Mathematik mit MATLAB

MATLAB ist das leistungsstarke Programm zur Lösung der Mathematikaufgaben in Technik und Naturwissenschaften. Mit dem Buch erhalten Einsteiger das grundlegende Wissen für den Umgang mit MATLAB. Es enthält zu allen behandelten mathematischen Problemen typische mit MATLAB gelöste Beispiele. Der Leser erlernt auf diese Weise leicht die Anwendung von MATLAB und die Interpretation der Ergebnisse. Darüber hinaus eignet sich das Buch hervorragend als Begleitlektüre für die Mathematikvorlesungen und als Nachschlagewerk für Dozenten und Praktiker.

Verständliches Lehr- und Übungsbuch

Grundlegendes Wissen für die sichere Anwendung

Anschaulich mit zahlreichen Beispielen

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Computeralgebra-und Mathematik-Systeme.- 1.2 Entwicklung von MATLAB.- 1.3 MATLAB im Vergleich mit anderen Systemen.- 1.4 Hinweise zur Benutzung des Buches.- 2 Installation von MATLAB.- 2.1 Programminstallation.- 2.2 Verzeichnisse von MATLAB.- 2.3 Systeminformationen.- 3 Arbeiten mit MATLAB.- 3.1 Struktur von MATLAB.- 3.1.1 Matrixorientierung.- 3.1.2 Architektur.- 3.2 Kommando-Fenster von MATLAB.- 3.2.1 Menüleiste.- 3.2.2 Symbolleiste.- 3.2.3 Arbeitsfenster.- 3.3 Dateien und Pfade.- 4 MATLAB-Arbeitsfenster.- 4.1 Ein-und Ausgabe von Text.- 4.2 Durchführung von Rechnungen.- 4.3 Editieren von Kommando-Zeilen.- 4.4 Erstellung eigener Benutzeroberflächen.- 5 Hilfe-System von MATLAB.- 5.1 Hilfe-Kommandos.- 5.2 Hilfe-Fenster.- 5.3 Hilfe-Browser MATLAB Help Desk.- 5.4 Fehlermeldungen.- 6 Toolboxen.- 6.1 Struktur.- 6.2 Themengebiete.- 6.3 Erstellung eigener Toolboxen.- 7 Exakte und numerische Rechnungen.- 7.1 Exakte Rechnungen mittels Computeralgebra.- 7.2 Numerische Rechnungen.- 8 Zahlendarstellungen.- 8.1 Reelle Zahlen.- 8.1.1 Ganze Zahlen.- 8.1.2 Rationale Zahlen.- 8.1.3 Dezimalzahlen.- 8.2 Komplexe Zahlen.- 9 Variablen.- 9.1 Einfache und indizierte Variablen.- 9.2 Variablen im MATLAB-Arbeitsfenster.- 10 Vordefinierte Konstanten, Variablen und Funktionen.- 10.1 Vordefinierte Konstanten und Variablen.- 10.2 Vordefinierte Funktionen.- 11 Zeichenketten.- 11.1 Definition.- 11.2 Operationen mit Zeichenketten.- 11.3 Umwandlung von Zahlen in Zeichenketten.- 11.4 Zeichenketten-Funktionen.- 12 Datentypen.- 12.1 Felder.- 12.1.1 Definition.- 12.1.2 Rechenoperationen.- 12.2 Mengen.- 12.2.1 Definition.- 12.2.2 Rechenoperationen.- 12.3 Zellen-und Struktur-Felder.- 13 Eingabe und Ausgabe von Daten.- 13.1 Eingabe.- 13.2 Ausgabe.- 14 MATLAB als Programmiersprache.- 14.1 Vergleichsoperatoren und logische Operatoren.- 14.2 Zuweisungen.- 14.3 Verzweigungen.- 14.4 Schleifen.