Ingenieurmathematik kompakt Problemlösungen mit MATLAB

Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Berechnung von Problemen der Ingenieurmathematik auf Computern mittels MATLAB, dessen Einsatzmöglichkeiten und Fähigkeiten vorgestellt werden.

Teil I des Buches stellt Struktur, Arbeitsweise, Fähigkeiten und Handhabung von MATLAB kurz und übersichtlich dar, so dass auch Einsteiger in der Lage sind, MATLAB problemlos einzusetzen.

Teil II (Hauptteil) des Buches gibt eine Einführung in Grundgebiete der Ingenieurmathematik und stellt wichtige Spezialgebiete wie Optimierung, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik vor: theoretische Grundlagen und numerische Methoden werden kurz so vorgestellt, wie es für den Einsatz von MATLAB erforderlich ist, auf Beweise und ausführliche theoretische Abhandlungen wird verzichtet, da diese für Anwendungen von MATLAB nicht benötigt werden.

Die zahlreichen Beispiele zeigen Möglichkeiten und Grenzen von MATLAB auf und können als Vorlagen für durchzuführende Berechnungen verwendet werden.

Das Buch wendet sich als begleitendes Material zu Vorlesungen an Studenten und Dozenten der Mathematik, Ingenieurmathematik, Technik- und Naturwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen sowie als MATLAB-Handbuch für in der Praxis tätige Mathematiker, Ingenieure und Naturwissenschaftler.

In diesem Buch wird durchgehend das Mathematiksystem MATLAB zur Lösung mathematischer Probleme mittels Computer herangezogen.

Im ersten Teil werden die Funktionen, Struktur und Arbeitsweise von MATLAB kurz und übersichtlich dargestellt, so dass auch Einsteiger in der Lage sind, MATLAB problemlos einzusetzen.

Teil zwei bietet eine kompakte Einführung in Grundgebiete und wichtige Spezialgebiete der Ingenieurmathematik, wie z.B. Differentialgleichungen, Optimierung, Transformationen, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik. Hier steht die Anwendbarkeit von MATLAB im Vordergrund.

Aufgrund seiner ausführlichen Beispielrechnungen mit MATLAB eignet sich das Buch hervorragend als Nachschlagewerk zur Lösung konkreter Probleme der Ingenieurmathematik.

Inhalt
TEIL I: Einführung in MATLAB 1 Einleitung 1.1 Mathematiksysteme 1.2 Fähigkeiten von MATLAB 1.3 Anwendung von MATLAB in der Ingenieurmathematik 1.4 MATLAB im Vergleich mit anderen Mathematiksystemen 2 Aufbau von MATLAB 2.1 Architektur von MATLAB 2.2 MATLAB-Desktop 2.2.1 Menüleiste 2.2.2 Symbolleiste 2.2.3 Current Directory 2.2.4 Workspace 2.2.5 Command History 2.2.6 Command Window (Kommandofenster) 2.3 Kern 2.4 Erweiterungsmöglichkeiten 2.4.1 Toolboxen (Erweiterungspakete) 2.4.2 Programmierung mit MATLAB 2.5 MATLAB-Dateien 2.5.1 MAT-Dateien 2.5.2 M-Dateien (Funktionsdateien) 2.5.3 MEX-Dateien 3 Arbeitsweise von MATLAB 3.1 Interaktive Arbeit 3.2 Matrixorientierung von MATLAB 3.3 Exakte und numerische Rechnungen 3.4 Zusammenarbeit mit anderen Programmsystemen 4 Hilfen für MATLAB-Anwender 4.1 Kommando help 4.2 Help Browser (Hilfe-Browser) 4.3 Demos (Beispiele, Erläuterungen und Videos) 4.4 Fehlermeldungen 4.5 MATLAB im Internet 5 Text, Zahlen und Rechnungen in MATLAB 5.1 Text 5.1.1 Textbereiche 5.1.2 Zeichenketten 5.2 Zahlendarstellungen 5.2.1 Reelle Zahlen 5.2.2 Komplexe Zahlen 5.3 Vordefinierte Konstanten 5.4 Ein- und Ausgabe von Zahlen 5.5 Rechnungen 5.5.1 Exakte Rechnungen mit Toolbox Symbolic Math 5.5.2 Numerische Rechnungen 5.6 Gestaltung eines Arbeitsblatts 6 Programmierung mit MATLAB 6.1 Einführung 6.2 Strukturierte (prozedurale) Programmierung 6.3 Programmstruktur 6.3.1 Scriptdateien 6.3.2 M-Dateien 6.4 Vergleichsoperatoren und logische Operatoren 6.5 Zuweisungen 6.6 Verzweigungen 6.7 Schleifen 6.7.1 Zählschleifen 6.7.2 Iterationsschleifen 6.8Programmbeispiele 6.8.1 Beispiele für Script- und M-Dateien 6.8.2 Programme für numerische Algorithmen TEIL II: Ingenieurmathematik mit MATLAB 7 Variablen und Funktionen in MATLAB 7.1 Einfache und indizierte Variablen 7.2 Vordefinierte Variablen 7.3 Vordefinierte Funktionen 7.3.1 Allgemeine Funktionen 7.3.2 Mathematische Funktionen 7.4 Definition von Funktionen 7.4.1 Definition als M-Datei 7.4.2 Definition als symbolischer Ausdruck 7.5 Grafische Darstellung mathematischer Funktionen 7.5.1 Punktgrafiken 7.5.2 Kurven 7.5.3 Flächen 7.6 Approximation mathematischer Funktionen 7.6.1 Interpolation 7.6.2 Quadratmittelapproximation 7.6.3 Anwendungsbeispiele 8 Umformung und Berechnung von Ausdrücken mit MATLAB 8.1 Einführung 8.2 Vereinfachung von Ausdrücken 8.3 Partialbruchzerlegung von gebrochenrationalen Ausdrücken 8.4 Potenzieren von Ausdrücken 8.5 Multiplikation von Ausdrücken 8.6 Faktorisierung von ganzrationalen Ausdrücken 8.7 Ausdrücke auf gemeinsamen Nenner bringen 8.8 Substitution von Ausdrücken 8.9 Umformung trigonometrischer Ausdrücke 8.10 Berechnung von Ausdrücken 9 Matrizenrechnung mit MATLAB 9.1 Einführung 9.2 Darstellung von Vektoren und Matrizen in MATLAB 9.3 Vektor- und Matrixfunktionen von MATLAB 9.4 Skalares und vektorielles Produkt 9.5 Rechenoperationen mit Matrizen 9.5.1 Transponieren 9.5.2 Addition und Subtraktion 9.5.3 Multiplikation 9.5.4 Inversion 9.6 Determinanten 9.7 Eigenwertaufgaben für Matrizen 9.8 Anwendungsbeispiele 10 Berechnung von Reihen und Produkten mit MATLAB 10.1 Einführung 10.2 Zahlenreihen und -produkte 10.3 Potenzreihen 10.4 Fourierreihen 10.5 Anwendungsbeispiele 11