Author: Stephen Lynch

Publisher: Springer

ISBN: 3319068202

Category: Mathematics

Page: 514

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This textbook, now in its second edition, provides a broad introduction to both continuous and discrete dynamical systems, the theory of which is motivated by examples from a wide range of disciplines. It emphasizes applications and simulation utilizing MATLAB®, Simulink®, the Image Processing Toolbox® and the Symbolic Math toolbox®, including MuPAD. Features new to the second edition include · sections on series solutions of ordinary differential equations, perturbation methods, normal forms, Gröbner bases, and chaos synchronization; · chapters on image processing and binary oscillator computing; · hundreds of new illustrations, examples, and exercises with solutions; and · over eighty up-to-date MATLAB program files and Simulink model files available online. These files were voted MATLAB Central Pick of the Week in July 2013. The hands-on approach of Dynamical Systems with Applications using MATLAB, Second Edition, has minimal prerequisites, only requiring familiarity with ordinary differential equations. It will appeal to advanced undergraduate and graduate students, applied mathematicians, engineers, and researchers in a broad range of disciplines such as population dynamics, biology, chemistry, computing, economics, nonlinear optics, neural networks, and physics. Praise for the first edition Summing up, it can be said that this text allows the reader to have an easy and quick start to the huge field of dynamical systems theory. MATLAB/SIMULINK facilitate this approach under the aspect of learning by doing. —OR News/Operations Research Spectrum The MATLAB programs are kept as simple as possible and the author's experience has shown that this method of teaching using MATLAB works well with computer laboratory classes of small sizes.... I recommend ‘Dynamical Systems with Applications using MATLAB’ as a good handbook for a diverse readership: graduates and professionals in mathematics, physics, science and engineering. —Mathematica
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Author: Joachim Erven,Dietrich Schwägerl

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3486707965

Category: Mathematics

Page: 449

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Mathematik - muss das sein? Ja, und mit den Beispielen in diesem Buch macht's sogar Spaß. Denn hier wird Mathematik anhand alltäglicher Probleme erklärt. So lassen sich mathematische Grundlagen darstellen und Methoden und Werkzeuge entwickeln. Die ganze fürs Studium notwendige Mathematik wird anwendbar präsentiert. Zahlreiche Bilder und ausführlich durchgerechnete Beispiele veranschaulichen den Stoff; viele Übungsaufgaben mit Lösungen machen fit für die Prüfung.
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Eine Einführung zur Anwendung in Biologie und Medizin

Author: Marc-Thorsten Hütt,Manuel Dehnert

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662461501

Category: Science

Page: 406

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Schritt für Schritt zu den Konzepten Die Autoren führen den Leser von den mathematischen Grundlagen zu den konkreten Methoden der Bioinformatik. Das Buch wendet sich damit an alle, die bioinformatische Methoden und Softwarepakete verwenden wollen, sie aber nicht als Black Boxes akzeptieren möchten. Ein besonderes Highlight ist die schrittweise Implementierung wichtiger Algorithmen der Bioinformatik im Computeralgebra-Programm Mathematica, um die Konzepte auch auf der informatischen Ebene zu verstehen. Das Themenspektrum reicht von bioinformatischen Alltagsfragen bis in die Systembiologie. Die zweite, stark erweiterte Auflage geht auch auf eine Reihe sehr aktueller Themen der Bioinformatik ein, etwa Next-Generation Sequencing (NGS), GWAS-Daten und Protein-Interaktions-Netzwerke. Der Inhalt ist spannend und leicht verständlich.
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Author: Ian Stewart

