Homomorphic Encryption

Ein MEMS-Beschleunigungsmesser (Micro-Electro-Mechanical Systems) ist ein Miniaturgerät, das Beschleunigungskräfte misst, die auf einen Körper wirken. Das Design basiert auf der Integration von mechanischen und elektrischen Komponenten auf einem einzigen Chip, was eine hohe Präzision und Empfindlichkeit ermöglicht. Wesentliche Elemente eines MEMS-Beschleunigungsmessers sind:

• Sensorelemente: Diese bestehen oft aus einem beweglichen Masse-Element, das auf einer flexiblen Feder gelagert ist und durch die Beschleunigung verrückt wird.
• Wandler: Die Bewegung der Masse wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, häufig durch Kapazitätsänderungen, die dann gemessen werden.

Ein typisches Design erfordert die Berücksichtigung von Faktoren wie Dämpfung, Stabilität und Temperaturkompensation, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Die mathematische Beschreibung der Bewegung kann durch die Gleichung $F = m \cdot a$ erfolgen, wobei $F$ die auf die Masse wirkende Kraft, $m$ die Masse und $a$ die Beschleunigung ist. MEMS-Beschleunigungsmesser finden Anwendung in verschiedenen Bereichen, einschließlich der Automobilindustrie, Mobiltelefonen und tragbaren Geräten.

Das Kolmogorov-Spektrum beschreibt die Energieverteilung in einer turbulenten Strömung und ist ein zentrales Konzept in der Turbulenztheorie. Es basiert auf den Arbeiten des russischen Mathematikers Andrei Kolmogorov, der in den 1940er Jahren die statistischen Eigenschaften turbulenter Strömungen untersuchte. Im Kern besagt das Kolmogorov-Spektrum, dass in einer homogenen, isotropen Turbulenz die kinetische Energie über verschiedene Skalen hinweg verteilt ist, wobei kleinere Skalen eine größere Dichte an Energie aufweisen. Mathematisch wird diese Beziehung oft durch die Energie-Spektraldichte $E(k)$ dargestellt, die als Funktion der Wellenzahl $k$ gegeben ist:

Hierbei ist $k$ der Wellenzahlvektor, und die Beziehung zeigt, dass die Energie in den größeren Skalen (niedrigere Werte von $k$) geringer ist als in den kleineren Skalen (höhere Werte von $k$). Dieses Spektrum hilft nicht nur beim Verständnis von Turbulenzphänomenen, sondern hat auch Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Physik und Ingenieurwissenschaften, etwa in der Meteorologie und der Strömungsmechanik.

Das Arrow-Lind-Theorem ist ein wichtiges Resultat in der Wirtschaftstheorie, das sich mit der Bewertung von Unsicherheiten und Risiken in der Entscheidungstheorie befasst. Es besagt, dass unter bestimmten Voraussetzungen ein risikoscheuer Investor, der seine Entscheidungen auf der Grundlage einer Nutzenfunktion trifft, eine eindeutige und konsistente Bewertung von riskanten Ergebnissen vornehmen kann. Das Theorem zeigt, dass die Erwartungen der Investoren über zukünftige Nutzen in Form einer Erwartungsnutzentheorie dargestellt werden können.

Kernpunkte des Theorems sind:

• Die Konsistenz der Entscheidungen bei verschiedenen Risiken.
• Die Möglichkeit, Entscheidungen in Bezug auf Unsicherheiten durch eine mathematische Funktion zu modellieren.
• Die Annahme, dass Investoren ihre Entscheidungen auf Basis von erwarteten Nutzen treffen, was zu rationalen Entscheidungen führt.

Das Arrow-Lind-Theorem ist von grundlegender Bedeutung für die moderne Finanz- und Wirtschaftstheorie, da es die Grundlage für viele Modelle zur Risikobewertung und Entscheidungsfindung bildet.

Das Black-Scholes-Modell ist ein fundamentales Konzept in der Finanzmathematik, das zur Bewertung von Optionen verwendet wird. Es ermöglicht die Berechnung des theoretischen Preises einer europäischen Option, die nur am Verfallstag ausgeübt werden kann. Die zentrale Annahme des Modells ist, dass die Preise der zugrunde liegenden Vermögenswerte einem geometrischen brownschen Bewegung folgen, was bedeutet, dass sie zufälligen Schwankungen unterliegen.

Die Hauptformel für den Preis einer europäischen Call-Option lautet:

wobei:

• $C$ der Preis der Call-Option ist,
• $S_0$ der aktuelle Preis des Basiswerts,
• $X$ der Ausübungspreis der Option,
• $r$ der risikofreie Zinssatz,
• $T$ die Zeit bis zum Verfall in Jahren und
• $N(d)$ die kumulative Verteilungsfunktion der Standardnormalverteilung.

Die Variablen $d_1$ und $d_2$ werden durch folgende Formeln definiert:

Der Keynesianische Fiskalmultiplikator ist ein wirtschaftliches Konzept, das beschreibt, wie Veränderungen in der Staatsausgaben oder Besteuerung das Gesamteinkommen einer Volkswirtschaft beeinflussen. Wenn die Regierung beispielsweise die Ausgaben erhöht, führt dies zu einer direkten Erhöhung der Gesamtnachfrage, was wiederum Unternehmen dazu anregt, mehr zu produzieren und Arbeitsplätze zu schaffen. Der Multiplikator-Effekt entsteht, weil die zusätzlichen Einkommen, die durch diese Ausgaben generiert werden, wiederum zu weiteren Ausgaben führen.

Der Fiskalmultiplikator kann mathematisch als Verhältnis der Änderung des Gesamteinkommens ($\Delta Y$) zur Änderung der Staatsausgaben ($\Delta G$) dargestellt werden:

Dabei steht $k$ für den Multiplikator. Ein höherer Multiplikator bedeutet, dass die Wirkung der Staatsausgaben auf das Gesamteinkommen stärker ist. In der Praxis variiert der Fiskalmultiplikator je nach wirtschaftlichen Bedingungen, wie z.B. der Höhe der Arbeitslosigkeit oder der Kapazitätsauslastung der Wirtschaft.

Der Shapley-Wert ist ein Konzept aus der Spieltheorie, das verwendet wird, um den Beitrag einzelner Spieler in kooperativen Spielen zu quantifizieren. In einem kooperativen Spiel schließen sich Spieler zusammen, um gemeinsam einen Gewinn zu erzielen, und der Shapley-Wert hilft dabei, diesen Gewinn fair zwischen den Spielern zu verteilen. Der Wert basiert auf der Idee, dass jeder Spieler einen unterschiedlichen Beitrag zu verschiedenen Koalitionen leistet, und berechnet den durchschnittlichen marginalen Nutzen, den ein Spieler für jede mögliche Koalition bringt.

Mathematisch wird der Shapley-Wert für einen Spieler $i$ als folgt definiert:

Hierbei ist $v(S)$ der Wert, den die Koalition $S$ erzielt, und $N$ ist die Menge aller Spieler. Der Shapley-Wert hat zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Bereichen, einschließlich Wirtschaft, Politik und Ökologie, da er eine faire und ausgewogene Methode zur Verteilung von Ressourcen und Gewinnen bietet.