- •1 Grundlagen
- •1.1 Logik und Mengen
- •1.1.1 Aussagenlogik
- •1.1.2 Mengen
- •1.2 Zahlen
- •1.2.1 Natürliche Zahlen
- •1.2.2 Ganze Zahlen
- •1.2.3 Rationale Zahlen
- •1.2.4 Reelle Zahlen
- •1.2.5 Ordnung
- •1.2.6 Intervalle
- •1.2.7 Betrag und Signum
- •1.2.8 Summe und Produkt
- •1.3 Potenz und Wurzel
- •1.3.1 Potenzen
- •1.3.2 Potenzgesetze
- •1.3.3 Wurzeln
- •1.3.4 Binomischer Satz
- •1.4 Trigonometrie
- •1.4.1 Trigonometrie im rechtwinkligen Dreieck
- •1.5 Gleichungen und Ungleichungen
- •1.5.1 Lineare Gleichungen
- •1.5.2 Potenzgleichungen
- •1.5.3 Quadratische Gleichungen
- •1.5.4 Wurzelgleichungen
- •1.5.5 Ungleichungen
- •1.6 Beweise
- •1.6.1 Direkter Beweis
- •1.6.2 Indirekter Beweis
- •1.6.3 Konstruktiver Beweis
- •1.6.4 Vollständige Induktion
- •1.7 Aufgaben
- •2 Lineare Gleichungssysteme
- •2.1 Einführung
- •2.2 Gauß-Algorithmus
- •2.2.1 Äquivalenzumformungen
- •2.2.2 Vorwärtselimination
- •2.2.3 Rückwärtseinsetzen
- •2.2.4 Gaußsches Eliminationsverfahren
- •2.2.5 Rechenschema
- •2.3 Spezielle Typen linearer Gleichungssysteme
- •2.3.1 Lineare Gleichungssysteme ohne Lösung
- •2.3.2 Lineare Gleichungssysteme mit unendlich vielen Lösungen
- •2.3.3 Systeme mit redundanten Gleichungen
- •2.3.4 Unterbestimmte lineare Gleichungssysteme
- •2.3.5 Überbestimmte lineare Gleichungssysteme
- •2.3.6 Homogene lineare Gleichungssysteme
- •2.3.7 Lineare Gleichungssysteme mit Parametern
- •2.4 Numerische Verfahren
- •2.4.1 Jakobi-Iteration
- •2.4.2 Gauß-Seidel-Iteration
- •2.5 Anwendungen
- •2.5.1 Produktion
- •2.5.2 Netzwerkanalyse in der Elektrotechnik
- •2.6 Aufgaben
- •3 Vektoren
- •3.2 Vektorrechnung ohne Koordinaten
- •3.2.1 Addition und Subtraktion
- •3.2.2 Skalare Multiplikation
- •3.2.3 Skalarprodukt
- •3.2.4 Vektorprodukt
- •3.2.5 Spatprodukt
- •3.2.6 Lineare Abhängigkeit und Komponentenzerlegung
- •3.3 Vektoren in Koordinatendarstellung
- •3.3.1 Koordinatendarstellung
- •3.3.2 Addition und Subtraktion
- •3.3.3 Skalare Multiplikation
- •3.3.4 Skalarprodukt
- •3.3.5 Vektorprodukt
- •3.3.6 Spatprodukt
- •3.3.7 Lineare Abhängigkeit und Komponentenzerlegung
- •3.4 Punkte, Geraden und Ebenen
- •3.4.1 Kartesisches Koordinatensystem
- •3.4.2 Parameterdarstellung von Geraden und Ebenen
- •3.4.3 Parameterfreie Darstellung von Geraden und Ebenen
- •3.4.4 Schnitte von Geraden und Ebenen
- •3.4.5 Abstände
- •3.4.6 Winkel
- •3.5 Anwendungen
- •3.5.1 Kraft
- •3.5.2 Arbeit
- •3.5.3 Drehmoment
- •3.6 Aufgaben
- •4 Matrizen
- •4.2 Rechnen mit Matrizen
- •4.2.1 Addition, Subtraktion und skalare Multiplikation
- •4.2.2 Multiplikation von Matrizen
- •4.3 Determinanten
- •4.3.1 Determinante einer (2,2)-Matrix
- •4.3.2 Determinante einer (3,3)-Matrix
- •4.3.3 Determinante einer (n,n)-Matrix
- •4.4 Inverse Matrix
- •4.4.1 Invertierbare Matrizen
- •4.4.2 Inverse einer (2,2)-Matrix
- •4.4.3 Inverse Matrix und lineares Gleichungssystem
- •4.5 Lineare Abbildungen
- •4.5.1 Matrizen als Abbildungen
- •4.5.2 Kern, Bild und Rang
- •4.6 Eigenwerte und Eigenvektoren
- •4.7 Numerische Verfahren
- •4.7.1 Potenzmethode
- •4.8 Anwendungen
- •4.9 Aufgaben
- •5 Funktionen
- •5.1 Einführung
- •5.1.2 Wertetabelle
- •5.1.3 Schaubild
- •5.1.4 Explizite und implizite Darstellung
- •5.1.6 Funktionsschar
- •5.1.7 Verkettung von Funktionen
- •5.2 Polynome und rationale Funktionen
- •5.2.1 Potenzfunktionen mit ganzen Hochzahlen
- •5.2.2 Polynome
- •5.2.3 Gebrochenrationale Funktionen
- •5.3 Eigenschaften
- •5.3.1 Symmetrie
- •5.3.2 Periode
- •5.3.3 Monotonie
- •5.3.4 Beschränktheit
- •5.4 Sinus, Kosinus und Tangens
- •5.4.2 Eigenschaften
- •5.5 Grenzwert und Stetigkeit
- •5.5.1 Zahlenfolgen
- •5.5.2 Grenzwert einer Funktion
- •5.5.3 Stetigkeit
- •5.5.4 Asymptotisches Verhalten
- •5.6.1 Exponentialfunktionen
- •5.6.2 Die e-Funktion
- •5.6.3 Hyperbelfunktionen
- •5.7 Umkehrfunktionen
- •5.7.1 Das Prinzip der Umkehrfunktion
- •5.7.2 Wurzelfunktionen
- •5.7.3 Arkusfunktionen
- •5.7.4 Logarithmusfunktionen
- •5.7.5 Area-Funktionen
- •5.8 Numerische Verfahren
- •5.8.1 Berechnung von Funktionswerten
- •5.8.2 Bisektionsverfahren
- •5.9 Anwendungen
- •5.9.1 Messwerte
- •5.9.2 Industrieroboter