Publisher: Rowohlt Verlag GmbH

ISBN: 3644564310

Category: Mathematics

Page: 448

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In diesem Buch nimmt der britische Mathe-Guru seine Leser mit auf eine Reise durch das Reich der Zahlen – reelle, rationale, irrationale, komplexe; ganz, ganz kleine und unendlich große, Fraktale, Logarithmen, Hochzahlen, Primzahlen, Kusszahlen und viele mehr. Jedes Kapitel konzentriert sich auf eine Zahl oder Zahlengruppe und erläutert, warum sie so interessant ist. «Jede Zahl hat ihre eigene Geschichte zu erzählen», heißt es im Vorwort. Stewart erzählt sie mit Begeisterung und versteht es geschickt, diese Geschichten miteinander zu verweben, ob es um die Zahl Pi geht oder zum Schluss auch um Geheimcodes, den Rubikwürfel und Sudoku. Darüber hinaus erfährt man viel über die Geschichte der Mathematik und die Rolle, die sie für unsere Entwicklung spielt. Schließlich waren es die Zahlen, so der Autor, «die es der Menschheit ermöglicht haben, sich aus dem Schlamm zu ziehen und nach den Sternen zu greifen».
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Eine praktische Einführung

Author: Ulrich Nehmzow

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642559425

Category: Technology & Engineering

Page: 264

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Using information and scale as central themes, this comprehensive survey explains how to handle real problems in astronomical data analysis through a modern arsenal of powerful techniques. The coverage includes chapters or appendices on: detection and filtering; image compression; multichannel, multiscale, and catalog data analytical methods; wavelets transforms, Picard iteration, and software tools.
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Theory and Applications

Author: Rabi Bhattacharya,Mukul Majumdar

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 1139461621

Category: Mathematics

Page: N.A

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This treatment provides an exposition of discrete time dynamic processes evolving over an infinite horizon. Chapter 1 reviews some mathematical results from the theory of deterministic dynamical systems, with particular emphasis on applications to economics. The theory of irreducible Markov processes, especially Markov chains, is surveyed in Chapter 2. Equilibrium and long run stability of a dynamical system in which the law of motion is subject to random perturbations is the central theme of Chapters 3-5. A unified account of relatively recent results, exploiting splitting and contractions, that have found applications in many contexts is presented in detail. Chapter 6 explains how a random dynamical system may emerge from a class of dynamic programming problems. With examples and exercises, readers are guided from basic theory to the frontier of applied mathematical research.
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Author: Martin Braun

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642975151

Category: Mathematics

Page: 598

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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#
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Author: Werner Ballmann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034809018

Category: Mathematics

Page: 162

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Das Buch bietet eine Einführung in die Topologie, Differentialtopologie und Differentialgeometrie. Es basiert auf Manuskripten, die in verschiedenen Vorlesungszyklen erprobt wurden. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Resultate aus der mengentheoretischen Topologie bereitgestellt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Jordansche Kurvensatz, der für Polygonzüge bewiesen wird und eine erste Idee davon vermitteln soll, welcher Art tiefere topologische Probleme sind. Im zweiten Kapitel werden Mannigfaltigkeiten und Liesche Gruppen eingeführt und an einer Reihe von Beispielen veranschaulicht. Diskutiert werden auch Tangential- und Vektorraumbündel, Differentiale, Vektorfelder und Liesche Klammern von Vektorfeldern. Weiter vertieft wird diese Diskussion im dritten Kapitel, in dem die de Rhamsche Kohomologie und das orientierte Integral eingeführt und der Brouwersche Fixpunktsatz, der Jordan-Brouwersche Zerlegungssatz und die Integralformel von Stokes bewiesen werden. Das abschließende vierte Kapitel ist den Grundlagen der Differentialgeometrie gewidmet. Entlang der Entwicklungslinien, die die Geometrie der Kurven und Untermannigfaltigkeiten in Euklidischen Räumen durchlaufen hat, werden Zusammenhänge und Krümmung, die zentralen Konzepte der Differentialgeometrie, diskutiert. Den Höhepunkt bilden die Gaussgleichungen, die Version des theorema egregium von Gauss für Untermannigfaltigkeiten beliebiger Dimension und Kodimension. Das Buch richtet sich in erster Linie an Mathematik- und Physikstudenten im zweiten und dritten Studienjahr und ist als Vorlage für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen geeignet.
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Author: Vladimir I. Arnold

