|
|
Books > Science & Mathematics > Mathematics > Calculus & mathematical analysis > General
Die SCHWARTzschen Distributionen, mit deren Hilfe eine
Legalisierung idealisierter Begriffe wie Punktladung, Punktmasse,
Einzelkraft, Linienkraft usw. sowie damit in Verbindung stehender
Rechenoperationen erreicht wurde, kann man heute zum mathematischen
Allgemeingut rechnen. Fur die Theorie und Anwendung der
Distributionen und Operatoren gibt es hervorragende Bucher in
deutscher Sprache, wie etwa die von BERG [2], GELFAND und SCHILOW
[8], MIKUSINSKI [16] und WLADIMIROW [26]. Trotzdem wird auch heute
noch vielfach empirisch mit den oben genannten physi- kalischen
GroBen gearbeitet, und die Kenntnis der exakten mathematischen
Theorien ist auf einen relativ kleinen Kreis von Anwendern
beschrankt. Das Anliegen des vorIiegenden Buches besteht darin, die
genannte Theorie in einer Weise darzubieten, daB ein sehr breiter
Leserkreis angesprochen wird. Es entstand auf der Grundlage von
Vorlesungen, die die Autoren vor interessierten Mitarbeitern vor
aHem technischer Wissenschaftsdisziplinen gehalten haben, und
stiitzt sich auf die oben genannten Lehrbucher. Beweise, die
tiefere mathematische Kenntnisse voraussetzen, wurden weggelassen.
In vielen Fallen kann sich der Leser mit den Kenntnissen aus
Fachschullehrbuchern ([1] und [15]) an die dargebotenen Zu-
sammenhiinge herantasten. Das Buch ist so aufgebaut, daB er sich
mit der einfachsten Einfuhrung der Distributionen als
eindimensionale Theorie ausfuhrIich vertraut machen kann. Durch
entsprechende Erlauterungen und Bilder wird versucht, den Stoff so
anschauIich wie nur moglich zu vermitteln und eine rezeptartige
Anwendung zu ermoglichen. Die Beispiele wurden so ausgewahlt, daB
man direkte Anwendungs- moglichkeiten in der Praxis erkennen kann.
Die mehrdimensionale Theorie, die gewiB nur einen kleineren
Leserkreis interessiert, ist zur Information im Anhang kurz
dargeboten.
den; daB er nieht allzu unglueklieh gewahlt ist, solI der Anhang
darlegen. Dort wird gezeigt, daB dieser Begriff sehr
veralIgemeinerungsfahig ist. DaB aueh heute noeh beaehtenswerte
Weehselbeziehungen zwischen der darstellenden Geometrie und neueren
Zweigen der geometrisehen Wissen- sehaften bestehen, solI ebenfalIs
der Anhang auseinandersetzen. Mit Hilfe von Begriffsbildungen der
modernen Theorie der Gewebe werden namlich die ge- laufigen
Methoden der darstellenden Geometrie in neuem Licht gezeigt und
stark veralIgemeinert. Von den Anwendungen habe ieh diejenigen
Teile etwas ausfUhrlieher be- handeIt, welche ungefahr den Stoff
einer Spezialvorlesung ausmaehen, die ieh jeweils im Sommer an der
ETH. haIten muB, namlieh die Grundlagen der Photogrammetrie und die
sphiirische Geometrie. Umfangreiehere und selbstan- dige
Anwendungsgebiete wie die N omographie oder kinematische Geometrie
sol- len vielIeieht spater einmal dargestellt werden. Der Faehmann
wird vielleieht einige ihm liebgewordene Einzelheiten ver- missen.
