Numerische Mathematik

"Numerische Mathematik", aufgeteilt in zwei Bände, ist eine Einführung in die Numerische Mathematik anhand von Differentialgleichungsproblemen. Gegliedert nach elliptischen, parabolischen und hyperbolischen Differentialgleichungen wird zunächst jeweils die Diskretisierung solcher Probleme besprochen. Als Diskretisierungstechniken stehen Finite-Elemente-Methoden im Raum und (partitionierte) Runge-Kutta-Methoden in der Zeit im Vordergrund. Die diskretisierten Gleichungen dienen als Motivation zur Diskussion von Methoden für endlichdimensionale lineare und nichtlineare Gleichungen, die anschließend als eigenständige Themen behandelt werden. Auf diese Weise wird versucht, nicht nur ein einführendes sondern auch ein in sich abgeschlossenes Bild der Numerischen Mathematik, zumindest in einem zentralen Aufgabenbereich, zu vermitteln.

Der vorliegende Band 1 beginnt mit der Variationsformulierung eines linearen eindimensionalen Randwertproblems, setzt mit einer kurzen Diskussion linearer mehrdimensionaler Randwertprobleme fort und endet mit einer einführenden Betrachtung nichtlinearer Randwertprobleme. Die Analyse der Randwertprobleme legt die richtige Spur zur Diskretisierung und anschließend zur Auflösung der durch Diskretisierung erhaltenen Gleichungssysteme. Die diskretisierten Gleichungssysteme dienen als Einstieg und Motivation der dann folgenden Behandlung allgemeiner endlich-dimensionaler Gleichungssysteme.

Vermittelt solide mathematische Kenntnisse und Fertigkeiten der Numerischen Analysis Anwendungsorientierte Herangehensweise mit anschaulichem Material für Studenten und Dozenten Einsatz begleitend zur Vorlesung oder zusätzlich möglich Kein Vorwissen nötig Includes supplementary material: sn.pub/extras

Autorentext

Zulehner ist Professor für Numerische Mathematik an der Johannes-Kepler-Universität Linz (Österreich).

Klappentext

"Numerik", in zwei Bänden, ist eine Einführung in die Numerische Mathematik anhand von Differenzialgleichungsproblemen. Gegliedert nach elliptischen, parabolischen und hyperbolischen Differenzialgleichungen, erläutert sie zunächst jeweils die Diskretisierung solcher Probleme. Als Diskretisierungstechniken stehen Finite-Elemente-Methoden im Raum und (partitionierte) Runge-Kutta-Methoden in der Zeit im Vordergrund. Die diskretisierten Gleichungen motivieren die Diskussion von Methoden für endlichdimensionale (nicht)lineare Gleichungen, die anschließend als eigenständige Themen behandelt werden. Ein in sich geschlossenes Bild.

Inhalt
Ein erstes Beispiel einer Variationsformulierung.- Der Satz von Lax-Milgram.- Die Galerkin-Methode.- Lineare Gleichungssysteme.- Das Gaußsche Eliminationsverfahren.- Erweiterung auf lineare mehrdimensionale Randwertprobleme.- Iterative Verfahren für lineare Gleichungssysteme.- Erweiterung auf nichtlineare Randwertprobleme.- Das Newton-Verfahren.