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642564801

Category: Mathematics

Page: 344

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nen (die fast unverändert in moderne Lehrbücher der Analysis übernommen wurde) ermöglichten ihm nach seinen eigenen Worten, "in einer halben Vier telstunde" die Flächen beliebiger Figuren zu vergleichen. Newton zeigte, daß die Koeffizienten seiner Reihen proportional zu den sukzessiven Ableitungen der Funktion sind, doch ging er darauf nicht weiter ein, da er zu Recht meinte, daß die Rechnungen in der Analysis bequemer auszuführen sind, wenn man nicht mit höheren Ableitungen arbeitet, sondern die ersten Glieder der Reihenentwicklung ausrechnet. Für Newton diente der Zusammenhang zwischen den Koeffizienten der Reihe und den Ableitungen eher dazu, die Ableitungen zu berechnen als die Reihe aufzustellen. Eine von Newtons wichtigsten Leistungen war seine Theorie des Sonnensy stems, die in den "Mathematischen Prinzipien der Naturlehre" ("Principia") ohne Verwendung der mathematischen Analysis dargestellt ist. Allgemein wird angenommen, daß Newton das allgemeine Gravitationsgesetz mit Hilfe seiner Analysis entdeckt habe. Tatsächlich hat Newton (1680) lediglich be wiesen, daß die Bahnkurven in einem Anziehungsfeld Ellipsen sind, wenn die Anziehungskraft invers proportional zum Abstandsquadrat ist: Auf das Ge setz selbst wurde Newton von Hooke (1635-1703) hingewiesen (vgl. § 8) und es scheint, daß es noch von weiteren Forschern vermutet wurde.
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Author: Steven Holzner

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527658041

Category: Mathematics

Page: 327

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Als die Gute Fee H?nschen fragte: "was w?nschst Du dir?", antwortete er: "Keine Differentialgleichungen mehr in der Schule": Hans im Gl?ck! Jetzt k?nnen Sie auch auf eine Gute Fee warten, oder sich dieses Buch kaufen. Sie finden hier Hilfe sollten Sie mit linearen und nichtlinearen gew?hnlichen Differentialgleichungen ihre liebe M?he haben, seien sie nun erster, zweiter oder h?herer Ordnung. Sie lernen auch, was Sie zu Laplace Transformation, Potenzreihen und vielen anderen vertrackten Problemen wissen sollten. Sehen Sie der Realit?t ins Auge, mit diesem Buch.
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Author: Nicola Bellomo,Luigi Preziosi,Antonio Romano

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9780817640071

Category: Mathematics

Page: 417

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Modeling and Applied Mathematics Modeling the behavior of real physical systems by suitable evolution equa tions is a relevant, maybe the fundamental, aspect of the interactions be tween mathematics and applied sciences. Modeling is, however, only the first step toward the mathematical description and simulation of systems belonging to real world. Indeed, once the evolution equation is proposed, one has to deal with mathematical problems and develop suitable simula tions to provide the description of the real system according to the model. Within this framework, one has an evolution equation and the re lated mathematical problems obtained by adding all necessary conditions for their solution. Then, a qualitative analysis should be developed: this means proof of existence of solutions and analysis of their qualitative be havior. Asymptotic analysis may include a detailed description of stability properties. Quantitative analysis, based upon the application ofsuitable methods and algorithms for the solution of problems, ends up with the simulation that is the representation of the dependent variable versus the independent one. The information obtained by the model has to be compared with those deriving from the experimental observation of the real system. This comparison may finally lead to the validation of the model followed by its application and, maybe, further generalization.
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Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

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Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.
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Author: David Hilbert,Stefan Cohn-Vossen

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662366851

Category: Mathematics

Page: 312

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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
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Mathematische Methoden Der Physik

