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Autoren:
Verlag:
Teubner B.G. Weitere Titel dieses Verlages anzeigen
Inhalt
1 | Grundlagen | |
1.1 | Aussagenlogik und Beweisverfahren. | 13 |
1.1.1 | Ausdruck. Aussage. Definition. Axiom. | 13 |
1.1.2 | Aussagenverknüpfung. | 16 |
1.1.3 | Aussagenlogische Ausdrücke und Gesetze. | 20 |
1.1.4 | Mathematische Beweisverfahren. | 23 |
1.1.5 | Aufgaben zu Abschnitt 1.1. | 28 |
1.2 | Zahlen und Zahlensysteme. | 29 |
1.2.1 | Einteilung der Zahlen. | 29 |
1.2.2 | Zahlensysteme. | 34 |
1.2.3 | Aufgaben zu Abschnitt 1.2. | 36 |
2 | Abbildungen. Funktionen | |
2.1 | Abbildungen. | 37 |
2.1.1 | Aufgaben zu Abschnitt 2.1. | 39 |
2.2 | Gleichungen. Ungleichungen. | 40 |
2.2.1 | Gleichungen. | 40 |
2.2.2 | Ordnungsrelationen. Ungleichungen. | 41 |
2.2.3 | Signum. Betrag. | 42 |
2.2.4 | Rechnen mit Ungleichungen. | 44 |
2.2.5 | Aufgaben zu Abschnitt 2.2. | 47 |
2.3 | Folgen. Stetigkeit. | 48 |
2.3.1 | Zahlenfolgen. | 48 |
2.3.2 | Rechnen mit Grenzwerten. | 54 |
2.3.3 | Stetigkeit. | 56 |
2.3.4 | Aufgaben zu Abschnitt 2.3. | 59 |
2.4 | Darstellung von Funktionen. | 60 |
2.4.1 | Funktionsgleichung. | 61 |
2.4.2 | Funktionstafel. | 64 |
2.4.3 | Funktionsdiagramm. | 67 |
2.4.4 | Aufgaben zu Abschnitt 2.4. | 71 |
2.5 | Weitere Grundbegriffe der Funktionslehre. | 72 |
2.5.1 | Aufgelöste Form. Umkehrfunktion. | 72 |
2.5.2 | Koordinatentransformation. | 74 |
2.5.3 | Charakteristische Eigenschaften von Funktionen. | 79 |
2.5.4 | Aufgaben zu Abschnitt 2.5. | 83 |
3 | Spezielle Funktionen | |
3.1 | Ganze rationale Funktionen. | 84 |
3.1.1 | Lineare Funktion. | 85 |
3.1.2 | Quadratische Funktion. | 87 |
3.1.3 | Ganze rationale Funktionen dritten und höheren Grades. | 90 |
3.1.4 | Aufgaben zu Abschnitt 3.1. | 97 |
3.2 | Gebrochene rationale Funktionen. | 99 |
3.2.1 | Aufgaben zu Abschnitt 3.2. | 102 |
3.3 | Algebraische Funktionen. | 103 |
3.3.1 | Potenzfunktion. | 104 |
3.3.2 | Allgemeine Gleichung 2. Grades. Kegelschnitte. | 106 |
3.3.3 | Aufgaben zu Abschnitt 3.3. | 115 |
3.4 | Trigonometrische Funktionen. | 117 |
3.4.1 | Definitionen. Periodizität. Graph. | 117 |
3.4.2 | Beziehungen zwischen den Winkelfunktionen. | 121 |
3.4.3 | Darstellung periodischer Vorgänge. | 125 |
3.4.4 | Arcusfunktionen. | 131 |
3.4.5 | Nullstellen. Goniometrische Gleichungen. | 134 |
3.4.6 | Aufgaben zu Abschnitt 3.4. | 137 |
3.5 | Exponential- und Logarithmusfunktionen. | 139 |
3.5.1 | Exponentialfunktion. | 139 |
3.5.2 | Logarithmusfunktion. | 141 |
3.5.3 | Logarithmische Funktionspapiere. | 144 |
3.5.4 | Hyperbelfunktionen. | 147 |
3.5.5 | Areafunktionen. | 151 |
3.5.6 | Aufgaben zu Abschnitt 3.5. | 153 |
3.6 | Funktionen von zwei unabhängigen Variablen. | 153 |
3.6.1 | Funktionsgleichungen. | 154 |
