Höhere Mathematik in Rezepten

Dieses Buch bietet eine übersichtliche und gut verständliche Einführung in die Höhere Mathematik mit zahlreichen Beispielen. Der Autor zeigt, wie man typische Aufgaben rezeptartig lösen kann, und teilt den Stoff in kurze, gut verdauliche Lerneinheiten ein.

Haben Sie schon einmal ein 3-Gänge-Menü anhnd eines Rezepts gekocht? Das klappt im Allgemeinen ganz gut, auch wenn man kein großer Koch ist. Was das mit Mathematik zu tun hat? Na ja, man kann auch viele mathematische Probleme rezeptartig lösen: Brauchen Sie die Lösung einer Riccati'schen Differenzialgleichung oder die Singulärwertzerlegung einer Matrix? Schlagen Sie in diesem Buch nach, hier finden Sie ein Rezept dazu. Rezepte gibt es zu Problemen aus der

• Analysis in einer und mehreren Variablen,
• linearen Algebra,
• Vektoranalysis,
• Theorie zu Differenzialgleichungen, gewöhnlich und partiell,
• Theorie der Integraltransformationen,

• Funktionentheorie.
  Weitere Besonderheiten dieses Buches sind:

• Die Einteilung der Höheren Mathematik in ca. 100 etwa gleich lange Kapitel. Jedes Kapitel behandelt etwa den Stoff einer 90-minütigen Vorlesung.

• Viele Aufgaben, die Lösungen dazu findet man in dem dazu gehörigen Arbeitsbuch.

• Viele Probleme der Höheren Mathematik lassen sich mit dem Computer lösen. Wir geben stets an, wie es mit MATLAB® funktioniert.
  Für die vorliegende 3. Auflage wurde das Buch vollständig durchgesehen und um einen Abschnitt zur Lösung von Randwertproblemen bei gewöhnlichen Differenzialgleichungen, um das Thema Restgliedabschätzungen bei Taylorentwicklungen und um das Charakteristikenverfahren bei partiellen Differenzialgleichungen 1. Ordnung sowie um etliche zusätzliche Aufgaben ergänzt.

Das Verständnis kommt mit diesem Buch ganz von selbst durch das Tun

Alle Themen der Mathematik, die Anwender in den ersten Semester wirklich benötigen, verständlich anhand konkreter Vorgehensweisen erklärt

Verdauliche Happen: Jedes Kapitel für eine Vorlesungsdoppelstunde

Mit vielfältigen Hinweisen zu MATLAB

In der 2. Auflage erweitert um ein Kapitel zur Lösung partieller Differentialgleichungen mittels Integraltransformationen, um einen Abschnitt zur numerischen Lösung der Wellengleichung sowie um etliche zusätzliche Aufgaben

Autorentext

Prof. Dr. Christian Karpfinger lehrt an der Technischen Universität München; 2004 erhielt er den Landeslehrpreis des Freistaates Bayern.

Inhalt

Vorwort.- 1 Sprechweisen, Symbole und Mengen.- 2 Die natürlichen, ganzen und rationalen Zahlen.- 3 Die reellen Zahlen.- 4 Maschinenzahlen.- 5 Polynome.- 6 Trigonometrische Funktionen.- 7 Komplexe Zahlen - Kartesische Koordinaten.- 8 Komplexe Zahlen Polarkoordinaten.- 9 Lineare Gleichungssysteme.- 10 Rechnen mit Matrizen.- 11 LR -Zerlegung einer Matrix.- 12 Die Determinante.- 13 Vektorräume.- 14 Erzeugendensysteme und lineare (Un-)Abhängigkeit.- 15 Basen von Vektorräumen.- 16 Orthogonalität I.- 17 Orthogonalität II.- 18 Das lineare Ausgleichsproblem.- 19 Die QR -Zerlegung einer Matrix.- 20 Folgen.- 21 Berechnung von Grenzwerten von Folgen.- 22 Reihen.- 23 Abbildungen.- 24 Potenzreihen.- 25 Grenzwerte und Stetigkeit.- 26 Differentiation.- 27 Anwendungen der Differentialrechnung I.- 28 Anwendungen der Differentialrechnung II.- 29 Polynom- und Splineinterpolation.- 30 Integration I.- 31 Integration II.- 32 Uneigentliche Integrale.- 33 Separierbare und lineare Differentialgleichungen 1. Ordnung.- 34 Lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten.- 35 Einige besondere Typen von Differentialgleichungen.- 36 Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen I.- 37 Lineare Abbildungen und Darstellungsmatrizen.- 38 Basistransformation.- 39 Diagonalisierung - Eigenwerte und Eigenvektoren.- 40 Numerische Berechnung von Eigenwerten und Eigenvektoren.- 41 Quadriken.- 42 Schurzerlegung und Singulärwertzerlegung.- 43 Die Jordannormalform I.- 44 Die Jordannormalform II.- 45 Definitheit und Matrixnormen.- 46 Funktionen mehrerer Veränderlicher.- 47 Partielle Differentiation - Gradient, Hessematrix, Jacobimatrix.- 48 Anwendungen der partiellen Ableitungen.- 49 Extremwertbestimmung.- 50 Extremwertbestimmung unter Nebenbedingungen.- 51 Totale Differentiation, Differentialoperatoren.- 52 Implizite Funktionen.- 53 Koordinatentransformationen.- 54 Kurven I.- 55 Kurven II.- 56 Kurvenintegrale.- 57 Gradientenfelder.- 58 Bereichsintegrale.- 59 Die Transformationsformel.- 60 Flächen und Flächenintegrale.- 61 Integralsätze I.- 62 Integralsätze II.- 63 Allgemeines zu Differentialgleichungen.- 64 Die exakte Differentialgleichung.- 65 Lineare Differentialgleichungssysteme I.- 66 Lineare Differentialgleichungssysteme II.- 67 Lineare Differentialgleichungssysteme II.- 68 Randwertprobleme.- 69 Grundbegriffe der Numerik.- 70 Fixpunktiteration.- 71 Iterative Verfahren für lineare Gleichungssysteme.- 72 Optimierung.- 73 Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen II.- 74 Fourierreihen - Berechnung der Fourierkoeffzienten.- 75 Fourierreihen - Hintergründe, Sätze und Anwendung.- 76 Fouriertransformation I.- 77 Fouriertransformation II.- 78 Diskrete Fouriertransformation.- 79 Die Laplacetransformation.- 80 Holomorphe Funktionen.- 81 Komplexe Integration.- 82 Laurentreihen.- 83 Der Residuenkalkül.- 84 Konforme Abbildungen.- 85 Harmonische Funktionen und das Dirichlet'sche Randwertproblem.- 86 Partielle Differentialgleichungen 1. Ordnung.- 87 Partielle Differentialgleichungen 2. Ordnung Allgemeines.- 88 Die Laplace- bzw. Poissongleichung.- 89 Die Wärmeleitungsgleichung.- 90 Die Wellengleichung.- 91 Lösen von pDGLen mit Fourier- und Laplacetransformation.- Index.