Many of the most challenging problems in the applied sciences involve non-differentiable structures as well as partial differential operators, thus leading to non-smooth distributed parameter systems. This edited volume aims to establish a theoretical and numerical foundation and develop new algorithmic paradigms for the treatment of non-smooth phenomena and associated parameter influences. Other goals include the realization and further advancement of these concepts in the context of robust and hierarchical optimization, partial differential games, and nonlinear partial differential complementarity problems, as well as their validation in the context of complex applications. Areas for which applications are considered include optimal control of multiphase fluids and of superconductors, image processing, thermoforming, and the formation of rivers and networks. Chapters are written by leading researchers and present results obtained in the first funding phase of the DFG Special Priority Program on Nonsmooth and Complementarity Based Distributed Parameter Systems: Simulation and Hierarchical Optimization that ran from 2016 to 2019.

Dieses Buch gibt eine umfassende Darstellung der wichtigsten Verfahren zur numerischen Losung von linearen Gleichungssystemen. Es benotigt zum Verstandnis nur sehr geringe mathematische Vorkenntnisse, wie sie meist schon nach einem einsemestrigen Kurs in einem mathematischen oder ingenieurwissenschaftlichen Studiengang vorliegen. Aus diesem Grunde wendet sich das Buch nicht nur an Studierende der Mathematik, Wirtschaftsmathematik oder Technomathematik, sondern auch an den Natur- und Ingenieurwissenschaftler, der in vielen praktischen Anwendungen mit der Losung von linearen Gleichungssystemen konfrontiert wird.

Inhaltlich beschaftigt sich das Buch sowohl mit den direkten als auch den iterativen Verfahren. Dabei wird grosser Wert auf eine sorgfaltige Herleitung dieser Verfahren gelegt. Ausserdem enthalt das Buch sehr detaillierte Pseudocodes, mit deren Hilfe sich die jeweiligen Verfahren in einer beliebigen Programmiersprache sofort auf dem Computer realisieren lassen.

Im Einzelnen werden folgende Themenkreise behandelt: Direkte Verfahren fur lineare Gleichungssysteme, Orthogonalisierungsverfahren fur lineare Ausgleichsprobleme, Splitting-Methoden, CG-, GMRES- und zahlreiche weitere Krylov-Raum-Methoden, Mehrgitterverfahren."

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."

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."