This book is an introduction to the theories of Special and General Relativity. The target audience are physicists, engineers and applied scientists who are looking for an understandable introduction to the topic - without too much new mathematics. The fundamental equations of Einstein's theory of Special and General Relativity are derived using matrix calculus, without the help of tensors. This feature makes the book special and a valuable tool for scientists and engineers with no experience in the field of tensor calculus. In part I the foundations of Special Relativity are developed, part II describes the structure and principle of General Relativity. Part III explains the Schwarzschild solution of spherical body gravity and examines the "Black Hole" phenomenon. Any necessary mathematical tools are user friendly provided, either directly in the text or in the appendices.

This book gives an introduction to quantum mechanics with the matrix method. Heisenberg's matrix mechanics is described in detail. The fundamental equations are derived by algebraic methods using matrix calculus. Only a brief description of Schroedinger's wave mechanics is given (in most books exclusively treated), to show their equivalence to Heisenberg's matrix method. In the first part the historical development of Quantum theory by Planck, Bohr and Sommerfeld is sketched, followed by the ideas and methods of Heisenberg, Born and Jordan. Then Pauli's spin and exclusion principles are treated. Pauli's exclusion principle leads to the structure of atoms. Finally, Diracs relativistic quantum mechanics is shortly presented. Matrices and matrix equations are today easy to handle when implementing numerical algorithms using standard software as MAPLE and Mathematica.

This book is an introduction to the theories of Special and General Relativity. The target audience are physicists, engineers and applied scientists who are looking for an understandable introduction to the topic - without too much new mathematics. The fundamental equations of Einstein's theory of Special and General Relativity are derived using matrix calculus, without the help of tensors. This feature makes the book special and a valuable tool for scientists and engineers with no experience in the field of tensor calculus. In part I the foundations of Special Relativity are developed, part II describes the structure and principle of General Relativity. Part III explains the Schwarzschild solution of spherical body gravity and examines the "Black Hole" phenomenon. Any necessary mathematical tools are user friendly provided, either directly in the text or in the appendices.

In this monograph some stability properties of linear, time-variant, discrete-time systems are summarized, where some properties are well known, some are little-known facts, and a few may be new. Models for this treatise an the asymp- totical behaviour of solutions of difference equations are the commonly known excellent books of CESARI [3] and CONTI [5]. In the tables of Chapter 1 the definitions and the essen- tial statements an stability of discrete-time systems are summarized, such that Chapter 2 to 5 may be regarded as explaining appendices for these tables. I am grateful to Paul Ludyk, who typed and corrected the manuscript with great skill and patience, and Alois Ludyk, who drew the figures with great artistic skill. Gunter Ludyk Bremen, January 1985 Contents Notations 1 1. Introduction and Summary 4 2. Mathematical Description of Discrete-Time Systems 16 2. 1 State Equations 16 2. 2 Properties of the Transition Matrix 19 2. 3 LAGRANGE-Identity and GREEN's Formula for Difference Equations 20 2. 4 Estimations for the Norm of the Transition Matrix 21 3. Stability of Free Discrete-Time Systems 34 3. 1 LJAPUNOW- and LAGRANGE-Stability 34 3. 2 Short Time Boundedness 40 3. 3 UniformStability 45 3. 4 Asymptotic Stability 63 3. 5 P-stability 70 3. 6 Exponential and Uniform Asymptotic Stability 75 3. 7 Relations between the Stability Glasses 84 4. Stability of Forced Discrete-Time Systems 86 4. 1 Preliminary Results 86 4. 2 Input-State Stability 93 4.

Dieses Buch bietet eine Einfuhrung in die spezielle und allgemeine Relativitatstheorie fur Physiker, Ingenieure und andere Naturwissenschaftler, die einen Einstieg in das Thema suchen, ohne sich in zu viel neue Mathematik einzuarbeiten. Einsteins grundlegende Gleichungen werden so ohne die Hilfe von Tensoren das erste Mal nur mit Hilfe der Matrizenalgebra hergeleitet. Im 1. Kapitel wird die spezielle und im 2. Kapitel die allgemeine Relativitatstheorie behandelt. Die Schwarzschildloesung fur eine kugelfoermige Masse wird im 3. Kapitel angegeben, sowie "Schwarze Loecher" vorgestellt und untersucht. Noch erforderliche Mathematik wird entweder direkt oder im Anhang zur Verfugung gestellt.