Er moge als Entsehuldigung annehmen, daB ieh einerseits naeh reif-
lieher Oberlegung nur die Teile weggelassen habe, die mir dem
heutigen Stand der mathematisehen und teehnisehen Wissensehaften
nieht mehr angemessen sehienen, und daB ieh andererseits den Preis
des Buehes mogliehst niedrig haIten wollte. Was endlieh die Figuren
anbetrifft, so habe ieh mieh bemuht, einfaeh zu bleiben und mit
wenigen Linien auszukommen. Es ist namlieh fUr den Leser ein reeht
unangenehmes Gesehaft, eine komplizierte Figur ent- wirren zu
mussen, bei deren Entstehung er nieht zugegen war und die nur den
Zeichner freut. Den Herren Prof. Dr. C. BURRI von der ETH. und O.
SCHLAPFER von der Oberrealsehule Zurich verdanke ieh einige
Anregungen und Verbesserungen.
Dieses Buch will eine Einfuhrung in das Gebiet der Differential-
operatoren sein. Es sollte fiir Studierende der Mathematik und
Physik in den mittleren Semestern bequem lesbar sein. Deshalb wurde
eine Ein- fuhrung in den HILBERTschen Raum und seine Operatoren
auf- genommen. Die Differentialoperatoren der Physik sind meistens
partielle Differen- tialoperatoren. Unter diesen besteht das
Interesse heute vornehmlich an solchen partiellen
Differentialoperatoren, deren unabhangige Variablen Xl' ---, Xn irn
gesamten 9t variieren, weil die SCHRODINGER-Operatoren n der
Quar.lJ nmechanik diese Eigenschaft besitzen. Deshalb sind solche
Operatoren gegenuber den klassischen Operatoren stets bevorzugt be-
handelt worden. Im Kapitel I wird eine Einfuhrung in den
HILBERTschen Raum gegeben. Kapitel Il beschaftigt sich mit den
Operatoren in, wobei ala Beispiele fiir Symmetrie und
Halbbeschranktheit nach unten solche partiellen
Differentialoperatoren und vornehmlich SCHRODINGER-Opera- toren
herangezogen werden. Das Ill. Kapitel bringt die Spektraltheorie
vollstetiger Operatoren, die fur die klassischen
Differentialoperatoren ausreichend ist. Im IV. Kapitel wird die
Spektraltheorie von SCHRODINGER-Operatoren ent- wickelt, wozu die
Spektraltheorie von selbstadjungierten Operatoren in unerlaBlich
ist. Der zentrale Spektralaatz fUr solche selbstadjungierten
Operatoren wird rnit Erlauterungen bereitgestellt, nicht dagegen
be- wiesen. Solche Beweise sind heute in den meisten Lehrbuchern
des HILBERTschen Raumes bequem zuganglich.
The calculus of finite differences is here treated thoroughly and
clearly by one of the leading American experts in the field of
numerical analysis and computation. The theory is carefully
developed and applied to illustrative examples, and each chapter is
followed by a set of helpful exercises. The book is especially
designed for the use of actuarial students, statisticians, applied
mathematicians, and any scientists forced to seek numerical
solutions. It presupposes only a knowledge of algebra, analytic
geometry, trigonometry, and elementary calculus. The object is
definitely practical, for while numerical calculus is based on the
concepts of pure mathematics, it is recognized that the worker must
produce a numerical result. Originally published in 1949. The
Princeton Legacy Library uses the latest print-on-demand technology
to again make available previously out-of-print books from the
distinguished backlist of Princeton University Press. These
editions preserve the original texts of these important books while
presenting them in durable paperback and hardcover editions. The
goal of the Princeton Legacy Library is to vastly increase access
to the rich scholarly heritage found in the thousands of books
published by Princeton University Press since its founding in 1905.
This is the first modern calculus book to be organized
axiomatically and to survey the subject's applicability to science
and engineering. A challenging exposition of calculus in the
European style, it is an excellent text for a first-year university
honors course or for a third-year analysis course. The calculus is
built carefully from the axioms with all the standard results
deduced from these axioms. The concise construction, by design,
provides maximal flexibility for the instructor and allows the
student to see the overall flow of the development. At the same
time, the book reveals the origins of the calculus in celestial
mechanics and number theory.
