Mathematik für Bauingenieure 2 - Ausgewählte Kapitel für Ingenieure im Master-Studium

Kerstin Rjasanowa

Mathematik für Bauingenieure 2

Ausgewählte Kapitel für Ingenieure im Master-Studium

2016

225 Seiten

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ISBN: 9783446449510

 

Inhaltsverzeichnis

7

1 Funktionen mehrerer Veränderlicher

10

1.1 Der Begriff der Funktion mehrerer Veränderlicher

10

1.2 Grenzwerte, Stetigkeit, Partielle Ableitungen

13

1.3 Gradient, partielles und totales Differenzial, Fehlerrechnung

17

1.4 Extremwerte von Funktionen mehrerer Veränderlicher

21

1.4.1 Definition lokaler Extrema

21

1.4.2 Notwendige Bedingungen für die Existenz lokaler Extrema

22

1.4.3 Hinreichende Bedingungen für die Existenz lokaler Extrema

23

1.5 Integralrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher

25

1.5.1 Integration über ebene Bereiche

26

1.5.2 Kurvenintegrale

33

1.5.3 Der Satz von Green

38

1.6 Anwendungen an Beispielen

41

1.6.1 Ermittlung des Widerstandsmomentes

41

1.6.2 Vermessung eines Dreiecks

42

1.6.3 Wasserrinne mit Trapez-Querschnitt

43

2 Differenzialgleichungen

46

2.1 Einführung

46

2.2 Definitionen

48

2.3 Differenzialgleichungen 1. Ordnung

49

2.4 Trennung der Variablen

50

2.5 Lineare Differenzialgleichungen 1. Ordnung

51

2.6 Lineare Differenzialgleichungen höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten

53

2.6.1 Sätze über die Lösungen

54

2.6.2 Allgemeine Lösung von homogenen Differenzialgleichungen 2. Ordnung

56

2.6.3 Homogene Differenzialgleichungen höherer Ordnung

58

2.6.4 Allgemeine Lösung inhomogener Differenzialgleichungen höherer Ordnung

59

2.7 Lineare Systeme von Differenzialgleichungen 1. Ordnung

64

2.7.1 Definitionen, Beispiele

64

2.7.2 Lineare homogene Systeme 1. Ordnung mit konstanten Koeffizienten

68

2.8 Anwendungen an Beispielen

72

2.8.1 Mechanische Schwingung

72

2.8.2 Ausströmgeschwindigkeit einer Flüssigkeit

74

2.8.3 Gleichung einer Seilkurve

75

2.8.4 Knickkraft nach Euler

77

2.8.5 Biegelinie eines Balkens

79

2.8.6 Absenkung des Grundwasserspiegels mit einem vollkommenen Brunnen

81

2.8.7 Schwingungssystem

83

3 Finanzmathematik

86

3.1 Zinsen

86

3.1.1 Lineare Verzinsung

86

3.1.2 Regelmäßige Zahlungen

88

3.1.3 Geometrische Verzinsung

90

3.1.4 Unterjährige Verzinsung

94

3.1.5 Stetige Verzinsung

97

3.1.6 Zusammenfassung

99

3.2 Tilgungsrechnung

100

3.2.1 Tilgungsprozess

100

3.2.2 Annuitätentilgung

101

3.2.3 Ratentilgung

104

3.2.4 Zinsschuldtilgung

106

3.2.5 Zusammenfassung

106

3.3 Investitionsrechnung

107

3.3.1 Kapitalwertmethode

108

3.3.2 Methode des internen Zinsfußes

109

3.4 Abschreibungen

112

3.4.1 Abschreibungsprozess

112

3.4.2 Lineare Abschreibung

113

3.4.3 Geometrisch degressive Abschreibung

113

3.4.4 Übergang degressive - lineare Abschreibung

115

3.4.5 Arithmetisch degressive Abschreibung

116

3.4.6 Zusammenfassung

118

3.5 Berechnung des effektiven Zinssatzes

119

3.6 Rentenrechnung

121

3.6.1 Konstante Rente

121

3.6.2 Geometrisch wachsende Rente

126

3.6.3 Arithmetisch wachsende Rente

130

3.6.4 Zusammenfassung

135

4 Statistik

136

4.1 Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung

136

4.1.1 Kombinatorik

136

4.1.2 Zufällige Ereignisse

139

4.1.3 Definition der Wahrscheinlichkeit

141

4.1.4 Eigenschaften der Wahrscheinlichkeit

142

4.1.5 Bedingte und totale Wahrscheinlichkeit

145

4.2 Zufallsvariablen

148

4.2.1 Zufallsvariablen und Verteilungsfunktion

148

4.2.2 Diskrete Verteilungen

150

4.2.3 Stetige Verteilungen

159

4.2.4 Grenzverteilungssätze

173

4.3 Beschreibende Statistik

178

4.3.1 Häufigkeitsverteilungen

178

4.3.2 Maßzahlen einer Stichprobe

182

4.4 Schließende Statistik

187

4.4.1 Stichprobenfunktionen

187

4.4.2 Statistische Schätzverfahren

190

4.4.3 Statistische Testverfahren

204

4.4.4 Der ?2-Anpassungstest

212

4.5 Anwendungen an Beispielen

215

4.5.1 Hochwasserabfluss

215

4.5.2 Beurteilung der Dicke von Betondeckungen

216

4.5.3 Beurteilung der Nutzungssicherheit von Bauwerken

218

4.5.4 Bewertung von Grundstücken

218

Literaturverzeichnis

222

Sachwortverzeichnis

224

 

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