- •5.10 Aufgaben
- •6.1 Steigung und Ableitungsfunktion
- •6.1.3 Ableitungsfunktion
- •6.1.5 Höhere Ableitungen
- •6.2 Ableitungstechnik
- •6.2.1 Ableitungsregeln
- •6.2.2 Ableitung der Umkehrfunktion
- •6.2.5 Zusammenfassung
- •6.3 Regel von Bernoulli-de l’Hospital
- •6.4 Geometrische Bedeutung der Ableitungen
- •6.4.1 Neigungswinkel und Schnittwinkel
- •6.4.2 Monotonie
- •6.4.3 Krümmung
- •6.4.4 Lokale Extrema
- •6.4.5 Wendepunkte
- •6.4.6 Globale Extrema
- •6.5 Numerische Verfahren
- •6.5.2 Newton-Verfahren
- •6.5.3 Sekantenverfahren
- •6.6 Anwendungen
- •6.6.1 Fehlerrechnung
- •6.6.2 Extremwertaufgaben
- •6.7 Aufgaben
- •7 Integralrechnung
- •7.1 Flächenproblem
- •7.1.1 Integralsymbol
- •7.1.2 Integral als Grenzwert von Summen
- •7.1.3 Bestimmtes Integral
- •7.2 Zusammenhang von Ableitung und Integral
- •7.2.1 Integralfunktion
- •7.2.2 Stammfunktion
- •7.2.3 Bestimmtes Integral und Stammfunktion
- •7.2.4 Mittelwertsatz der Integralrechnung
- •7.3 Integrationstechnik
- •7.3.1 Integrationsregeln
- •7.3.2 Integration durch Substitution
- •7.3.3 Partielle Integration
- •7.3.4 Gebrochenrationale Funktionen
- •7.3.5 Uneigentliche Integrale
- •7.4 Länge, Flächeninhalt und Volumen
- •7.4.1 Flächeninhalte
- •7.4.2 Bogenlänge
- •7.4.3 Rotationskörper
- •7.5 Numerische Verfahren
- •7.5.1 Trapezregel
- •7.5.2 Romberg-Verfahren
- •7.6 Anwendungen
- •7.6.2 Schwerpunkte und statische Momente ebener Flächen
- •7.7 Aufgaben
- •8 Potenzreihen
- •8.1 Unendliche Reihen
- •8.2 Potenzreihen und Konvergenz
- •8.3 Taylor-Reihen
- •8.4 Eigenschaften
- •8.5 Numerische Verfahren
- •8.5.1 Berechnung von Funktionswerten
- •8.6 Anwendungen
- •8.6.1 Normalverteilung in der Statistik
- •8.7 Aufgaben
- •9 Kurven
- •9.1 Parameterdarstellung
- •9.2 Kegelschnitte
- •9.3 Tangente
- •9.4 Krümmung
- •9.5 Bogenlänge
- •9.6 Numerische Verfahren
- •9.6.1 Bézier-Kurve
- •9.7 Anwendungen
- •9.7.1 Mechanik
- •9.7.2 Straßenbau
- •9.8 Aufgaben
- •10 Funktionen mit mehreren Variablen
- •10.1.2 Schaubild einer Funktion mit mehreren Variablen
- •10.1.3 Schnittkurven mit Ebenen und Höhenlinien
- •10.2 Grenzwert und Stetigkeit
- •10.2.1 Grenzwert einer Funktion mit mehreren Variablen
- •10.2.2 Stetigkeit
- •10.3.3 Gradient und Richtungsableitung
- •10.3.5 Höhere partielle Ableitungen
- •10.3.6 Extremwerte
- •10.4 Ausgleichsrechnung
- •10.4.1 Methode der kleinsten Fehlerquadrate
- •10.4.2 Ausgleichsrechnung mit Polynomen
- •10.4.3 Lineare Ausgleichsrechnung
- •10.5 Vektorwertige Funktionen
- •10.6 Numerische Verfahren
- •10.6.1 Mehrdimensionales Newton-Verfahren
- •10.6.2 Gradientenverfahren
- •10.7 Anwendungen
- •10.7.1 Fehlerrechnung
- •10.8 Aufgaben
- •11 Komplexe Zahlen und Funktionen
- •11.1.1 Komplexe Zahlen
- •11.1.2 Gaußsche Zahlenebene
- •11.1.3 Polarkoordinaten
- •11.1.4 Exponentialform
- •11.2 Rechenregeln
- •11.2.1 Gleichheit
- •11.2.2 Addition und Subtraktion
- •11.2.3 Multiplikation und Division
- •11.2.4 Rechnen mit der konjugiert komplexen Zahl
- •11.2.5 Rechnen mit dem Betrag einer komplexen Zahl
- •11.3 Potenzen, Wurzeln und Polynome
- •11.3.1 Potenzen
- •11.3.2 Wurzeln
- •11.3.3 Fundamentalsatz der Algebra
- •11.4 Komplexe Funktionen
- •11.4.1 Ortskurven
- •11.4.2 Harmonische Schwingungen
- •11.4.3 Transformationen
- •11.5 Anwendungen
- •11.5.1 Komplexe Wechselstromrechnung
- •11.6 Aufgaben
- •12.1 Einführung
- •12.1.3 Richtungsfeld und Orthogonaltrajektorie
- •12.2.1 Separation der Variablen
- •12.2.2 Lineare Substitution
- •12.3.3 Allgemeine Eigenschaften
- •12.4.1 Allgemeine Form
- •12.4.2 Freie Schwingung
- •12.4.3 Harmonisch angeregte Schwingung
- •12.4.4 Frequenzgänge
- •12.5.1 Eliminationsverfahren
- •12.5.2 Zustandsvariablen
- •12.5.5 Stabilität
- •12.6 Numerische Verfahren
- •12.6.1 Polygonzugverfahren von Euler
- •12.7 Anwendungen
- •12.7.1 Temperaturverlauf
- •12.7.2 Radioaktiver Zerfall
- •12.7.3 Freier Fall mit Luftwiderstand
- •12.7.4 Feder-Masse-Schwinger
- •12.7.5 Pendel
- •12.7.6 Wechselstromkreise
- •12.8 Aufgaben
- •13 Fourier-Reihen
- •13.1 Fourier-Analyse
- •13.1.1 Periodische Funktionen
- •13.1.2 Trigonometrische Polynome
- •13.1.3 Fourier-Reihe
