Der Leser lernt Grundfertigkeiten im Umgang mit einem der numerischen Standardwerkzeuge MATLAB, Scilab und Octave kennen und anwenden. Von Vorteil ist dabei, dass Scilab und
Octave als Freeware erhältlich sind. Die Grundzüge dieser Numerikprogramme werden dem Benutzer Schritt für Schritt nahegebracht. Die erworbenen Kenntnisse sind zur Lösung vielfältiger mathematischer, physikalischer und insbesondere ingenieurwissenschaftlicher Aufgaben einsetzbar.
Im ersten Teil werden in einfacher und anschaulicher Weise das Arbeiten auf Kommandozeilenebene mit reellen und komplexen Variablen, Vektoren und Matrizen, der zweckmäßige Umgang mit Polynomen sowie die wichtigsten grafischen Ausgabemöglichkeiten beschrieben. Für die Programmierung werden Script-Dateien und Funktionen benutzt. Zu den behandelten numerischen Aufgabenstellungen gehören Lösung von linearen Gleichungssystemen und nichtlinearen Gleichungen,
Kurvenanpassung und Interpolation, numerische Integration,
Lösung von Differentialgleichungen, sowie Fourier- und Wavelet-Transformation.
Daneben werden einige Besonderheiten der Computerarithmetik (z.B. Konvergenzprobleme, Rundungsfehler) gegenüber der exakten Algebra und Analysis herausgearbeitet.

Behandelt die wichtigsten Grundlagen und Konzepte der mathematischen tools MATLAB, Scilab und Octave, und bietet dazu viele praxisnahe Beispiele Ausführliche Diskussion von wichtigen numerischen Aspekten wie Approximationen und Fehleranalyse Einbeziehung der offenen Softwarepakete Scilab und Octave, welche frei verfügbar sind und Studenten damit auch ausserhalb der Rechnerräume der Universität zu Übung und Anwendung zur Verfügung stehen Gibt Studenten der unteren Semester des Bachelor-Studiums eine Schritt-für-Schritt-Einführung in das numerische Rechnen Befaehigt Studenten Numerik-Programme bereits in den ersten Studiensemestern als Begleitung zur Analysis und Physik zu nutzen Liefert die relevanten Numerik-Programme und Loesungen zu den Aufgaben im Buch auf der Springer Webpage Includes supplementary material: sn.pub/extras Request lecturer material: sn.pub/lecturer-material

Autorentext

Frank Thuselt studierte Physik in Dresden und Leipzig und promovierte 1976 mit einer Arbeit zur Halbleiteroptik, daran schloss sich eine Forschungstätigkeit in der Halbleiterphysik an. Von 1986 bis 1992 war er im Raum Pforzheim/Karlsruhe in der Industrie tätig. Er erhielt 1992 einen Ruf an die Fachhochschule Schmalkalden, von 1996 bis 2010 arbeitete und lehrte er an der Hochschule Pforzheim. Langjährige Lehrerfahrungen hat er unter anderem in Analysis und Numerischer Mathematik. In diesem Zusammenhang wurden auch Projekte mit MATLAB und Scilab durchgeführt. Im Springer-Verlag erschien bereits sein Lehrbuch "Physik der Halbleiterbauelemente".

Felix Paul Gennrich studierte Physik an der Universität Innsbruck und schloss sein Diplomstudium im Jahre 2009 als Magister der Naturwissenschaften ab. Danach arbeitete er dort in der Arbeitsgruppe Komplexe Systeme von Prof. Dr. A. Kendl im Bereich der Plasma- und Fusionsphysik, wo er sich hauptsächlich mit numerischen Turbulenzsimulationen befasste. Die damit verbundenen Untersuchungen machen weitgehend Gebrauch von Methoden der Numerischen Mathematik, insbesondere mit Fortran und MATLAB. Nach dem Abschluss seiner Promotion im Frühjahr 2013 wechselte er zu einem Unternehmen der Medizintechnik in Innsbruck.

Klappentext

Der Band bietet eine Schritt-für-Schritt-Einführung in das numerische Rechnen mit den Programmen MATLAB, Scilab und Octave. Anhand zahlreicher Beispiele zeigen die Autoren, wie die mathematischen Tools zur Lösung mathematischer, physikalischer und insbesondere ingenieurwissenschaftlicher Aufgaben eingesetzt werden können. Dazu gehören die Lösung von linearen Gleichungssystemen, nichtlinearen Gleichungen und Differentialgleichungen, die Fourier- und Wavelet-Transformation, Kurvenanpassung und Interpolation sowie die numerische Integration.

Inhalt

Einstieg und Matlab, Scilab und Octave.- Script-Dateien und Funktionen.- Computerarithmetik und Fehleranalyse.- Lineare Gleichungssysteme.- Nichtlineare Gleichungen.- Interpolation und Approximation mit Polynomen.- Fourier- und Wavelet-Transformation.- Numerische Integration und Differentiation.- Gewöhnliche Differentialgleichungen.