3.6.2 | Funktionstafeln. | 154 |
3.6.3 | Geometrische Darstellungen. | 155 |
3.6.4 | Aufgaben zu Abschnitt 3.6. | 159 |
4 | Lineare Algebra | |
4.1 | Determinanten. | 160 |
4.1.1 | Grundbegriffe. Entwicklungssatz. | 160 |
4.1.2 | Aufgaben zu Abschnitt 4.1. | 164 |
4.2 | Vektoren. | 165 |
4.2.1 | Grundbegriffe und Definitionen. | 165 |
4.2.2 | Komponenten. Koordinaten. Richtungswinkel. | 167 |
4.2.3 | Rechenregeln. | 170 |
4.2.4 | Lineare Abhängigkeit. | 178 |
4.2.5 | Aufgaben zu Abschnitt 4.2. | 179 |
4.3 | Matrizen. | 181 |
4.3.1 | Grundbegriffe. Definitionen. | 181 |
4.3.2 | Rechenregeln. | 186 |
4.3.3 | Anwendung in der Strukturmechanik. | 191 |
4.3.4 | Aufgaben zu Abschnitt 4.3. | 198 |
4.4 | Lineare Gleichungssysteme. | 199 |
4.4.1 | Eliminationsverfahren von Gauß. | 200 |
4.4.2 | Verketteter Gauß-Algorithmus. | 202 |
4.4.3 | Austauschverfahren. | 207 |
4.4.4 | Homogene und abhängige inhomogene Systeme. | 213 |
4.4.5 | Iterationsverfahren. | 217 |
4.4.6 | Kondition. | 219 |
4.4.7 | Aufgaben zu Abschnitt 4.4. | 221 |
4.5 | Grundlagen der Computergraphik. | 223 |
4.5.1 | Punkte und Geraden in der Ebene. | 223 |
4.5.2 | Kollineare Abbildung im Raum. | 232 |
4.5.3 | Aufgaben zu Abschnitt 4.5. | 242 |
5 | Differentialrechnung | |
5.1 | Einführung. | 244 |
5.1.1 | Grundbegriffe. | 244 |
5.1.2 | 1. Ableitung. Differentialquotient. | 248 |
5.1.3 | Ableitungen höherer Ordnung. | 250 |
5.1.4 | Mittelwertsatz der Differentialrechnung. | 252 |
5.1.5 | Aufgaben zu Abschnitt 5.1. | 254 |
5.2 | Rechenregeln der Differentialrechnung. | 255 |
5.2.1 | Grundregeln. | 255 |
5.2.2 | Ableitung einiger Grundfunktionen. | 256 |
5.2.3 | Produkt- und Quotientenregel. | 258 |
5.2.4 | Kettenregel. | 260 |
5.2.5 | Funktionen in impliziter Form. | 263 |
5.2.6 | Differenzieren mit Hilfe der aufgelösten Form. | 266 |
5.2.7 | Unbestimmte Ausdrücke. | 270 |
5.2.8 | Aufgaben zu Abschnitt 5.2. | 272 |
5.3 | Anwendungen der Differentialrechnung. | 274 |
5.3.1 | Lösen von Bestimmungsgleichungen. | 274 |
5.3.2 | Schnittwinkel von Graphen. Tangente. Normale. | 281 |
5.3.3 | Kurvendiskussion. Extremwertaufgaben. | 289 |
5.3.4 | Interpolation mit kubischen Splinefunktionen. | 307 |
5.3.5 | Aufgaben zu Abschnitt 5.3. | 312 |
5.4 | Tafel der Ableitungen elementarer Funktionen. | 316 |
6 | Integralrechnung | |
6.1 | Bestimmtes Integral. | 317 |
6.1.1 | Flächenberechnung durch Grenzwertbildung. | 317 |
6.1.2 | Grundregeln des Integrierens. | 319 |
6.1.3 | Integration der Potenzfunktion. | 324 |
6.1.4 | Mittelwertsatz der Integralrechnung. | 330 |
6.1.5 | Numerische Integration. | 332 |
6.1.6 | Aufgaben zu Abschnitt 6.1. | 337 |
6.2 | Unbestimmtes Integral. | 338 |
6.2.1 | Integralfunktion. | 338 |
6.2.2 | Stammfunktion. | 344 |
6.2.3 | Uneigentliche Integrale. | 348 |