Das Buch gibt eine Einfuhrung in die Quantenmechanik mittels Matrizenrechnung. Heisenbergs Matrizenmechanik ist darin ausfuhrlich beschrieben und die grundlegenden Gleichungen werden mit algebraischen Methoden und Matrizen berechnet. Wahrend in vielen Lehrbuchern die Quantenmechanik mittels Schroedingers Wellenmechanik behandelt wird, findet sich in diesem Werk nur eine kurze Einfuhrung in diese, um ihre AEquivalenz zu Heisenbergs Matrizenmethode zu zeigen. Im ersten Teil des Buches wird die historische Entwicklung der Quantentheorie durch Planck, Bohr und Sommerfeld beschrieben, gefolgt von den Ideen und Methoden von Heisenberg, Born und Jordan. Anschliessend wird auf Paulis Spintheorie und auf sein Ausschliessungsprinzip eingegangen, welches letztlich zur Struktur von Atomen fuhrt. Abschliessend wird Diracs relativistische Quantenmechanik kurz beschrieben. Die vorkommenden Matrizen und Matrizengleichungen koennen heutzutage leicht mittels numerischer Computeralgorithmen, wie z.B. MAPLE oder Mathematica gehandhabt werden.

Fur Interessenten, die die Grundlagen der Regelungstechnik (Analyse und Synthese von Regelungssystemen) nicht nur kennen, sondern auch verstehen wollen. Im einzelnen werden behandelt: mathematische Beschreibung dynamischer Systeme, dynamisches Verhalten (Stabilitat, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit), Synthese von Kompensationsreglern im Frequenzbereich und von Reglern mit Zustandsruckfuhrung im Zeitbereich fur Einfachsysteme, Zustandsruckfuhrung mit Zustandsbeobachtung bei Mehrfachsystemen, optimale Regelung von zeitdiskreten und zeitkontinuierlichen Systemen, Regelung von nichtlinearen Systemen, auch mit Hilfe von neuronalen Netzen. Soweit wie moglich werden zeitkontinuierliche (analoge) und zeitdiskrete (digitale) Regelungssysteme parallel behandelt.

Fur Interessenten, die die Grundlagen der Regelungstechnik (Analyse und Synthese von Regelungssystemen) nicht nur kennen, sondern auch verstehen wollen. Im einzelnen werden behandelt: mathematische Beschreibung dynamischer Systeme, dynamisches Verhalten (Stabilitat, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit), Synthese von Kompensationsreglern im Frequenzbereich und von Reglern mit Zustandsruckfuhrung im Zeitbereich fur Einfachsysteme, Zustandsruckfuhrung mit Zustandsbeobachtung bei Mehrfachsystemen, optimale Regelung von zeitdiskreten und zeitkontinuierlichen Systemen, Regelung von nichtlinearen Systemen, auch mit Hilfe von neuronalen Netzen. Soweit wie moglich werden zeitkontinuierliche (analoge) und zeitdiskrete (digitale) Regelungssysteme parallel behandelt.

Thema des Buches ist die Analyse, Synthese und Simulation von dynamischen Systemen mit Hilfe von digitalen Rechenanlagen (Computern). Der Autor behandelt im einzelnen: Hochgenaue Losung von linearen und nichtlinearen Gleichungssystemen, Eigenwert- und Eigenvektorermittlung, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit, Zustandsruckfuhrung und -beobachtung, Singularwertzerlegung, Simulation Dynamischer Systeme, Losung von Ljapunov- und Riccati-Gleichungen, Frequenzkennlinien. Zu jedem Einzelthema wird ein Algorithmus angegeben, der bisher als bestgeeignetster galt, und - soweit bereits vorhanden - ein neuer Algorithmus, der mit Hilfe von Intervallmathematik und Einschliessungsmethoden formuliert wurde. Die Algorithmen sind so formuliert, dass sie unmittelbar in Computerprogramme (z.B. fur Personalcomputer) umgesetzt werden konnen. Ziel des Buches ist es, in die Grundlagen der benotigten numerischen Verfahren einzufuhren und vor allem Anregungen fur den Einsatz der neuen Methoden der Intervallmathematik bei der Losung von Problemen der Systemtheorie, insbesondere der Regelungstheorie zu geben.