Mathematik für Physiker 2: Funktionentheorie - Dynamik - Mannigfaltigkeiten - Variationsrechnung: Springer-Lehrbuch
Autor Karl-Heinz Goldhorn, Hans-Peter Heinzde Limba Germană Paperback – 18 sep 2007
Die Auswahl des Stoffes deckt ein breites Spektrum mathematischer Konzepte und Methoden ab, die für die heutige Physik relevant sind. Im Gegenzug wird das bei vielen Dozenten und Buchautoren so beliebte Herumreiten auf angeblich erhellenden Einzelheiten überall dort vermieden, wo sie sich in der Praxis als nicht wirklich erhellend erwiesen haben. Gerade in dieser Hinsicht wurde das Skript im Laufe einer langjährigen Lehrerfahrung immer weiter optimiert. Die umfangreiche Sammlung von Übungsaufgaben liefert natürlich etliche Details nach, die in der Vorlesung vermißt werden könnten.
Die Anordnung des Materials folgt nicht so sehr einer mathematischen Systematik als vielmehr den kurrikularen Bedürfnissen des Physikstudiums. Das wirkt zwar oft etwas unkonventionell, vermeidet aber den verbreiteten Mißstand, daß wichtige mathematische Begriffe und Methoden von den Dozenten der Physik ad hoc eingeführt werden müssen, weil das betreffende Material im mathematischen Grundkurs erst viel später an der Reihe ist. Dabei werden auch Vorwärtszitate in Kauf genommen, und diese werden didaktisch nutzbringend eingesetzt, indem abstraktere und für die Studierenden schwer motivierbare theoretische Überlegungen zurückgestellt werden, bis sie schließlich als Lösung eines schon durch mehrfache Erfahrung vertrauten Problems in Erscheinung treten.
Die Präsentation und sprachliche Ausgestaltung folgt dem Prinzip, daß gute Didaktik nicht darin besteht, möglichst viele Worte zu machen, sondern durch wenige gut gewählte Worte erreicht wird, unterstützt durch geeignete Illustrationen und ein breites Angebot von sinnvollen Übungsaufgaben. Die meisten Behauptungen werden auch bewiesen oder hergeleitet, doch handelt es sich nur im Ausnahmefall um die detaillierte Ausführung eines mathematisch rigorosen Beweises.Zumeist ist es eine recht knappe Darstellung des prinzipiellen Gedankengangs, manchmal unterstützt durch Veranschaulichungen oder physikalische Motivationen. Die Beweisteile, die am ausführlichsten dargestellt sind, sind Rechengänge, wie sie auch für die Praxis des Physikers typisch sind. Manchmal wird ein leichter Spezialfall bewiesen und die dringend benötigte allgemeinere Version schlicht berichtet.
Hier und da werden exemplarisch auch mathematische Beweise in aller Strenge und Ausführlichkeit dargeboten, um die Studierenden mit der mathematischen Denk- und Ausdrucksweise zu konfrontieren und ihre Kritikfähigkeit bezüglich mathematischer Vertrauenswürdigkeit einer Argumentation zu schulen. Dies scheint mir in der Tat – zumindest für die begabteren Studierenden – ein wichtiger Aspekt zu sein, angesichts einer schier unübersehbaren Flut von Fachliteratur, bei der junge Wissenschaftler es oft als eine Herausforderung empfinden, zwischen vertrauenswürdigen und weniger vertrauenswürdigen Beiträgen zu unterscheiden. – Am anderen Ende des Spektrums finden sich ab und zu auch knappe Ergebnisberichte über tiefliegende Resultate, die den Rahmen der Vorlesung sprengen würden.
Die Aufgabensammlung enthält etwa zu 70 – 80 % Aufgaben, bei denen das Schwergewicht auf dem Einüben von Rechentechniken liegt. Theoretische Aufgaben, die helfen, Begriffe zu klären, Beweisschritte nachzutragen, logisches Argumentieren zu üben oder Ausblicke auf zusätzlichen Stoff zu geben, sind durchaus vertreten, aber nur zu 20 – 30 %.
Zu dem Skript gehört ein sorgfältig gestaltetes Glossar ("Kurzfassung"), das alle formalen Definitionen und Sätze enthält und als Nachschlagewerk zur Klausur- und Prüfungsvorbereitung an die Studierenden verkauft wurde.