The book introduces many topics often left to the appendixes in
standard calculus textbooks and develops their connections with
physics, engineering, and statistics. The author uses applications
of derivatives and integrals to show how calculus is applied in
these disciplines. Solutions to all exercises (even those involving
proofs) are available to instructors upon request, making this book
unique among texts in the field. Focuses on single variable
calculus Provides a balance of precision and intuition Offers both
routine and demanding exercises
Professors: A supplementary Solutions Manual is available for
this book. It is restricted to teachers using the text in courses.
For information on how to obtain a copy, refer to: http:
//pup.princeton.edu/solutions.html
This is the translation of the Japanese textbook for the grade 11
course, 'Basic Analysis', which is one of three elective courses
offered at this level in Japanese high schools. The book includes a
thorough treatment of exponential, logarithmic, and trigonometric
functions, progressions, and induction method, as well as an
extensive introduction to differential and integral calculus.
Spivak's celebrated textbook is widely held as one of the finest
introductions to mathematical analysis. His aim is to present
calculus as the first real encounter with mathematics: it is the
place to learn how logical reasoning combined with fundamental
concepts can be developed into a rigorous mathematical theory
rather than a bunch of tools and techniques learned by rote. Since
analysis is a subject students traditionally find difficult to
grasp, Spivak provides leisurely explanations, a profusion of
examples, a wide range of exercises and plenty of illustrations in
an easy-going approach that enlightens difficult concepts and
rewards effort. Calculus will continue to be regarded as a modern
classic, ideal for honours students and mathematics majors, who
seek an alternative to doorstop textbooks on calculus, and the more
formidable introductions to real analysis.
Dieses Buch ist aus verschiedenen Vorlesungen der Autoren an den
Universitaten Hamburg und Trier entstanden. Es bietet eine
umfassende und aktuelle Darstellung des Themenbereichs "Theorie und
Numerik restringierter Optimierungsaufgaben," die uber die bislang
existierende Lehrbuchliteratur deutlich hinausgeht. Das Buch wendet
sich in erster Linie an Studierende der Mathematik, der
Wirtschaftsmathematik und der Technomathematik in mittleren und
hoheren Semestern, sollte aber auch erfahrenen Mathematikern einen
Zugang zur aktuellen Forschung und Anwendern einen Uberblick uber
die vorhandenen Verfahren geben. Im Einzelnen werden folgende
Themenkreise ausfuhrlich behandelt: Lineare Programme:
Simplex-Verfahren und Innere-Punkte-Methoden,
Optimalitatsbedingungen erster und zweiter Ordnung, nichtlineare
restringierte Programme, nichtglatte Optimierung,
Variationsungleichungen. Etwa 140 Ubungsaufgaben, teilweise mit
ausfuhrlichen Losungshinweisen runden die Darstellung ab."
Entscheidungen unter Unsicherheit kAnnen mit dem A1/4blichen
Erwartungsnutzenkonzept hAufig nicht angemessen modelliert werden,
da die zugrunde liegenden Informationen den
wahrscheinlichkeitstheoretischen Anforderungen nicht genA1/4gen.
AnsAtze der "beschrAnkten RationalitAt" erscheinen dagegen oft
willkA1/4rlich, da die Kriterien ihrer Anwendbarkeit fehlen. Die
Modellierung von Unsicherheit mit Fuzzy-Mengen, die hier in einer
maAtheoretischen Interpretation verwendet werden, erlaubt eine
Verallgemeinerung der RationalitAtsbedingungen, die viele dieser
AnsAtze als SpezialfAlle enthAlt. Eine Anwendung bei Social Choice
Problemen zeigt das Potential des Ansatzes zur ErklArung und
Verbesserung der Verfahren kollektiver Entscheidungen.