- •13.1.4 Satz von Fourier
- •13.1.5 Gibbssches Phänomen
- •13.2 Komplexe Darstellung
- •13.2.1 Komplexe Fourier-Reihe
- •13.2.3 Spektrum
- •13.2.4 Minimaleigenschaft
- •13.3 Eigenschaften
- •13.3.1 Symmetrie
- •13.3.2 Integrationsintervall
- •13.3.3 Mittelwert
- •13.3.4 Linearität
- •13.3.5 Ähnlichkeit und Zeitumkehr
- •13.3.6 Zeitverschiebung
- •13.4 Aufgaben
- •14 Verallgemeinerte Funktionen
- •14.1 Heaviside-Funktion
- •14.2 Dirac-Distribution
- •14.3 Verallgemeinerte Ableitung
- •14.4 Faltung
- •14.5 Aufgaben
- •15 Fourier-Transformation
- •15.1 Integraltransformation
- •15.1.4 Transformation gerader und ungerader Funktionen
- •15.1.5 Darstellung mit Amplitude und Phase
- •15.2 Eigenschaften
- •15.2.1 Linearität
- •15.2.2 Zeitverschiebung
- •15.2.3 Amplitudenmodulation
- •15.2.4 Ähnlichkeit und Zeitumkehr
- •15.3 Inverse Fourier-Transformation
- •15.3.2 Vertauschungssatz
- •15.3.3 Linearität
- •15.4.3 Multiplikationssatz
- •15.4.5 Faltung
- •15.5 Periodische Funktionen
- •15.5.1 Fourier-Transformation einer Fourier-Reihe
- •15.5.3 Grenzwertbetrachtung
- •15.6 Anwendungen
- •15.6.1 Lineare zeitinvariante Systeme
- •15.7 Aufgaben
- •16 Laplace-Transformation
- •16.1 Bildbereich
- •16.2 Eigenschaften
- •16.2.1 Linearität
- •16.2.2 Ähnlichkeit
- •16.2.3 Zeitverschiebung
- •16.2.4 Dämpfung
- •16.3.2 Integration
- •16.3.3 Faltung
- •16.3.4 Grenzwerte
- •16.4 Transformation periodischer Funktionen
- •16.5 Rücktransformation
- •16.7 Anwendungen
- •16.7.1 Regelungstechnik
- •16.8 Aufgaben
- •17 z-Transformation
- •17.1 Transformation diskreter Signale
- •17.1.2 z-Transformation und Laplace-Transformation
- •17.2 Eigenschaften
- •17.2.1 Linearität
- •17.2.2 Verschiebung
- •17.2.3 Dämpfung
- •17.4 Anwendungen
- •17.4.1 Zeitkomplexität von Quicksort
- •A Anhang
- •A.1 Ableitungsregeln
- •A.2 Ableitungen
- •A.3 Potenzreihen
- •A.4 Integralregeln
- •A.5 Integrale
- •A.6 Fourier-Reihen
- •A.7 Fourier-Transformationen
- •A.8 Laplace-Transformationen
- •A.9 Griechisches Alphabet
- •A.10 Bedeutende Mathematiker
- •Literaturverzeichnis
- •Sachwortverzeichnis
663
Literaturverzeichnis
[DoCarmo] Do Carmo, M. P.: Di erentialgeometrie von Kurven und Flächen, Vieweg Verlagsgesellschaft, 3. Auflage, 1998
[Forst] Forst, W., Ho mann, D.: Gewöhnliche Di erentialgleichungen, Springer, Ber-
lin, 2005
[Heuser:Analysis] Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis, Teil 1 und 2, Vieweg + Teubner in GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 17. Auflage, 2009
[Heuser:DGL] Heuser, H.: Gewöhnliche Di erentialgleichungen, Vieweg + Teubner in GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 6. Auflage, 2009
[Heuser:FA] Heuser, H.: Funktionalanalysis, Vieweg + Teubner in GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 4. Auflage, 2006
[Mohr-Plappert] Mohr, R., Plappert, P.: Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler, Grenzwert Verlag, Alfdorf, 2007
[Seydel] Seydel, R.: Practical Bifurcation and Stability Analysis, Springer, New York, 3. Auflage, 2009
Numerische Mathematik
[Golub] Golub, G. H., van Loan, C. F.: Matrix Computations, The Johns Hopkins University Press, Baltimore, Maryland, USA, 3. Auflage, 1996
[Höllig] Höllig, K.: Grundlagen der Numerik, MathText, Zavelstein, 1998
[Mohr:Numerik] Mohr, R.: Numerische Methoden in Naturwissenschaft und Technik – Ein Lehrbuch mit MATLAB-Routinen, Grenzwert Verlag, Alfdorf, 2009
[Schwarz] Schwarz, H. R.: Numerische Mathematik, Vieweg + Teubner in GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 7. Auflage, 2008
[Stoer-Bulirsch] Stoer, J., Bulirsch, R.: Numerische Mathematik 1 und 2, Springer, Berlin, korrigierter Nachdruck und 5. Auflage, 2002 und 2005
664 |
Literaturverzeichnis |
Formelsammlungen
[Bartsch] Bartsch, H.-J.: Taschenbuch mathematischer Formeln, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 21. Auflage, 2007
[Mohr:Formeln] Mohr, R.: Mathematische Formeln für das Studium an Fachhochschulen, Carl Hanser Verlag, München, 2011
Anwendungen
[Hering-Martin] Hering, E., Martin, R., Stohrer, M.: Physik für Ingenieure, Springer Verlag, 10. Auflage, 2007
