Das erfolgreiche MATLAB- und Mathematikbuch von Stefan Adam fördert den Aufbau einer fundierten Kompetenz zur Lösung von naturwissenschaftlichen und technischen Berechnungsproblemen. Es ist sowohl vorlesungsbegleitend als auch hervorragend zum Selbststudium geeignet.
Zusammen mit den Erläuterungen zur Anwendung und Programmierung vom MATLAB wird immer auch ein tiefer Einblick vermittelt in die dahinter stehenden mathematischen Zusammenhänge. Durch viele Beispiele, Übungen und selbst zu erstellende Demonstrationsprogramme wird der Leser angeleitet, sich in der Umgebung von MATLAB kreativ zu bewegen.
Das von einem MATrix-LABoratorium ausgegangene Softwarepaket hat sich längst zu einem Mathematik-Laboratorium weiterentwickelt, das weltweit an Universitäten sowie in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen eine Spitzenstellung einnimmt. Die zwei Komponenten dieses Buches verstärken sich gegenseitig.
Der mathematische Hintergrund fördert einerseits die Merkfähigkeit für die Programmierstrukturen sowie die Entscheidungskompetenz zur Auswahl des besten Berechnungsablaufes. Selbstprogrammierte Lösungsverfahren mit vielfältigen grafischen Darstellungen vertiefen andererseits das Verständnis für oft abstrakte mathematische Zusammenhänge.
Für das Arbeiten mit diesem Buch werden weder Vorkenntnisse einer Programmiersprache noch solche zu MATLAB benötigt. Mathematische Themen starten auf dem Niveau, das etwa ein Jahr vor dem Abitur erreicht wird, und steigen in sanften Stufen bis zu den Anforderungen der ersten vier Semester eines Naturwissenschafts- oder Ingenieurstudiums. Starke Querbezüge zu praktischen Problemen und hilfreiche bildhafte Vorstellungen machen die hier präsentierte Mathematik leichter verdaulich. Merkpunkte, Checklisten und Selbst-Tests dienen der Festigung der erworbenen Fähigkeiten.
* In dieser zweiten Auflage können Teile des ersten Kapitels als MATLAB Crash-Kurs für Ungeduldige oder für Wiedereinsteiger dienen.
* Hinweise auf Anwendungen der Toolbox zum Symbolischen Rechnen, also zum Bestimmen einer analytischen Lösung oder zum Umsetzen von Formeln, finden sich über das ganze Buch verteilt.
* Im Internet ist unter www. wiley-vch. de/textbooks/ eine Fülle von ergänzendem Material erhältlich
Inhaltsverzeichnis
GRUNDKENNTNISSE VON MATLAB ®
Bekanntschaft schließen mit MATLAB
Grundlagen der Matrizenrechnung
Matrizenrechnung mit MATLAB
Schritte zum eigenen Programm
Einfache grafische Darstellungen mit MATLAB
Übersicht über die wichtigsten Grundbefehle in MATLAB
MATLAB Grundlagen aktivieren
AUFFRISCHEN DER ELEMENTARMATHEMATIK
Basiswissen zum Funktionsbegriff
Linienplots in MATLAB
Folgen und Reihen
Keine Angst vor komplexen Zahlen!
Elementarmathematik aktivieren
BASISWISSEN ZUR LINEAREN ALGEBRA
Lineare Gleichungssysteme und ihre Lösbarkeit
Anwendungen von linearen Gleichungssystemen
Orthogonalität und Projektionen
Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme
Eigenwerte und Eigenvektoren
Probleme mit der endlichen Rechengenauigkeit
Lineare Algebra aktivieren
EBENEN- UND RAUMGEOMETRIE
Vektoren in der Elementargeometrie
Beispiele aus der Raumgeometrie
Längen und Winkel in höheren Dimensionen
Matrixformulierung geometrischer Abbildungen
Abbildungen in homogenen Koordinaten
Vektorgeometrie aktivieren
FUNKTIONSSYSTEME, FOURIER-TRANSFORMATION UND FALTUNG
Unendliche Reihen von Funktionen
Orthogonalpolynome
Fourier-Reihen, Fourier-Transformation
Diskrete Fourier-Transformation und FFT
Die Fourier-Transformation näher kennenlernen
Die einfache Faltung
Zirkuläre Faltung ? Faltungssatz
Funktionssystem- Faltungs- und Fourier-Theorie aktivieren
FUNKTIONEN VON MEHREREN VARIABLEN
Grundbegriffe der Funktionen von mehreren Variablen
Das Bilden von partiellen Ableitungen
Partielle Ableitungen und das totale Differential
Höhenlinien- und Flächenplots
Ausgleichsrechnung
Algorithmen zur Ausgleichsrechnung
Die Methode der Lagrange-Multiplikatoren
Nichtlineare Gleichungssysteme
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
Die Bedeutung von Differentialgleichungen in Physik und Technik
Beispiele zu den Differentialgleichungs-Typen
Analytische Lösungen von Differentialgleichungen
Lösungen mit Laplace-Transformationen
Numerische Lösungverfahren für Anfangswertprobleme
Anfangswertprobleme mit MATLAB lösen
Schnuppern am Chaos
GRUNDLAGEN DER STATISTIK
Motivation: Überblick über grosse Datenmengen
Regressions-Analyse
Wahrscheinlichkeitsrechnung
Statistische Verteilungen
Stichproben und Tests
MATLAB PROFESSIONELL EINSETZEN
Erweiterungen in grafischer Richtung
Die Ausdehnung der Einsatzmöglichkeiten
Zum guten Ende
A. 4 DIE AUSDEHNUNG DER EINSATZMÖGLICHKEITEN
Erweiterungen im Basispaket, Objektorientierte Programmierung in MATLAB, Zusatzpakete, Statistik, Optimierung, Signalverarbeitung; Die weltweite Benutzergemeinschaft
ANHANG B Beispielsammlung von M-Files
