Praktische Mathematik mit MATLAB, Scilab und Octave

für Ingenieure und Naturwissenschaftler

Authors: Thuselt, Frank, Gennrich, Felix Paul

  • 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  
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About this Textbook

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.      

About the authors

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.      

Reviews

“... Zum Nachschlagen enthält jedes Kapitel eine Zusammenfassung, und ganz am Ende stehen einige Testfragen sowie eine kleine Literaturliste, so dass sich der neugierige Leser weiteres Futter verschaffen kann. ... erkunden die Autoren einige Teilbereiche der numerischen Mathematik, die für Anfänger geeignet sind. ... Die vielen Beispiele und Aufgaben unterstützen den Leser enorm ... Wer sich für das Lösen numerischer Probleme mit zeitgemäßen Werkzeugen interessiert, der kann zunächst bedenkenlos zu diesem Werk greifen.” (Harald Löwe, in: Mathematische Semesterberichte, Jg. 62, 2015, S. 114 f.)        
           

Table of contents (9 chapters)

  • Einstieg in MATLAB, Scilab und Octave

    Thuselt, Frank (et al.)

    Pages 7-86

  • Script-Dateien und Funktionen

    Thuselt, Frank (et al.)

    Pages 87-135

  • Computerarithmetik und Fehleranalyse

    Thuselt, Frank (et al.)

    Pages 137-165

  • Lineare Gleichungssysteme

    Thuselt, Frank (et al.)

    Pages 167-210

  • Nichtlineare Gleichungen

    Thuselt, Frank (et al.)

    Pages 211-234

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Bibliographic Information

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Book Title
Praktische Mathematik mit MATLAB, Scilab und Octave
Book Subtitle
für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Authors
Copyright
2013
Publisher
Springer Spektrum
Copyright Holder
Springer-Verlag Berlin Heidelberg
eBook ISBN
978-3-642-25825-1
DOI
10.1007/978-3-642-25825-1
Softcover ISBN
978-3-642-25824-4
Edition Number
1
Number of Pages
XI, 439
Number of Illustrations and Tables
100 b/w illustrations, 40 illustrations in colour
Topics