[Hoschek] Hoschek, J., Lasser, D.: Grundlagen der Geometrischen Datenverarbeitung, Teubner, Stuttgart, 2. Auflage, 1992
[Küpfmüller] Küpfmüller, K., Mathis, W., Reibiger, A.: Theoretische Elektrotechnik, Springer Verlag, 18. Auflage, 2008
[Sedgewick] Sedgewick, R.: Algorithmen in C++, Addison-Wesley, München, 1992
Geschichte
[Martin] Martin, R.: Gestatten Sie, dass ich vorstelle . . . , Hochschule Esslingen, 2009
[MacTutor] O’Connor, J. J., Robertson, E. F.: The MacTutor History of Mathematics Archive, www-history.mcs.st-and.ac.uk, 2010
[Wikipedia] Wikipedia, www.wikipedia.org, 2010
665
Sachwortverzeichnis
Symbole
∏ 27 ∑ 27 e 217 i 426 π 34 ∞ 18
A
Abbildung, kreistreue 451 winkeltreue 451
abgeschlossenes Intervall 23 abhängige Variable 155 Ableitung 246
logarithmische 262 partielle 394, 396
partielle höherer Ordnung 406 Richtungs- 400
vektorwertige 417 verallgemeinerte 562
abschnittsweise definierte Funktion 161 absolute Konvergenz 349
absoluter Fehler 285 Absolutglied 50 Abtastzeit 629 Achsensymmetrie 185
achsensymmetrische Funktion 185 Additionstheorem,
Kosinus 194 Kotangens 195 Sinus 194 Tangens 195
Ähnlichkeitsdi erenzialgleichung 467 Algorithmus von Gauß 55 allgemeine Kosinusfunktion 195 allgemeine Lösung 456 alternierende Folge 199 alternierende Reihe 348
Amplitude 195, 575 Amplitudenfrequenzgang 498 f.
Amplitudenmodulation 579
Anfangswertproblem 458 antiparallel 74 Äquivalenz 12
Äquivalenzumformung 37, 52 Archimedische Spirale 365 Areakosinus Hyperbolicus 233 Areakotangens Hyperbolicus 233 Areasinus Hyperbolicus 233 Areatangens Hyperbolicus 233 Argument 428
Arkuskosinus 225 Arkuskotangens 228 Arkussinus 225 Arkustangens 228 Asymptote,
schiefe 213 senkrechte 209 waagrechte 213
asymptotisch stabiles DGL-System 513 asymptotische obere Schranke 203 asymptotische Stabilität 513 aufzählende Form 14 Ausgleichsfunktion 414 Ausgleichspolynom 410
äußere Funktion 166 AWP 458
B
Basisvektor 90 Bernstein-Polynom 380 beschränkte Folge 201 beschränkte Funktion 190 beschreibende Form 14 bestimmt divergente Folge 203 bestimmtes Integral 298 Betrag,
komplexe Zahl 427 Vektor 73
Zahl 25 Betragsspektrum 543
666 |
Sachwortverzeichnis |
Bézier-Kurve 380 bijektive Funktion 157 Bild 143
Bildbereich 628 Binomialkoe zient 31 Bisektionsverfahren 235 Bogenlänge,
Funktion 328 Kurve 378
Parametrisierung 379 Bogenmaß 34 Brennpunkt 368 .
C
Cauchy-Produkt 356 charakteristische Gleichung 146, 479 charakteristisches Polynom 146
D
Dämpfung 492 Dämpfungsgrad 498 Definitionslücke 156 Definitionsmenge 155, 387, 416 Determinante 130 f., 135 Dezimalzahl 19
DGL 455 Diagonalmatrix 119 Di erenzengleichung 634 Di erenzenmenge 15 Di erenzenquotient 246
Rückwärts- 280
Vorwärts- 280 zentraler 280
Di erenzial 249 totales 402
Di erenzialgleichung 455 allgemeine Lösung 456 explizite Form 458 Fundamentallösung 472 gewöhnliche 455 Gleichgewichtspunkt 461 homogene lineare 468 implizite Form 458 inhomogene lineare 468 lineare 468, 479
Lösung 456 Schwingungs- 492 separierbare 464
Di erenzialgleichung 455
Singularität 461
Störfunktion 468
Trajektorie 456 triviale Lösung 468
Variation der Konstanten 473 Di erenzialgleichungssystem 500
asymptotisch stabiles 513 instabiles 513
konstante Koe zienten 505 lineares 505
stabiles 513 Di erenzialquotient 247, 395 di erenzierbare Funktion 246, 397 dimensionslose Frequenz 498 dimensionsloser Frequenzgang,
Amplituden- 499 Phasen- 499
Dirac-Distribution 559
Diskriminante 39, 441 divergente Folge 200
divergentes uneigentliches Integral 323 Divergenz,
bestimmte 203 Folge 200 unbestimmte 203
uneigentliches Integral 323 Doppelwinkelformel,
Kosinus 194
Sinus 194
Drehstreckung 448 Dreieck 32
Hypotenuse 32 Kathete 32
Dreiecksmatrix 120 dyadisches Produkt 126
E
e-Funktion 218 Ebene 390
Normalenform 103 Phasen- 503 Tangential- 399 Zustands- 503
echt gebrochenrationale Funktion 178 Eigenfunktion 480
Eigenvektor 144
Eigenwert 144 Di erenzialgleichung 480
Sachwortverzeichnis |
667 |
Eindeutigkeit 36
Einheitsmatrix 119 Einheitssprungfunktion 557 Einheitsvektor 74 Einheitswurzel 437 einseitige Faltung 565 Element 15
Linien- 461 Eliminationsverfahren 55 Ellipse 367 f.