Author: Philippe Blanchard,Erwin Brüning

Publisher: Springer

ISBN: 9783211825075

Category: Science

Page: 375

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Das Buch bietet eine Einführung in die zum Studium der Theoretischen Physik notwendigen mathematischen Grundlagen. Der erste Teil des Buches beschäftigt sich mit der Theorie der Distributionen und vermittelt daneben einige Grundbegriffe der linearen Funktionalanalysis. Der zweite Teil baut darauf auf und gibt eine auf das Wesentliche beschränkte Einführung in die Theorie der linearen Operatoren in Hilbert-Räumen. Beide Teile werden von je einer Übersicht begleitet, die die zentralen Ideen und Begriffe knapp erläutert und den Inhalt kurz beschreibt. In den Anhängen werden einige grundlegende Konstruktionen und Konzepte der Funktionalanalysis dargestellt und wichtige Konsequenzen entwickelt.
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Author: Thomas H. Cormen,Charles E. Leiserson,Ronald Rivest,Clifford Stein

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110522012

Category: Computers

Page: 1339

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Der "Cormen" bietet eine umfassende und vielseitige Einführung in das moderne Studium von Algorithmen. Es stellt viele Algorithmen Schritt für Schritt vor, behandelt sie detailliert und macht deren Entwurf und deren Analyse allen Leserschichten zugänglich. Sorgfältige Erklärungen zur notwendigen Mathematik helfen, die Analyse der Algorithmen zu verstehen. Den Autoren ist es dabei geglückt, Erklärungen elementar zu halten, ohne auf Tiefe oder mathematische Exaktheit zu verzichten. Jedes der weitgehend eigenständig gestalteten Kapitel stellt einen Algorithmus, eine Entwurfstechnik, ein Anwendungsgebiet oder ein verwandtes Thema vor. Algorithmen werden beschrieben und in Pseudocode entworfen, der für jeden lesbar sein sollte, der schon selbst ein wenig programmiert hat. Zahlreiche Abbildungen verdeutlichen, wie die Algorithmen arbeiten. Ebenfalls angesprochen werden Belange der Implementierung und andere technische Fragen, wobei, da Effizienz als Entwurfskriterium betont wird, die Ausführungen eine sorgfältige Analyse der Laufzeiten der Programme mit ein schließen. Über 1000 Übungen und Problemstellungen und ein umfangreiches Quellen- und Literaturverzeichnis komplettieren das Lehrbuch, dass durch das ganze Studium, aber auch noch danach als mathematisches Nachschlagewerk oder als technisches Handbuch nützlich ist. Für die dritte Auflage wurde das gesamte Buch aktualisiert. Die Änderungen sind vielfältig und umfassen insbesondere neue Kapitel, überarbeiteten Pseudocode, didaktische Verbesserungen und einen lebhafteren Schreibstil. So wurden etwa - neue Kapitel zu van-Emde-Boas-Bäume und mehrfädigen (engl.: multithreaded) Algorithmen aufgenommen, - das Kapitel zu Rekursionsgleichungen überarbeitet, sodass es nunmehr die Teile-und-Beherrsche-Methode besser abdeckt, - die Betrachtungen zu dynamischer Programmierung und Greedy-Algorithmen überarbeitet; Memoisation und der Begriff des Teilproblem-Graphen als eine Möglichkeit, die Laufzeit eines auf dynamischer Programmierung beruhender Algorithmus zu verstehen, werden eingeführt. - 100 neue Übungsaufgaben und 28 neue Problemstellungen ergänzt. Umfangreiches Dozentenmaterial (auf englisch) ist über die Website des US-Verlags verfügbar.
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Algorithmen und Analysis

Author: Wolfgang Hackbusch

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3642002218

Category: Mathematics

Page: 451

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Bei der Diskretisierung von Randwertaufgaben und Integralgleichungen entstehen große, eventuell auch voll besetzte Matrizen. In dem Band stellt der Autor eine neuartige Methode dar, die es erstmals erlaubt, solche Matrizen nicht nur effizient zu speichern, sondern auch alle Matrixoperationen einschließlich der Matrixinversion bzw. der Dreieckszerlegung approximativ durchzuführen. Anwendung findet diese Technik nicht nur bei der Lösung großer Gleichungssysteme, sondern auch bei Matrixgleichungen und der Berechnung von Matrixfunktionen.
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