- 14.5 Programmstruktur.- 14.6 Programmbeispiele.- 15 MATLAB-Dateien.- 15.1 MAT-Dateien.- 15.2 M-Dateien.- 15.2.1 Script-Dateien.- 15.2.2 Funktions-Dateien.- 15.2.3 Beispiele.- 16 Grundrechenoperationen.- 17 Umformung von Ausdrücken.- 17.1 Vereinfachung.- 17.2 Partialbruchzerlegung.- 17.3 Potenzierung.- 17.4 Multiplikation.- 17.5 Faktorisierung.- 17.6 Auf einen gemeinsamen Nenner bringen.- 17.7 Umformung trigonometrischer Ausdrücke.- 17.8 Weitere Umformungen.- 18 Endliche Reihen und Produkte.- 18.1 Reihen.- 18.2 Produkte.- 19 Vektoren und Matrizen.- 19.1 Eingabe.- 19.2 Vektor-und Matrixfunktionen.- 19.3 Rechenoperationen.- 19.3.1 Addition und Multiplikation.- 19.3.2 Transponieren.- 19.3.3 Inverse.- 19.3.4 Skalar-, Vektor-und Spatprodukt.- 19.4 Determinanten.- 19.5 Eigenwertprobleme.- 20 Funktionen.- 20.1 Allgemeine Funktionen.- 20.2 Mathematische Funktionen.- 20.2.1 Elementare Funktionen.- 20.2.2 Höhere Funktionen.- 20.2.3 Definition von Funktionen.- 20.2.4 Approximation von Funktionen.- 21 Gleichungen und Ungleichungen.- 21.1 Lineare Gleichungen.- 21.2 Polynome.- 21.3 Nichtlineare Gleichungen.- 21.4 Ungleichungen.- 22 Grafische Darstellungen.- 22.1 Kurven.- 22.2 Flächen.- 22.3 Punktgrafiken.- 22.4 Diagramme.- 22.5 Bewegte Grafiken, Animationen.- 23 Differentialrechnung.- 23.1 Ableitungen.- 23.2 Taylorentwicklung.- 23.3 Fehlerrechnung.- 23.4 Grenzwerte.- 23.5 Kurvendiskussion.- 24 Integralrechnung.- 24.1 Unbestimmte Integrale.- 24.2 Bestimmte Integrale.- 24.3 Uneigentliche Integrale.- 24.4 Mehrfache Integrale.- 25 Unendliche Reihen.- 25.1 Zahlenreihen.- 25.2 Potenzreihen.- 25.3 Fourierreihen.- 26 Vektoranalysis.- 26.1 Felder.- 26.2 Gradient, Rotation und Divergenz.- 26.3 Kurven-und Oberflächenintegrale.- 27 Differentialgleichungen.- 27.1 Gewöhnliche Differentialgleichungen.- 27.2 Partielle Differentialgleichungen.- 28 Transformationen.- 28.1 Laplacetransformation.- 28.2 Fouriertransformation.- 28.3 Z-Transformation.- 28.4 Lösung von Differenzen-und Differentialgleichungen.- 29 Optimierung.- 29.1 Toolboxen zur Optimierung.- 29.2 Extremwertaufgaben.- 29.3 Lineare Optimierung.- 29.4 Nichtlineare Optimierung.- 29.5 Vektoroptimierung.- 30 Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik.- 30.1 Toolbox Statistik.- 30.2 Kombinatorik.- 30.2.1 Fakultät und Binomialkoeffizient.- 30.2.2 Permutationen, Variationen und Kombinationen.- 30.3 Wahrscheinlichkeit und Zufallsgrößen.- 30.4 Erwartungswert und Streuung.- 30.5 Verteilungsfunktionen.- 30.6 Zufallszahlen.- 30.7 Statistik.- 30.7.1 Stichproben.- 30.7.2 Statistische Maßzahlen.- 30.7.3 Korrelation und Regression.- 31 Zusammenfassung.- Sachwortverzeichnis.