Brennpunkt 368
Halbachse 368
Entwicklungspunkt 350
Erregeramplitude 495 Erregerkreisfrequenz 495 erzwungene Schwingung 492 Euler-Formel 429 Euler-Polygonzugverfahren 517 Euler-Verfahren 517
Eulersche Identität 429 Eulersche Zahl 217 Existenz 36
explizite Folge 198 explizite Form 458 Exponentialform 429 Exponentialfunktion 215 Extremwert,
Maximum 407
Minimum 407
Extremwertaufgabe 286
F
Fakultät 30
Faltung 563 einseitige 565
Fehler,
absoluter 285 prozentualer 285 relativer 285
Fehlerquadrate 410 Fläche,
Ebene 390 Halbkugel 391
hyperbolisches Paraboloid 391 Kegel 398
Peaks 388 Rotationsparaboloid 397 Sombrero 392
Folge 198 alternierende 199 beschränkte 201
bestimmt divergente 203 divergente 200
explizite 198 konvergente 200 monoton fallende 201 monoton wachsende 201
nach oben beschränkte 201 nach unten beschränkte 201 rekursive 199
streng monoton fallende 201 streng monoton wachsende 201 unbestimmt divergente 203 Vorwärtsdi erenz 633
Folgenglied 198 Form,
aufzählende 14 beschreibende 14 explizite 458 implizite 458
Fourier-Koe zient, komplexer 540 reeller 533
Fourier-Reihe 533 Betragsspektrum 543 komplexe 540 Phasenspektrum 543
Fourier-Transformation 568 Frequenzbereich 568 inverse 582 Zeitbereich 568
Fourier-Transformierte 568 freie Schwingung 492 Frequenz 188
dimensionslose 498 Kreis- 492
Frequenzbereich 568 Frequenzgang,
Amplituden- 498 Phasen- 498
Fundamentallösung 472, 476 Fundamentallösungsvektoren 506 Fundamentalsystem 476
Funktion,
√
x 224
A cos(ωt + ϕ) 195 ax 215
668 |
Sachwortverzeichnis |
Funktion,
arccos x 225 arccot x 228 arcosh x 233 arcoth x 233 arcsin x 225 arctan x 228 arsinh x 233 artanh x 233 cos x 192 cosh x 220 cot x 192
coth x 221 ex 218
ln x 230 loga x 230
σ(t) 557 sin x 192 sinc x 266 sinh x 219 tan x 192
tanh x 221 xn 168
Ableitung 246 abschnittsweise definierte 161 achsensymmetrische 185 allgemeine Kosinus- 195 Areakosinus Hyperbolicus 233
Areakotangens Hyperbolicus 233 Areasinus Hyperbolicus 233 Areatangens Hyperbolicus 233 arithmetisches Mittel 304 Arkuskosinus 225 Arkuskotangens 228
Arkussinus 225 Arkustangens 228 äußere 166 beschränkte 190 bijektive 157 Bogenlänge 328 Definitionslücke 156
Definitionsmenge 155, 387 di erenzierbare 246, 397 echt gebrochenrationale 178 Eigen- 480
Einheitssprung 557
Exponential- 215 ganzrationale 169 gebrochenrationale 176
Funktion, gerade 184
globales Maximum 278 globales Minimum 278 Gradient 400 Heaviside- 557 Hochpunkt 273 injektive 157
innere 166 inverse 223
komplexwertige 443 Kosinus 192
Kosinus Hyperbolicus 220 Kotangens 192
Kotangens Hyperbolicus 221 lineare Ausgleichs- 414 Logarithmus- 230
lokales Maximum 273 lokales Minimum 273
mit mehreren Variablen 387 mit zwei Variablen 387 Mittelwert 304
monoton fallende 189 monoton wachsende 189 nach oben beschränkte 190 nach unten beschränkte 190 natürliche Exponential- 218 natürliche Logarithmus- 230
partielle Ableitung 394, 396, 406 partielle Ableitungs- 396 periodische 188
Potenz- 168 punktsymmetrische 185 quadratisches Mittel 304 reelle 155
Sattelpunkt 277 Sinus 192
Sinus Hyperbolicus 219 Skalierung in x-Richtung 165 Skalierung in y-Richtung 165 Spektral- 568
Spiegelung an der x-Achse 165 stetige 206, 393
streng monoton fallende 189 streng monoton wachsende 189 surjektive 157
Tangens 192
Tangens Hyperbolicus 221 Taylor-Polynom 351
Sachwortverzeichnis |
669 |
Funktion, Taylor-Reihe 352 Tiefpunkt 273 Translation 164 Treppen- 629
Übertragungs- 595 Umkehr- 223 umkehrbare 222
unecht gebrochenrationale 178 ungerade 185
vektorwertige 416 Wendepunkt 277 Wertemenge 155, 387 Wurzel- 224
Ziel- 286 zusammengesetzte 166
Funktionsgrenzwert 205, 393 Funktionsschar 163
G
ganze Zahl 18 ganzrationale Funktion 169 Gauß-Algorithmus 55 Gauß-Seidel-Iteration 68 Gaußsche Zahlenebene 427
Gaußsches Eliminationsverfahren 55 gebrochenrationale Funktion 176 Gegenvektor 75
gerade Funktion 184
gewöhnliche Di erenzialgleichung 455 Gibbssches Phänomen 538 Gleichanteil 530
Gleichgewichtspunkt 461 Gleichheit,
komplexe Zahlen 431 Matrizen 122 Vektoren 74
Zahlen 22 Gleichung,
Äquivalenzumformung 37 charakteristische 146, 479 Diskriminante 39
lineare 37 Normalen- 412, 414 Potenz- 38 quadratische 39
Gleichungssystem, Absolutglied 50 homogenes 63
Gleichungssystem, inhomogenes 63 Koe zient 50 lineares 50 überbestimmtes 62 unterbestimmtes 61
größer 22
größer oder gleich 23 Gradient 400 Gradientenverfahren 420 Graph 158 Grenzstabilität 514 Grenzwert 200, 393
