Mathematik für Ingenieure 2 - Angewandte Analysis im Bachelorstudium

Michael Knorrenschild

Mathematik für Ingenieure 2

Angewandte Analysis im Bachelorstudium

2014

293 Seiten

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ISBN: 9783446432697

 

Vorwort

8

Inhaltsverzeichnis

10

Symbolverzeichnis

14

1 Differenzialrechnung mehrerer Veränderlicher

18

1.1 Funktionen mehrerer Veränderlicher

18

1.2 Konvergenz und Stetigkeit

23

1.3 Partielle Differenzierbarkeit

25

1.4 Tangenten und Tangentialebene

34

1.5 Differenzierbarkeit

36

1.6 Linearisierung

38

1.7 Zweite Ableitungen

40

2 Extremwertberechnung mit mehreren Veränderlichen

43

2.1 Extremwerte

43

2.2 Ausgleichsrechnung

50

2.3 Extremwerte unter Nebenbedingungen

62

3 Integralrechnung mehrerer Veränderlicher

72

3.1 Grundideen

72

3.2 Die Substitutionsregel

81

4 Grundlagen der Vektoranalysis

86

4.1 Kurven

86

4.2 Vektorfelder

90

4.3 Das Arbeitsintegral

95

5 Gewöhnliche Differenzialgleichungen

106

5.1 Grundbegriffe

106

5.2 Anfangswertprobleme

110

5.2.1 Problemstellung

110

5.2.2 Stationäre Lösungen

111

5.2.3 Differenzialgleichungen mit getrennten Variablen

112

5.2.4 Lineare Differenzialgleichungen

115

5.2.5 Lineare Differenzialgleichungen zweiter Ordnung

123

5.2.6 Numerische Lösung: Das Euler-Verfahren

136

5.3 Systeme von Differenzialgleichungen I

139

6 Signale und Systeme

147

6.1 Signale

147

6.1.1 Einige Grundsignale

147

6.1.2 Die Delta-Funktion

150

6.2 Systeme

152

6.2.1 Linearität

152

6.2.2 Zeitinvarianz

154

6.2.3 Kausalität – Von Ursache und Wirkung

156

6.2.4 Sprungantwort und Impulsantwort

158

6.3 Die Faltung

159

6.4 Diskrete Signale

164

6.5 Diskrete Systeme

168

7 Fourier-Reihen

172

7.1 Grundbegriffe

172

7.1.1 Übertragung auf Funktionen mit beliebiger Periode

176

7.1.2 Die komplexe Fourier-Reihe

178

7.2 Hinweise zur praktischen Berechnung

181

7.2.1 Reihenfolge der Berechnung der Fourier-Koeffizienten

181

7.2.2 Periodisierung

181

7.2.3 Wahlfreiheit bei den Intervallen

183

7.3 Eigenschaften der Fourier-Reihe

184

7.3.1 Konvergenzeigenschaften der Fourier-Reihe

184

7.3.2 Eine Minimaleigenschaft der Fourier-Reihen

188

8 Fourier-Transformation

193

8.1 Definition

193

8.2 Rechenregeln

198

8.3 Die diskrete Fourier-Transformation

209

8.4 Die schnelle Fourier-Transformation

212

9 Laplace-Transformation und z-Transformation

217

9.1 Definition der Laplace-Transformation

217

9.2 Eigenschaften der Laplace-Transformation

219

9.3 Stabilität von Systemen

234

9.4 Definition der z-Transformation

236

9.5 Eigenschaften der z-Transformation

237

10 Eigenwerte und -vektoren

241

10.1 Grundbegriffe

241

10.2 Wissenswertes u¨ber Eigenwerte

243

10.3 Wissenswertes u¨ber Eigenvektoren

254

10.4 Eigenwerte bei ähnlichen Matrizen

258

10.5 Systeme von Differenzialgleichungen II

263

10.6 Orthogonale Ähnlichkeitstransformationen

265

10.7 Numerische Berechnung von Eigenwerten

267

Lösungen

271

Literaturverzeichnis

289

Deutsch – Englisch

291

Englisch – Deutsch

293

Sachwortverzeichnis

295

 

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