Die Beweise und Beweisskizzen des Skripts enthalten häufig Argumentationen, die eigentlich mathematisch nicht haltbar sind. In vielen Fällen ist es möglich, sie durch korrekteBeweisschritte zu ersetzen, ohne den Text aufzublähen, und dies möchte ich selbstverständlich tun. Wo dies nicht möglich ist, möchte ich deutlich erklären, daß hier eine Beweislücke in Kauf genommen wird. Im Sinne der begrifflichen Klarheit und der Schulung der mathematischen Kritikfähigkeit erscheint es mir nämlich dringend geboten, dem Leser stets reinen Wein darüber einzuschenken, ob er es hier mit einem strengen Beweis, einer Beweisskizze oder einer bloßen Plausibilitätserklärung zu tun hat. Was als Beweis bezeichnet wird, kann ein knapp skizzierter Beweis sein, aber es darf kein fehlerhafter Beweis sein.
An manchen Stellen lassen sich Beweise noch verkürzen oder vereinfachen, manchmal unter Heranziehung neuerer Methoden im elementaren Kontext. Ich möchte der Sprachbarriere zwischen Mathematik und Physik entgegenwirken, indem ich überall dort, wo für ein und dieselbe Sache unterschiedliche Konventionen oder Terminologien benutzt werden, explizit auf diesen Umstand hinweise und die beiden Terminologien leichberechtigt nebeneinander stelle.
Din seria Springer-Lehrbuch
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Specificații
ISBN-13: 9783540722519
ISBN-10: 3540722513
Pagini: 376
Ilustrații: XII, 362 S. 24 Abb.
Dimensiuni: 155 x 235 x 14 mm
Greutate: 0.52 kg
Ediția:2007
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer
Seria Springer-Lehrbuch
Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany
ISBN-10: 3540722513
Pagini: 376
Ilustrații: XII, 362 S. 24 Abb.
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Editura: Springer Berlin, Heidelberg
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Public țintă
Upper undergraduateCuprins
Reihenentwicklungen und komplexe Analysis.- Holomorphe Funktionen.- Potenzreihen.- Laurent-Reihen und Residuensatz.- Differenzialgleichungen und Variationsrechnung.- Die Exponentialfunktion einer Matrix.- Allgemeine Theorie der gewöhnlichen Differenzialgleichungen.- Teilmannigfaltigkeiten des Euklid’schen Raumes.- Höherdimensionale Flächenintegrale.- Variationsrechnung.- Anwendungen auf die Mechanik.
Recenzii
Aus den Rezensionen:
"Wie schon im ersten Band dieses Lehrbuchs … wird hier ein knapper, handlicher Basistext mit einem vielfältigen Programm von interessanten und nützlichen Ergänzungen sowie einer reichhaltigen Sammlung von erprobten Übungsaufgaben kombiniert ..." (Olaf Ninnemann, in: Zentralblatt MATH, 2009, Vol. 1152)
"Wie schon im ersten Band dieses Lehrbuchs … wird hier ein knapper, handlicher Basistext mit einem vielfältigen Programm von interessanten und nützlichen Ergänzungen sowie einer reichhaltigen Sammlung von erprobten Übungsaufgaben kombiniert ..." (Olaf Ninnemann, in: Zentralblatt MATH, 2009, Vol. 1152)
Textul de pe ultima copertă
Wie schon im ersten Band dieses Lehrbuchs wird hier ein knapper, handlicher Basistext mit einem vielfältigen Programm von interessanten und nützlichen Ergänzungen sowie einer reichhaltigen Sammlung von erprobten Übungsaufgaben kombiniert. Dabei kommen folgende Themen zur Sprache: Holomorphe und meromorphe Funktionen, Potenzreihen, Taylorreihen, Laurentreihen und Residuenkalkül, Allgemeine Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen, Lineare und nichtlineare Dynamik, die klassischen Gruppen und ihre Lie-Algebren, Teilmannigfaltigkeiten des euklidischen Raums und Oberflächenintegrale in beliebiger Dimension, Elemente der Variationsrechnung und ihre Anwendung auf die klassische Mechanik.
Caracteristici
Wissen aus über 30 Jahren Lehrerfahrung Berücksichtigt die Terminologie von Mathematikern und Physikern Orientiert sich stark am Curriculum Wenige gut gewählte Worte, geeignete Illustrationen und sinnvolle Übungen Zahlreiche Aufgaben mit Lösungen Plus: sorgfältiges Glossar Includes supplementary material: sn.pub/extras