Folge 200 Funktion 205, 393 linksseitiger 205 rechtsseitiger 205 uneigentlicher 203
Grundschwingung 537
H
Halbachse 368
Halbkugel 391 halbo enes Intervall 23 f. Harmonische 537
harmonische Schwingung 444 Heaviside-Funktion 557 hebbare Unstetigkeitsstelle 208 Hesse-Matrix 407
Hessesche Normalenform 103 Hochpunkt 273
Höhenlinie 390
homogene lineare DGL 468 homogenes Gleichungssystem 63 Hyperbel 367, 369 Hyperbolisches Paraboloid 391 Hypotenuse 32
I
Im 426
imaginäre Achse 427 imaginäre Einheit 426 Imaginärteil 426 Implikation 12 implizite Form 458 Impulsantwort 595
inhomogene lineare DGL 468 inhomogenes Gleichungssystem 63
670 |
Sachwortverzeichnis |
injektive Funktion 157 innere Funktion 166
instabiles Di erenzialgleichungssystem 513 Instabilität 513
Integral 295 bestimmtes 298 unbestimmtes 301 uneigentliches 322
Integralsymbol 295 Integrand 295 Integration 301 Interpolation 237 Intervall 23
abgeschlossenes 23 halbo enes 23 o enes 23 unendliches 24
unendliches, halbo enes 24 unendliches, o enes 24
inverse Fourier-Transformation 582 inverse Funktion 223
inverse Matrix 139 Inversion 449 invertierbare Matrix 139 irrationale Zahl 21
J
Jacobi-Iteration 67
Jacobi-Matrix 417
K
kartesische Form 427
kartesisches Koordinatensystem 98 Katenoide 220
Kathete 32
Kegel 398 Kegelschnitt 367 Kern 143 Kettenlinie 220 kleiner 22
kleiner oder gleich 23 Klothoide 383 Koe zient 50
Binomial- 31 konstanter 479, 505
Koe zientenvergleich 170 Komplement 16
komplexe Fourier-Reihe 540
komplexe Zahl 426 Argument 428 Betrag 427 Einheitswurzel 437 Exponentialform 429
Gaußsche Zahlenebene 427 Gleichheit 431
imaginäre Achse 427 imaginäre Einheit 426 Imaginärteil 426 kartesische Form 427 konjugiert 430 Ortskurve 443 Polarform 428 Polarkoordinaten 428 Realteil 426
reelle Achse 427 Wurzel 437
komplexer Fourier-Koe zient 540 komplexwertige Funktion 443 Komponente 90 Komponentenzerlegung 88 f. Komposition 166
konjugiert komplexe Zahl 430 Kontrollpunkt 380 Konturlinie 390
konvergente Folge 200
konvergentes uneigentliches Integral 323 Konvergenz 347
absolute 349 Folge 200
uneigentliches Integral 323 Konvergenzradius 350 Koordinate 90, 98 Koordinatensystem 98
Korrespondenzsymbol 568, 582, 602, 628 Kosinus 192
Additionstheorem 194 amplitudenmodulierter 579 Doppelwinkelformel 194
Kosinus Hyperbolicus 220 Kosinus-Fourier-Transformation 571 Kotangens 192
Additionstheorem 195 Kotangens Hyperbolicus 221 Kreis 367
Mittelpunkt 367 Radius 367
Kreisfrequenz 195, 492
Sachwortverzeichnis |
671 |
kreistreue Abbildung 451 Kreiszylinder 329 Kreuzprodukt 83 Krümmung 375 f. Krümmungskreis 376 Krümmungskreisradius 376 Kurve,
Archimedische Spirale 365 Bogenlänge 378 Bogenlängenparametrisierung 379 Ellipse 367 f.
Hyperbel 367, 369
Kegelschnitt 367 Klothoide 383 Kreis 367 Krümmung 375 f.
Krümmungskreis 376 Krümmungskreisradius 376 Parabel 367, 370 Parameterdarstellung 363 Phasen- 503 Polarkoordinaten 365 Schraubenlinie 366 singulärer Punkt 374 Tangente 372 Tangentenvektor 372 Umkehrpunkt 374 Wurfparabel 381 Zustands- 503
Zykloide 382
L
Landau-Symbol 203 Länge 73
Laplace-Transformation 602 Korrespondenzsymbol 602 Spektralbereich 602 Zeitbereich 602
Leitlinie 370
linear abhängige Vektoren 87 linear unabhängige Vektoren 87 lineare Abbildung 143
Bild 143
Kern 143
Rang 143
lineare Ausgleichsfunktion 414 lineare Di erenzengleichung 634 lineare Di erenzialgleichung 468
mit konstanten Koe zienten 479
lineare Gleichung 37 lineare Interpolation 237
lineares Gleichungssystem 50 lineares zeitinvariantes System 594 Linearfaktor 173
Linienelement 461 linksseitiger Grenzwert 205 logarithmisches Ableiten 262
logarithmisches Di erenzieren 262 Logarithmusfunktion 230 logisches Oder 12
logisches Und 12 lokales Maximum 407 lokales Minimum 407 Lösung,
allgemeine 456 Di erenzialgleichung 456 Eindeutigkeit 36 Existenz 36
Menge 36 partikuläre 460 spezielle 460
Lösungsmenge 36
M
Majorante 349 Mantelfläche 332
Rotationskörper 332 Matrix 117
Bild 143
charakteristische Gleichung 146 Determinante 130 f., 135 Diagonal- 119
Dreiecks- 120 dyadisches Produkt 126 Eigenvektor 144 Eigenwert 144 Einheits- 119 Gleichheit 122
Hesse- 407 inverse 139 invertierbare 139 Jacobi- 417 Kern 143
Multiplikation 124 f. Null- 119
Produkt 124 f. quadratische 118 Rang 143
672 |
Sachwortverzeichnis |
Matrix 117 reguläre 139 singuläre 139
Spaltenvektor 118 symmetrische 121 transponierte 121 Vandermondesche 411 Zeilenvektor 118
Matrixmultiplikation 124 f. Matrixprodukt 124 f.
