Elementare Numerik für Techniker: Datenanalyse und Modellbildung - Programmierung mit C und Grafikprogrammierung mit GNUPLOT

Mathematische Werkzeuge.- Vorbemerkung und Grundlegung.- Änderungsverhalten einer Funktion.- Parameterkurven im 2D und 3D.- Ebenen und Flächen im 3D.- Exponentialfunktion und die Zahl e.- Näherungsverfahren.- Wahrscheinlichkeitsrechnung.- Kurvenanpassung (fitting curves to data).- Physikalische Anwendung.- Bewegungsgleichungen numerisch gelöst.- Mathematische Modellbildung.- Wachstumsprozesse.- Teilchen im Kasten.- Random walk — Zufälliges Stolpern 1.- A drunk walks - Zufälliges Stolpern 2.

Jörg Birmelin ist Studienrat an der Technikerschule und am Technischen Gymnasium in Lahr für die Fächer Mathematik, Physik und angewandte Informatik.
Christian Hupfer ist promovierter Physiker und Studienassessor an Beruflichen Gymnasien in Rottweil für die Fächer Mathematik, Physik und angewandte Informatik.

Dieses praxisnahe Lehrbuch bietet eine intensive Einführung in elementare computerunterstützte Methoden der angewandten Mathematik und Datenkommunikation für Studierende der Technikerschulen und SchülerInnen der Berufsoberschulen und beruflichen Gymnasien.
Alle numerischen Berechnungen werden in der Programmiersprache C geschrieben, zur Datenvisualisierung wird GNUPLOT verwendet.
Über 80 Abbildungen mit meist vollständig abgedruckten Befehlsdateien sowie allen abgedruckten Quelldateien für die C-Programme ermöglichen es den Studierenden, sofort auch ohne tiefere Programmierkenntnisse einzusteigen.
Im Kapitel MATHEMATISCHE WERKZEUGE wird der klassische Schulstoff Differential- und Integralrechnung unter dem stock-flow-Gesichtspunkt numerisch behandelt. Daneben werden Parameterkurven im Raum sowie krumme Flächen vorgestellt. Least squares fitting, Monte Carlo Integration, Simulation von Zufallsexperimenten und numerische Behandlung von Differentialgleichungen führen an neuere wissenschaftliche Techniken heran. In den Teilen PHYSIKALISCHE ANWENDUNG und MATHEMATISCHE MODELLBILDUNG kommen die entwickelten Methoden vielfach zum Einsatz.
Umfangreiche Übungen (case studies) am Schluss des Buches ermöglichen dem Leser, die erlernten Werkzeuge auf komplexe Problemstellungen anzuwenden.

Datenanalyse, Datenvisualisierung und Modellbildung für Einsteiger