Karl-Heinz Hoffmann

Mathematische Modellbildung und numerische Simulation sind neben dem Experiment und der Theoriebildung zur dritten Säule der naturwissenschaftlichen Forschung geworden. Daraus ergibt sich die Erfordernis, auch die Grundlagen zur Konstruktion mathematischer Modelle und charakteristische Beispiele für die Ausbildung von Studierenden aufzubereiten. Dieses Lehrbuch bietet in kompakter Form die Grundaspekte, die erforderlich sind, um in den Natur-, Ingenieur- und Lebenswissenschaften konsistente mathematische Modelle zu erarbeiten. Der Stoff behandelt einführend Fragen zur Dimensionsanalyse, zur asymptotischen Entwicklung und zu Grenzschichten. Diese Thematik wird systematisch bei der Darstellung der Grundprinzipien der Mechanik insbesondere der mathematischen Modellierung von strömenden Medien aufgegriffen. Durch Einbezug von Wärmeleitungsprozessen erschließt sich u.a. ein Weg zur Modellbildung bei der Behandlung einer breiten Klasse von freien Randwertproblemen. Das Studium mehrerer größerer Fallbeispiele ergänzt und erläutert weiter die dargebotenen Inhalte.Das Buch kann (auszugsweise) für eine einführende zwei- oder vierstündige Lehrveranstaltung als Orientierung dienen. Als Voraussetzung für das Verständnis des Stoffes sind nur relativ einfache Kenntnisse aus Analysis und linearer Algebra erforderlich.

Along with the dramatic increase in computer power, the application of PDE-based control theory and the corresponding numerical algorithms to industrial problems has become increasingly important. This development is reflected in this volume. The mathematical framework contains modelling and analysis of such systems as well as the numerical analysis and implementation.

Dieser Band Numerische Mathematik hat Prinzipien des numerischen Rechnens, numerische lineare Algebra und Näherungsmethoden in der Analysis zum Inhalt. Der Begriff der Approximation zieht sich als roter Faden durch den gesamten Text. Die Betonung liegt dabei weniger auf der Bereitstellung möglichst vieler Algorithmen als vielmehr auf der Vermittlung mathematischer Überlegungen, die zur Konstruktion von Verfahren führen. Jedoch werden auch der algorithmische Aspekt und entsprechende Effizienzbetrachtungen gebührend berücksichtigt. Durch den umfangreichen dargebotenen Stoff ist das Buch nicht nur für eine einsemestrige Vorlesung interessant, sondern auch als studienbegleitendes Handbuch geeignet.Besondere Erwähnung verdienen die zahlreichen historischen Anmerkungen sowie die motivierenden Erklärungen und aufgezeigten Querverbindungen zu anderen Themen. Besonders zur intensiven Prüfungsvorbereitung geeignet!

Dieser Band Numerische Mathematik hat Prinzipien des numerischen Rechnens, numerische lineare Algebra und Näherungsmethoden in der Analysis zum Inhalt. Der Begriff der Approximation zieht sich als roter Faden durch den gesamten Text. Die Betonung liegt dabei weniger auf der Bereitstellung möglichst vieler Algorithmen als vielmehr auf der Vermittlung mathematischer Überlegungen, die zur Konstruktion von Verfahren führen. Jedoch werden auch der algorithmische Aspekt und entsprechende Effizienzbetrachtungen gebührend berücksichtigt. An vielen Stellen geht der dargebotene Stoff über den Inhalt einer einschlägigen Vorlesung zur numerischen Mathematik hinaus, so daß man beim Gebrauch des Buches neben einer solchen Vorlesung eine Auswahl treffen wird. Dem Charakter der Reihe Grundwissen Mathematik entsprechend sind zahlreiche historische Anmerkungen eingeflochten. Besonderer Wert wird auf Querverbindungen und motivierende Erklärungen gelegt. Das Buch eignet sich zum Selbststudium und auch als Begleittext zu Vorlesungen. Diese 2. Auflage wurde überarbeitet und ergänzt. Zu den Ergänzungen gehört eine Darstellung der Idee der schnellen Fouriertransformation.

"In truth, it is not knowledge, but learning, not possessing, but production, not being there, but travelling there, which provides the greatest pleasure. When I have completely understood something, then I turn away and move on into the dark; indeed, so curious is the insatiable man, that when he has completed one house, rather than living in it peacefully, he starts to build another. " Letter from C. F. Gauss to W. Bolyai on Sept. 2, 1808 This textbook adds a book devoted to applied mathematics to the series "Grundwissen Mathematik. " Our goals, like those of the other books in the series, are to explain connections and common viewpoints between various mathematical areas, to emphasize the motivation for studying certain prob­ lem areas, and to present the historical development of our subject. Our aim in this book is to discuss some of the central problems which arise in applications of mathematics, to develop constructive methods for the numerical solution of these problems, and to study the associated questions of accuracy. In doing so, we also present some theoretical results needed for our development, especially when they involve material which is beyond the scope of the usual beginning courses in calculus and linear algebra. This book is based on lectures given over many years at the Universities of Freiburg, Munich, Berlin and Augsburg.