dyadisches 126 Maximum,
globales 278 lokales 273, 407
mehrdimensionales Newton-Verfahren 418 Menge,
Definitions- 155, 387, 416 Di erenz- 15
Element 15 ganze Zahlen 18
irrationale Zahlen 21 Komplement 16 komplexe Zahlen 426 leere 15
Lösungs- 36 natürliche Zahlen 17 rationale Zahlen 19 reelle Zahlen 21 Schnitt- 15
Teil- 15 Vereinigungs- 15 Werte- 155, 387, 416
Methode,
der kleinsten Fehlerquadrate 410 Potenz- 149
Minimum, globales 278
lokales 273, 407 Minorante 349 Mittel,
arithmetisches 304 quadratisches 304
Mittelpunkt 367 Mittelwert 304, 530 Mittelwertsatz,
Di erenzialrechnung 253 Integralrechnung 305 Satz von Rolle 254
Möbius-Transformation 450
Moment 339
monoton fallende Folge 201 monoton fallende Funktion 189 monoton wachsende Folge 201 monoton wachsende Funktion 189 Monotonie,
Folge 201 Funktion 189
N
Nahtstelle 161
natürliche Exponentialfunktion 218 natürliche Logarithmusfunktion 230 natürliche Zahl 17
Negation 12 Neigungswinkel 269 Newton-Iteration 282 Newton-Verfahren 282 Niveaulinie 390 Normalenform 103
Normalengleichungen 412, 414 Nullmatrix 119
Nullstelle 157 p-fache 174 doppelte 174 mehrfache 174 Vielfachheit 174
Nullvektor 74
O
obere Dreiecksmatrix 120 Oberschwingung 537 Obersumme 296
o enes Intervall 23 f. Ordnung,
Di erenzengleichung 634
Di erenzialgleichung 457 Di erenzialgleichungssystem 505 lineare Di erenzialgleichung 468
Orthogonaltrajektorie 462 Ortskurve 443 Ortsvektor 98
P
Parabel 367, 370 Brennpunkt 370 Leitlinie 370
parallele Vektoren 74
Sachwortverzeichnis |
673 |
Parallelepiped 86 Parameterdarstellung 363
Parametrisierung nach der Bogenlänge 379 Partialsumme 347
partielle Ableitung 394, 396 höherer Ordnung 406
partielle Ableitungsfunktion 396 partikuläre Lösung 460
Peaks 388
Periode 188
periodische Funktion 188 Frequenz f 188 Gleichanteil 530 Mittelwert m 530 Schwingungsdauer T 188
periodischer Prototyp 591 Periodizität 188
Phase 575 Phasenebene 503
Phasenfrequenzgang 498 f. Phasenkurve 503 Phasenspektrum 543 Phasenverschiebung 195 Phasenwinkel 195
Pi 34
Pol 209 Polarform 428
Polarkoordinaten 365, 428 Polstelle 209
Polygonzugverfahren von Euler 517 Polynom 169
charakteristisches 146 Koe zientenvergleich 170 Linearfaktor 173 trigonometrisches 532
Polynomdivision 171 Potenz 28 Potenzfunktion 168 Potenzgleichung 38 Potenzmethode 149 Potenzreihe 350
Konvergenzradius 350
Taylor-Restglied 352 Problem,
Anfangswert- 458 Randwert- 459
Produkt, Cauchy- 356
komplexe Zahlen 433
Produkt,
Kreuz- 83, 95
Matrizen 124
Skalar- 79, 93
Spat- 86, 96
Vektor- 83, 95 Zahlen 27
Produktzeichen 27 Projektion 82 Prototyp 591 prozentualer Fehler 285 Punkt,
Gleichgewichts- 461 singulärer 374 Umkehr- 374
Punktsymmetrie 185 punktsymmetrische Funktion 185
Q
quadratische Gleichung 39 quadratische Matrix 118 Quotientenkriterium 349
R
Re 426 Radius 367
Randwertproblem 459 Rang 143
rationale Zahl 19 Realteil 426 Rechte-Hand-Regel 83 Rechteckimpuls 558
rechtsseitiger Grenzwert 205 Rechtssystem 83
reelle Achse 427 reelle Funktion 155 reelle Zahl 21
reeller Fourier-Koe zient 533 reguläre Matrix 139
Reihe,
alternierende 348 Entwicklungspunkt 350 Fourier- 533 Konvergenz 347 Majorante 349 Minorante 349 Partialsumme 347 Potenz- 350
674 |
Sachwortverzeichnis |
Reihe,
Quotientenkriterium 349 Wurzelkriterium 349
rekursive Folge 199 relativer Fehler 285 Richtung 73 Richtungsableitung 400 Richtungsfeld 461
Gleichgewichtspunkt 461 Singularität 461
Richtungskosinus 94
Richtungswinkel 94 Romberg-Verfahren 336 Rotation 448 Rotationskörper,
Mantelfläche 332 Volumen 330 f.
