Hochschulmathematik Mit Octave Verstehen Und Anwenden: Eine Orientierungshilfe Für Die Ersten Schritte

ISBN-13: 9783662647813 / Niemiecki / Miękka / 2022

Jens Kunath

Opis

Dieses Buch richtet sich an Studierende verschiedener Fachrichtungen, die das Softwarepaket Octave als kostenfreien und praktischen Lernassistenten nutzen möchten. Es stellt dar, wie sich Octave zur Lösung mathematischer Probleme aus technischen und ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen einsetzen lässt. Nebenbei können mit diesem Buch elementare Programmierkenntnisse erlernt oder aufgefrischt werden. Da Octave Parallelen zu dem kostenpflichtigen, häufig auf Rechnerarbeitsplätzen in Hochschulen und forschungsorientierten Einrichtungen installierten Softwarepaket MATLAB aufweist, lassen sich die in diesem Buch besprochenen Inhalte und Methoden bequem in die Hochschule und darüber hinaus in die spätere Berufspraxis übertragen. Das Buch eignet sich damit auch für Anwender, die in ihrem Berufsleben mathematische Probleme mit Octave oder MATLAB zu lösen haben.

Behandelt werden die wichtigsten Grundlagen und Methoden von Octave: elementare Rechnungen mit reellen und komplexen Zahlen, die besonders wichtige Arbeit mit Matrizen und Vektoren, die Arbeit mit Zeichenketten, die Lösung von linearen Gleichungssystemen, die Erstellung von Grafiken mit und ohne animierten Inhalten, die Nutzung und die eigene Programmierung von Octave-Skripten und Octave-Funktionen. Lernenden wird an ausgewählten Beispielen aus den Bereichen Lineare Algebra, Analysis und numerische Mathematik erläutert, wie Octave zur Überprüfung und Korrektur von Rechenergebnissen bzw. Rechenwegen sowie zum Verstehen und Entdecken von mathematischen Sachverhalten eingesetzt werden kann. Außerdem werden die Lösung linearer und nichtlinearer Optimierungsprobleme, die Approximation von Daten und Funktionen (Methode der kleinsten Quadrate, Interpolation mit Polynomen und Splines), die Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme sowie ausgewählte Grundlagen der beschreibenden Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung behandelt.

Übungsaufgaben laden zum Mitmachen ein und helfen, die besprochenen Inhalte zu verstehen, anzuwenden und auf die Aufgaben und Probleme aus den eigenen Mathematikvorlesungen zu übertragen. Zu jeder Aufgabe gibt es mehr oder weniger ausführliche Musterlösungen. Zusatzmaterialien zum Download ergänzen das Buch, wobei die enthaltenen Skripte und Funktionen von den Lesern als Ausgangspunkt für eigene Programmiertätigkeiten genutzt werden können und sollen.

O autorze

Dipl.-Math. Jens Kunath hat lange an der BTU Cottbus-Senftenberg unterrichtet und ist zurzeit als freiberuflicher Mathematiklehrer in Südbrandenburg und Ostsachsen tätig.

Blurb

​Dieses Buch richtet sich an Studierende verschiedener Fachrichtungen, die das Softwarepaket Octave als kostenfreien und praktischen Lernassistenten nutzen möchten. Es stellt dar, wie sich Octave zur Lösung mathematischer Probleme aus technischen und ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen einsetzen lässt. Nebenbei können mit diesem Buch elementare Programmierkenntnisse erlernt oder aufgefrischt werden. Da Octave Parallelen zu dem kostenpflichtigen, häufig auf Rechnerarbeitsplätzen in Hochschulen und forschungsorientierten Einrichtungen installierten Softwarepaket MATLAB aufweist, lassen sich die in diesem Buch besprochenen Inhalte und Methoden bequem in die Hochschule und darüber hinaus in die spätere Berufspraxis übertragen. Das Buch eignet sich damit auch für Anwender, die in ihrem Berufsleben mathematische Probleme mit Octave oder MATLAB zu lösen haben.

Behandelt werden die wichtigsten Grundlagen und Methoden von Octave: elementare Rechnungen mit reellen und komplexen Zahlen, die besonders wichtige Arbeit mit Matrizen und Vektoren, die Arbeit mit Zeichenketten, die Lösung von linearen Gleichungssystemen, die Erstellung von Grafiken mit und ohne animierten Inhalten, die Nutzung und die eigene Programmierung von Octave-Skripten und Octave-Funktionen. Lernenden wird an ausgewählten Beispielen aus den Bereichen Lineare Algebra, Analysis und numerische Mathematik erläutert, wie Octave zur Überprüfung und Korrektur von Rechenergebnissen bzw. Rechenwegen sowie zum Verstehen und Entdecken von mathematischen Sachverhalten eingesetzt werden kann. Außerdem werden die Lösung linearer und nichtlinearer Optimierungsprobleme, die Approximation von Daten und Funktionen (Methode der kleinsten Quadrate, Interpolation mit Polynomen und Splines), die Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme sowie ausgewählte Grundlagen der beschreibenden Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung behandelt.

Übungsaufgaben laden zum Mitmachen ein und helfen, die besprochenen Inhalte zu verstehen, anzuwenden und auf die Aufgaben und Probleme aus den eigenen Mathematikvorlesungen zu übertragen. Zu jeder Aufgabe gibt es mehr oder weniger ausführliche Musterlösungen. Zusatzmaterialien zum Download ergänzen das Buch, wobei die enthaltenen Skripte und Funktionen von den Lesern als Ausgangspunkt für eigene Programmiertätigkeiten genutzt werden können und sollen.

Der Autor

Dipl.-Math. Jens Kunath hat lange an der BTU Cottbus-Senftenberg unterrichtet und ist zurzeit als freiberuflicher Mathematiklehrer in Südbrandenburg und Ostsachsen tätig.