The calculus of finite differences is here treated thoroughly and
clearly by one of the leading American experts in the field of
numerical analysis and computation. The theory is carefully
developed and applied to illustrative examples, and each chapter is
followed by a set of helpful exercises. The book is especially
designed for the use of actuarial students, statisticians, applied
mathematicians, and any scientists forced to seek numerical
solutions. It presupposes only a knowledge of algebra, analytic
geometry, trigonometry, and elementary calculus. The object is
definitely practical, for while numerical calculus is based on the
concepts of pure mathematics, it is recognized that the worker must
produce a numerical result. Originally published in 1949. The
Princeton Legacy Library uses the latest print-on-demand technology
to again make available previously out-of-print books from the
distinguished backlist of Princeton University Press. These
editions preserve the original texts of these important books while
presenting them in durable paperback and hardcover editions. The
goal of the Princeton Legacy Library is to vastly increase access
to the rich scholarly heritage found in the thousands of books
published by Princeton University Press since its founding in 1905.
Dieses Buch bietet eine umfassende und aktuelle Darstellung des
Themenbereichs "Numerische Losung unrestringierter
Optimierungsaufgaben mit differenzierbarer Zielfunktion," die uber
die bislang existierende Lehrbuchliteratur deutlich hinausgeht. Es
wendet sich in erster Linie an Studierende der Mathematik, der
Wirtschaftsmathematik und der Technomathematik in mittleren und
hoheren Semestern, sollte aber auch erfahrenen Mathematikern einen
Zugang zur aktuellen Forschung und Anwendern einen Uberblick uber
die vorhandenen Verfahren geben. Alle besprochenen Verfahren sind
ausfuhrlich motiviert und mit einer vollstandigen Konvergenzanalyse
versehen, und es werden zu allen konkreten Algorithmen Tabellen mit
numerischen Resultaten angegeben. In Anhangen sind die benotigten
Grundlagen aus der mehrdimensionalen Analysis und der linearen
Algebra sowie Testbeispiele zusammengestellt. Abgerundet wird das
Buch durch ca. 150 Aufgaben unterschiedlichen Umfangs und
Schwierigkeitsgrades."
Dieses Buch ist eine EinfA1/4hrung in die mathematische Theorie der
Optimierung. Nach einer kurzen Beschreibung der Problemstellung und
einer Aoebersicht A1/4ber die grundlegenden Typen von
Optimierungsaufgaben werden im zweiten Kapitel lineare
Optimierungsprobleme behandelt, fA1/4r die ein vollstAndiges
LAsungsverfahren, der Simplexalgorithmus, zur VerfA1/4gung steht.
FA1/4r die LAsung nichtlinearer Optimierungsaufgaben mit
differenzierbaren bzw. konvexen Funktionen werden im dritten
Kapitel notwendige und hinreichende OptimimalitAtsbedingungen
bereitgestellt. Bei der Darstellung des Stoffes wurde darauf
geachtet, neue Begriffe und Methoden anhand vieler Beispiele auf
anschauliche Art einzufA1/4hren. Vorausgesetzt werden einige wenige
mathematische Grundkenntnisse, wie sie in jeder einfA1/4hrenden
Vorlesung in die HAhere Mathematik vermittelt werden. Jeder
Abschnitt schlieAt mit einer Reihe von Aoebungsaufgaben. Die
ausfA1/4hrlichen LAsungen zu allen Aufgaben werden am Ende des
Lehrbuchs gegeben.
Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen von Entwurf,
Implementierung und Validierung zeitdiskreter Simulationsmodelle
sowie der statistischen Ergebnisauswertung und gibt einen
UEberblick uber moderne Simulationssoftware sowie neuere Ansatze
der Modellbildung und Simulation, speziell aus dem Bereich
Kunstliche Intelligenz. Mit Beispielen zur Simulation von
Bedienungs-/Wartesystemen, Lagerhaltungssystemen und allgemein
stoerungsanfalligen Systemen werden die wesentlichen
Anwendungsbereiche diskreter Simulationsmodelle abgedeckt. Beim
Modellentwurf werden die verschiedenen Modellierungsstile der
diskreten Simulation (ereignis-, prozess-, transaktions- und
aktivitatsorientiert) einander gegenubergestellt. Die
Implementierung von Modellen wird ausfuhrlich und praxisorientiert
behandelt, unter Einsatz von Hilfsmitteln auf verschiedenen Stufen
(von Modula-2 uber eine schrittweise entwickelte
Modula-2-Simulationsumgebung bis hin zum umfassenden
Simulationspaket DESMO). Die Validierung von Modellen sowie
Verfahren der Simulationsstatistik, die zur Ermittlung valider
Simulationsergebnisse unerlasslich sind, werden ausfuhrlich und
ubersichtlich dargestellt. Zahlreiche Programmbeispiele in
Modula-2, UEbungsaufgaben und anspruchsvolle Projektvorschlage sind
dazu geeignet, die vermittelten Methoden praktisch einzuuben. Das
Lehrbuch soll Studierende der Informatik und verwandter
Studiengange darauf vorbereiten, diskrete, stochastische
Simulationsmodelle selbst zu entwerfen, mit modernen Hilfsmitteln
zu implementieren und die Simulationsergebnisse kritisch zu
analysieren.
Ein System - SP3R - zur graphischen Programmierung und Simulation
wird vorgestellt. Es ist geeignet, Aktionen in Roboterzellen in
hoher Aufloesung parallel zu simulieren und Fehler mit
geringstmoeglichem Aufwand zu korrigieren. Zur Reprasentation
komplex aufgebauter Roboterstationen wird ein topologisches Modell
der Zellkomponenten nach Baumstruktur verwendet; periphere Gerate
koennen in den Programmablauf einbezogen werden. UEber die
Anwendungen in der Robotik hinaus gibt das Buch einen UEberblick
daruber, wie parallele Prozesse in komplex strukturierten
Modellwelten effizient programmiert und detailliert simuliert
werden koennen. Durch die Methoden der Computergraphik kann die
Roboterszene mit einer Animation in Realzeit prasentiert werden.
In die Robotik fliessen Beitrage zahlreicher Wissensgebiete aus
Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik ein. In diesem Buch
steht die Informationsverarbeitung im Vordergrund: Roboter in einer
realen Umwelt sollen gestellte Aufgaben selbstandig und korrekt
ausfuhren sowie angemessen auf unvorhergesehene Ereignisse
reagieren; dazu ist die Modellierung der realen Einsatzumgebung und
eines intelligenten Systemverhaltens sowie kognitive und motorische
Fahigkeiten erforderlich. Methoden der Kunstlichen Intelligenz
werden eingesetzt, um Signale - uber Sensoren aus der
physikalischen Umwelt gewonnen - zu verarbeiten bzw. zu
interpretieren und somit Wirkzusammenhange zwischen Aktion und
Reaktion herzustellen. Das Buch stellt aus Sicht der
Informationsverarbeitung Modelle, Steuerungs- und Sensorkonzepte
sowie Programmierverfahren vor und weist auf
Anwendungsmoglichkeiten und zukunftige Entwicklungen hin. Es wendet
sich daher nicht nur an Studenten wahrend der Ausbildung, sondern
auch an den Praktiker, der sich mit den neuen Entwicklungen
vertraut machen will."