Rotationsparaboloid 397 Rückwärtsdi erenzenquotient 280 RWP 459
S
sinc -Funktion 266 Sattelpunkt 277 Satz von Euler 429 Satz von Fourier 534 Satz von Rolle 254
Satz von Schwarz 406 Schar 163
Schaubild 158 Schnittmenge 15 Schnittwinkel 270 Schranke 203 Schraubenlinie 366 Schwingung,
Dämpfungsgrad 498 dimensionslose Frequenz 498 Erregeramplitude 495 Erregerkreisfrequenz 495 erzwungene 492
freie 492
harmonisch angeregte 495 harmonische 444 überkritische 497 unterkritische 497 Verstärkungsfaktor 498
Schwingungsdauer 188 Schwingungsdi erenzialgleichung 492 Sekante 246
Sekantenverfahren 284 senkrechte Asymptote 209 senkrechter Kreiszylinder 329
separierbare Di erenzialgleichung 464 Signum 27
singuläre Matrix 139 singulärer Punkt 374 Singularität 461 Sinus 192
Additionstheorem 194
Doppelwinkelformel 194 Sinus Hyperbolicus 219 Sinus-Fourier-Transformation 571 Skalarprodukt 79, 125 Skalierung 448
x-Richtung 165 y-Richtung 165
Sombrero 392 Spaltenvektor 118 Spat 86 Spektralbereich 602 Spektralfunktion 568 Spektrum,
Betrags- 543
Phasen- 543 spezielle Lösung 460
Spiegelung an der x-Achse 165 Spirale 365
Sprungstelle 208
stabiles Di erenzialgleichungssystem 513 Stabilität 513
asymptotische 513 grenzwertige 514
Stammfunktion 301 statisches Moment 339 Stelle,
Naht- 161
Null- 157 Unstetigkeits- 208 f.
stetige Funktion 206, 393 Störfunktion 468, 505
streng monoton fallende Folge 201 streng monoton fallende Funktion 189 streng monoton wachsende Folge 201 streng monoton wachsende Funktion 189 Strenge Monotonie,
Folge 201 Funktion 189
Sachwortverzeichnis |
675 |
Summe,
komplexe Zahlen 432 Matrizen 122 Vektoren 75, 91 Zahlen 27
Summenzeichen 27 surjektive Funktion 157 symmetrische Matrix 121 System,
Di erenzialgleichungs- 500 gewöhnliche DGL 500 lineares Gleichungs- 50
T
Tangens 192 Additionstheorem 195
Tangens Hyperbolicus 221 Tangente 247, 372 Tangentenvektor 372 Tangentialebene 399 Taylor-Polynom 351 Taylor-Reihe 352 Taylor-Restglied 352 Teilmenge 15
Tiefpunkt 273
totales Di erenzial 402 Trajektorie 456, 503 Transformation,
z- 628 Fourier- 568
inverse Fourier- 582 Laplace- 602 Möbius- 450
Translation 164, 448 transponierte Matrix 121 Trapez 334 Treppenfunktion 629
trigonometrisches Polynom 532 triviale Lösung 65, 468
U
überbestimmtes Gleichungssystem 62 überkritische Schwingung 497 Übertragungsfunktion 595 umkehrbare Funktion 222 Umkehrfunktion 223
Umkehrpunkt 374 unabhängige Variable 155
unbestimmt divergente Folge 203 unbestimmtes Integral 301
unecht gebrochenrationale Funktion 178 uneigentlicher Grenzwert 203 uneigentliches Integral 322
divergentes 323 konvergentes 323
unendliches Intervall 24 Unendlichkeit 18 ungerade Funktion 185 Unstetigkeitsstelle,
1.Art 208
2.Art 209 hebbare 208
unterbestimmtes Gleichungssystem 61 untere Dreiecksmatrix 120 unterkritische Schwingung 497 Untersumme 296
Ursprung 98
V
Vandermondesche Matrix 411 Variable,
abhängige 155 unabhängige 155
Variation der Konstanten 473 Vektor 73
antiparallel 74 Basis- 90 Betrag 73 Einheits- 74 Gegen- 75 Gleichheit 74 Komponente 90
Komponentenzerlegung 88 f. Koordinate 90 Kreuzprodukt 83
Länge 73
linear abhängig 87 linear unabhängig 87 Null- 74
Orts- 98 parallel 74
Parallelepiped 86 Projektion 82 Rechte-Hand-Regel 83 Rechtssystem 83 Richtung 73 Richtungskosinus 94
676 |
Sachwortverzeichnis |
Vektor 73 Richtungswinkel 94 Skalarprodukt 79 Spalten- 118
Spat 86 Vektorprodukt 83 Verbindungs- 98 Zeilen- 118
Vektoriteration 149
Vektorprodukt 83 vektorwertige Funktion 416
Definitionsmenge 416 Wertemenge 416
verallgemeinerte Ableitung 562 Verbindungsvektor 98 Vereinigungsmenge 15 Verfahren,
Bisektions- 235 Euler- 517 Gauß-Seidel- 68 Gradienten- 420 Jacobi- 67
mehrdimensionales Newton- 418 Newton- 282
Potenzmethode 149 Romberg- 336 Sekanten- 284
Verstärkungsfaktor 498 Vielfachheit einer Nullstelle 174 Volumen,
Rotationskörper 330 f. Spat 86
Vorwärtsdi erenz 633 Vorwärtsdi erenzenquotient 280 Vorzeichen 27 Vorzeichenwechsel 209
W
waagrechte Asymptote 213 Wendepunkt 277 Wertemenge 155, 387, 416 Winkel,
Neigungs- 269
Schnitt- 270 winkeltreue Abbildung 451 Wurfparabel 381
Wurzel 30, 437 Wurzelfunktion 224
Wurzelkriterium 349
Z
z-Transformation 628 Bildbereich 628 Korrespondenzsymbol 628 Zeitbereich 628
Zahl,
e 217 i 426 π 34
Betrag 25
Dezimal- 19
Eulersche 217
Fakultät 30 ganze 18 Gleichheit 22 größer 22
größer oder gleich 23 irrationale 21
kleiner 22
kleiner oder gleich 23 komplexe 426 natürliche 17
Potenz 28 rationale 19 reelle 21 Signum 27 Vorzeichen 27 Wurzel 30
Zahlenfolge 198 Zeiger 446 Zeigerdarstellung 446 Zeilenvektor 118
Zeitbereich 568, 602, 628 zentraler Di erenzenquotient 280 Zielfunktion 286 zusammengesetzte Funktion 166 Zustandsebene 503 Zustandsgröße 502 Zustandskurve 503 Zustandsvariable 502
Zykloide 382
Zylinder 329
Koch · Stämpfle
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