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Kursusvorlesung
Numerische Mathematik 1
Sommersemester 09
Hinweis (Update: 22. Juni 2009)
Die Bauarbeiten im Raum R432 sind abgeschlossen. Die Vorlesung sowie die von den Bauarbeiten in R432 betroffenen Übungen finden wieder wie üblich dort statt.
| Zeit: |
Mi. 11:00 -13:00 Uhr und Fr. 09:00-11:00 Uhr,
Übungen: nach Vereinbarung |
| Ort: |
IWR Raum 432 |
| Inhalt: |
Die Vorlesung behandelt numerische Verfahren zur Lösung von Anfangswertproblemen und Randwertproblemen bei gewöhnlichen Differentialgleichungen und differentiell-algebraischen Gleichungen. Diese haben ein praktisches Anwendungsspektrum und werden zur Modellie-rung und Simulation von zeitabhängigen Prozessen eingesetzt. Hierzu gehören Simulationen in der Mechanik, z. B. in der Fahrzeugdynamik oder Robotik, von biologischen und medizini-schen Systemen, von chemischen Reaktionen in pharmakokinetischen und verfahrenstech-nischen Prozessen oder Simulationen in Finanz- und Wirtschaftswissenschaften. Nichtlinea-re Differentialgleichungssysteme lassen sich im allgemeinen nur numerisch lösen. Behandelt werden Diskretisierungsverfahren (Einschritt-, Mehrschritt- und Extrapolationsverfahren), Konvergenzuntersuchungen (Fehlerentstehung und -fortpflanzung), praktische Realisierung in mathematischer Software (Fehlerschätzung, Fehlerkontrolle, Ordnungs- und Schrittwei-tensteuerung, implizite Systeme) und ihre Anwendung. Bei Randwertproblemen stehen Mehrzielverfahren und die Lösung der entstehenden großen impliziten Gleichungssysteme mit speziellen Newton-Typ-Verfahren im Vordergrund. Die Vorlesung legt die Grundlage für die numerische Behandlung allgemeinerer Klassen von Problemstellungen (Optimierungs-probleme bei Differentialgleichungen, Probleme der optimalen Steuerung und Parameterschätzung, Randwertprobleme bei partiellen Differentialgleichungen).
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| Voraussetzungen: |
Voraussetzung sind (elementare) Programmierkenntnisse. Einführung in die Numerische Mathematik (Lineare Algebra, Interpolation, Newton-Verfahren) ist hilfreich, wird aber nicht vorausgesetzt. Ebensowenig wird die Theorie gewöhnlicher Differentialgleichungen vorausgesetzt; die wesentlichen Resultate hierfür werden in den ersten zwei Wochen behandelt. |
| Zielgruppe: |
Studierende ab dem 3. Semester, Fachrichtungen Mathematik, Informatik und alle Naturwissenschaften. |
| Literatur und Links: |
J. Stoer, R. Bulirsch: Numerische Mathematik II, Springer
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| Klausur: |
- Die Klausur findet am 8. Juli, von 11:15 bis 12:45 statt
- Einsicht ist am 10. Juli, von 9:15 bis 10:45
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| Schein: |
Die Voraussetzungen für den Schein sind
- 50% der erreichbaren Punkte aus den schriftlichen Übungen
- 50% der erreichbaren Punkte aus den Programmieraufgaben
- 50% der erreichbaren Punkte der Klausur
- Teilnahme an den Übungen (bitte Anmeldung nicht vergessen)
- Mindestens einmal an der Tafel in der Übung vorrechnen
Die Scheinnote entspricht der Klausurnote.
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