Die Integralgleichungen stellen ein Gebiet dar. das fur sich
durchaus selbstandig ist und auf einer interessanten Mischung von
Analysis. Funktionentheorie und Funktionalanalysis beruht. Auf der
anderen Seite gewinnen die Integralgleichungen ihr praktisches
Interesse aus der Integralgleichungsmethode. die es erlaubt,
partielle Differential gleichungen in Integralgleichungen
umzuformen. Das Buch ist aus Vorlesungen hervorgegangen, die der
Autor an der Ruhr-Universitat Bochum und der
Christian-Albrechts-Universitat Kiel gehalten hat. Der Umfang der
Kapitel 1 bis 6 entspricht etwa einer intensiven vierstundigen
Vorlesung. Das Studium der Integral gleichungen kann mit
Vorkenntnissen der Analysis und den Grundlagen der Numerik
aufgenommen werden. Kenntnisse aus der Funktional analysis sind
hilfreich. aber nicht unabdingbar, wenn Grundbegriffe wie
Banach-und Hilbert-Raume gelaufig sind. Der Theorieteil dieses
Buches ist so knapp wie moglich bemessen. da die Numerik in den
Kapiteln 2. 4, 5 im Vordergrund stehen soll. Wichtige Teile der
benotigten Funktionalanalysis wie etwa die Riesz-Schauder-Theorie
werden ohne Herleitung wiedergegeben. Es wird dabei davon
ausgegangen. dass dem Leser dieses Gebiet entweder aus einer
Vorlesung uber Funktionalanalysis bekannt ist oder dass e- mit
gesteigerter Motivation durch praktische Beispiele - diese Kapitel
durch Vorlesungen oder Lekture nachholen wird. Es sei daran
erinnert. dass auch historisch die Funktionalanalysis aus der
Diskussion der Integralgleichungen hervorgegangen ist. Als
Funktionenraume werden in dieser Darstellung vornehmlich die
klassischen der stetigen oder Holder-stetigen Funktionen verwendet.
Die Sobolev-Raume werden weitgehend vermieden. was zum Beispiel zur
Folge hat. dass die Integraloperatoren hier nicht in der
erforderlichen Allgemeinheit als Pseudodifferentialoperatoren
diskutiert werden konnen."
Steigende Groesse und Komplexitat technischer Anlagen, insbesondere
elektrotechnischer Anlagen, und die zum Teil extrem hohen Zuver-
lassigkeitsanforderungen rucken die Notwendigkeit zuverlassigkeits-
technischer Analysen immer mehr in den Vordergrund
ingenieurmassiger Betrachtung. Um die Zuverlassigkeit
elektrotechnischer Anlagen be- urteilen zu koennen, reichen
qualitative uberlegungen und verbale Beschreibungen nicht mehr aus.
Es werden deshalb, besonders zum Vergleich verschiedener
Systemkonzepte, in Angeboten bzw. bei der Vergabe von Auftragen und
in Sicherheitsanalysen immer haufiger quantitative
Zuverlassigkeitsaussagen gefordert, wozu eine wahr-
scheinlichkeitstheoretisch unterstutzte Zuverlassigkeitsanalyse
notwendig ist. Ziel des Buches ist die systematische Aufbereitung
und Beschreibung der Methodik und der Verfahren zur
ingenieurmassigen Berechnung der Zuverlassigkeit elektrotechnischer
Systeme der Energie-, Nachrich- ten- und Automatisierungstechnik
aus der Zuverlassigkeit seiner Komponenten unter Berucksichtigung
betrieblicher und technischer Randbedingungen. Es werden
Berechnungsverfahren beschrieben, die sich in der Praxis als
leistungsfahig erwiesen haben. Darunter wer- den solche Verfahren
verstanden, die je nach Auswahl sowohl hin- reichend genaue
Ergebnisse liefern, und somit vertrauenswurdig sind, als auch in
der Handhabung nicht zu aufwendig und somit kostengun- stig sind.
Diese Anforderungen werden durch einen systematischen Aufbau und
durch eine einheitliche Schreibweise der unterschiedli- chen
Verfahren, durch Kombination verschiedener Verfahren und durch die
Entwicklung von einfach anwendbaren Naherungsverfahren weitge- hend
erfullt. Dabei fliessen die praktischen Erfahrungen in der in-
dustriellen Anwendung ein. Mit den Naherungsverfahren kann man VIII
selbst grosse und komplexe Systeme ohne DV-Programme schnell
berech- nen. Jeder Rechenschritt ist nachvollziehbar, wodurch die
wichtige Forderung nach Transparenz der Zusammenhange und des
Berechnungswe- ges gewahrleistet ist.
|
|