrauschen ist. Die Schätzung wird dann mit den Beobachtungen $z_k$ aktualisiert, die durch

beschrieben werden, wobei $H$ die Beobachtungsmatrix und $v_k$ das Messrauschen darstellt. Der Kalman Filter findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen, darunter

Demand-Pull Inflation tritt auf, wenn die Gesamtnachfrage nach Gütern und Dienstleistungen in einer Volkswirtschaft schneller wächst als das Angebot. Dies kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie zum Beispiel steigende Konsumausgaben, Investitionen oder staatliche Ausgaben. Wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt, müssen Unternehmen ihre Preise erhöhen, um die Nachfrage zu dämpfen, was zu einer Inflation führt.

Ein klassisches Beispiel für Demand-Pull Inflation ist die Situation, wenn eine Regierung große Infrastrukturprojekte initiiert, was zu einer erhöhten Nachfrage nach Rohstoffen und Arbeitskräften führt. Ein weiteres Beispiel könnte eine expansive Geldpolitik sein, bei der die Zentralbank die Zinsen senkt, was die Kreditaufnahme und damit die Gesamtnachfrage anregt. Die resultierende Inflation kann in der Formel für die Inflationserwartungen wie folgt dargestellt werden:

Insgesamt ist Demand-Pull Inflation ein wichtiges Konzept, das die Dynamik zwischen Angebot und Nachfrage in einer Volkswirtschaft verdeutlicht.

Das Stackelberg-Duopol ist ein Modell der oligopolistischen Marktstruktur, das beschreibt, wie zwei Unternehmen (Duopolisten) in einem Markt interagieren, wenn eines der Unternehmen als Marktführer und das andere als Marktnachfolger agiert. Der Marktführer trifft zunächst seine Produktionsentscheidung, um seine Gewinnmaximierung zu maximieren, und der Marktnachfolger reagiert darauf, indem er seine eigene Produktionsmenge wählt, basierend auf der Entscheidung des Führers.

Die Hauptannahme in diesem Modell ist, dass der Marktführer seine Entscheidung mit dem Wissen trifft, dass der Nachfolger seine Menge als Reaktion auf die Menge des Führers anpassen wird. Dies führt zu einem strategischen Vorteil für den Marktführer, da er die Bewegungen des Nachfolgers antizipieren kann. Mathematisch lässt sich das Gleichgewicht durch die Reaktionsfunktionen der beiden Firmen beschreiben:

und

Hierbei ist $Q_1$ die Menge des Marktführers und $Q_2$ die Menge des Marktnachfolgers. Die resultierende Marktnachfrage und die Preisbildung ergeben sich aus der Gesamtmenge $Q = Q_1 + Q_2$, was zu unterschiedlichen Preispunkten führt,