Numerik Für Ingenieure Und Naturwissenschaftler: Methoden, Konzepte, Matlab-Demos, E-Learning

ISBN-13: 9783662651803 / Niemiecki / Miękka / 2022 / 643 str.

Wolfgang Dahmen; Arnold Reusken

Opis

Dieses Lehrbuch vermittelt die Wirkungsweise vieler unterschiedlicher Grundbausteine numerischer Algorithmen. Übergeordnete Zielsetzung ist die Stärkung der Fähigkeit, numerische Ergebnisse einschätzen und bewerten zu können, sowie die numerischen Werkzeuge auch in komplexeren Anwendungsszenarien flexibel und sachgemäß kombinieren und anpassen zu können. Besonderer Wert wird dabei von Anfang an auf ein solides Verständnis der Konzepte Kondition (eines Problems) und Stabilität (eines Lösungsverfahrens) gelegt. Aufgrund der Vielzahl der in der Praxis benötigten numerischen Bausteine wird eine methodenorientierte Einführung zu den relevanten Themenschwerpunkten angeboten: Direkte und iterative Verfahren zur Lösung von Gleichungssystemen, Ausgleichsrechnung, Singulärwertzerlegung, Eigenwertberechnung, Interpolation, schnelle Fouriertransformation, numerische Integration sowie numerische Verfahren für gewöhnliche Differentialgleichungen. Zahlreiche illustrierende Beispiele vermitteln den konkreten Ablauf von Verfahren und verdeutlichen neue Konzepte, abschließende Übungsaufgaben runden die Kapitel ab. Die Inhalte selbst sind - soweit möglich - so gestaffelt, dass den "Pflichtinhalten" optionale Vertiefungen folgen, in denen konzeptionelle Gesichtspunkte, übergreifende Zusammenhänge sowie rigorose Begründungen stärker betont werden. Das Buch eignet sich daher sowohl als Grundlage einer einsemestrigen einführenden als auch einer weiterführenden Numerik-Vorlesung im Ingenieurstudium, bietet aber auch die konzeptionellen Grundlagen für die Numerikausbildung im Mathematikstudium.Die Autoren stellen auf Ihrer Webseite zusätzlich Vorlesungsfolien für Dozenten, Multiple-Choice-Aufgaben sowie Matlabdemos bereit.Für die 3. Auflage wurde das Buch vollständig überarbeitet und noch besser strukturiert.

Spis treści

Einleitung.- Fehleranalyse: Kondition, Rundungsfehler, Stabilität.- Lineare Gleichungssysteme.- Lineare Ausgleichsrechnung.- Nichtlineare Gleichungssysteme.- Nichtlineare Ausgleichsrechnung.- Eigenwertprobleme.- Interpolation.- Splinefunktionen.- Numerische Integration.- Gewöhnliche Differentialgleichungen.

O autorze

Prof. Dr. Wolfgang Dahmen, University of South Carolina

Prof. Dr. Arnold Reusken, RWTH Aachen

Blurb

Dieses Lehrbuch vermittelt die Wirkungsweise vieler unterschiedlicher Grundbausteine numerischer Algorithmen. Übergeordnete Zielsetzung ist die Stärkung der Fähigkeit, numerische Ergebnisse einschätzen und bewerten zu können, sowie die numerischen Werkzeuge auch in komplexeren Anwendungsszenarien flexibel und sachgemäß kombinieren und anpassen zu können. Besonderer Wert wird dabei von Anfang an auf ein solides Verständnis der Konzepte Kondition (eines Problems) und Stabilität (eines Lösungsverfahrens) gelegt. Aufgrund der Vielzahl der in der Praxis benötigten numerischen Bausteine wird eine methodenorientierte Einführung zu den relevanten Themenschwerpunkten angeboten: Direkte und iterative Verfahren zur Lösung von Gleichungssystemen, Ausgleichsrechnung, Singulärwertzerlegung, Eigenwertberechnung, Interpolation, schnelle Fouriertransformation, numerische Integration sowie numerische Verfahren für gewöhnliche Differentialgleichungen. Zahlreiche illustrierende Beispiele vermitteln den konkreten Ablauf von Verfahren und verdeutlichen neue Konzepte, abschließende Übungsaufgaben runden die Kapitel ab. 

Die Inhalte selbst sind – soweit möglich – so gestaffelt, dass den „Pflichtinhalten“ optionale Vertiefungen folgen, in denen konzeptionelle Gesichtspunkte, übergreifende Zusammenhänge sowie rigorose Begründungen stärker betont werden. Das Buch eignet sich daher sowohl als Grundlage einer einsemestrigen einführenden als auch einer weiterführenden Numerik-Vorlesung im Ingenieurstudium, bietet aber auch die konzeptionellen Grundlagen für die Numerikausbildung im Mathematikstudium.

Die Autoren stellen auf Ihrer Webseite zusätzlich Vorlesungsfolien für Dozenten, Multiple-Choice-Aufgaben sowie Matlabdemos bereit.

Für die 3. Auflage wurde das Buch vollständig überarbeitet und noch besser strukturiert.

Die Autoren

Prof. Dr. Wolfgang Dahmen, University of South Carolina

Prof. Dr. Arnold Reusken, RWTH Aachen