6.2.4 | Aufgaben zu Abschnitt 6.2. | 350 |
6.3 | Rechenmethoden. | 351 |
6.3.1 | Produktintegration. | 351 |
6.3.2 | Substitution. | 354 |
6.3.3 | Partialbruchzerlegung. | 363 |
6.3.4 | Aufgaben zu Abschnitt 6.3. | 367 |
6.4 | Anwendungen. | 369 |
6.4.1 | Volumen. Momente. | 369 |
6.4.2 | Bogenlänge. Oberfläche. | 383 |
6.4.3 | Biegung. | 384 |
6.4.4 | Mittelwerte in der Elektrotechnik. | 389 |
6.4.5 | Aufgaben zu Abschnitt 6.4. | 391 |
6.5 | Integraltafel. | 393 |
7 | Reihen | |
7.1 | Endliche und unendliche Reihen. | 396 |
7.1.1 | Einführung. Begriff. | 396 |
7.1.2 | Unendliche geometrische Reihe. | 397 |
7.1.3 | Konvergenz von Reihen. | 398 |
7.1.4 | Aufgaben zu Abschnitt 7.1. | 400 |
7.2 | Taylor-Reihen. | 401 |
7.2.1 | Satz von Taylor. | 402 |
7.2.2 | Winkel- und Hyperbelfunktionen. | 405 |
7.2.3 | Exponentialfunktion und Logarithmus. | 411 |
7.2.4 | Binomische Reihe. | 414 |
7.2.5 | Aufgaben zu Abschnitt 7.2. | 416 |
7.3 | Fourier-Reihen. | 417 |
7.3.1 | Approximation durch trigonometrische Reihen. | 418 |
7.3.2 | Spezialfälle und Beispiele. | 422 |
7.3.3 | Numerische Fourier-Analyse. | 427 |
7.3.4 | Fourierintegral. | 430 |
7.3.5 | Aufgaben zu Abschnitt 7.3. | 434 |
8 | Differentialgeometrie | |
8.1 | Parameterform. | 436 |
8.1.1 | Differenzieren. | 436 |
8.1.2 | Integrieren. | 438 |
8.1.3 | Anwendung in der Technik. | 441 |
8.1.4 | Aufgaben zu Abschnitt 8.1. | 443 |
8.2 | Polarkoordinaten. | 444 |
8.2.1 | Differenzieren. | 444 |
8.2.2 | Integrieren. | 446 |
8.2.3 | Polarkoordinaten in Parameterform. | 448 |
8.2.4 | Aufgaben zu Abschnitt 8.2. | 451 |
8.3 | Krümmung. Evolvente. | 452 |
8.3.1 | Krümmung. Krümmungsradius. | 452 |
8.3.2 | Evolute. Evolvente. | 456 |
8.3.3 | Aufgaben zu Abschnitt 8.3. | 460 |
9 | Funktionen mehrerer Variablen | |
9.1 | Grundbegriffe. | 461 |
9.1.1 | Rn-Raum. | 461 |
9.1.2 | Funktion. Grenzwert. Stetigkeit. | 462 |
9.2 | Differenzieren. | 464 |
9.2.1 | Partielle Ableitungen. | 464 |
9.2.2 | Taylor-Formel. Totales Differential. Funktionen in impliziter Form. | 470 |
9.2.3 | Differenzieren eines Integrals nach einem Parameter. | 475 |
9.2.4 | Aufgaben zu Abschnitt 9.2. | 476 |
9.3 | Integrieren. | 477 |
9.3.1 | Bestimmtes Integral. | 477 |
9.3.2 | Unbestimmtes Integral. | 480 |
9.3.3 | Aufgaben zu Abschnitt 9.3. | 483 |
9.4 | Fehler- und Ausgleichungsrechnung. | 483 |
9.4.1 | Fehler und Mittelwert. | 483 |
9.4.2 | Fehlerfortpflanzung. | 485 |
9.4.3 | Ausgleichungsrechnung. | 488 |
9.4.4 | Aufgaben zu Abschnitt 9.4. | 493 |
10 | Vektoranalysis | |
10.1 | Vektorfunktionen. | 496 |
10.1.1 | Differenzieren und Integrieren in geradlinig-rechtwinkligen Koordinaten. | 496 |
10.1.2 | Ableitung in natürlichen Koordinaten. | 502 |
10.1.3 | Aufgaben zu Abschnitt 10.1. | 506 |
10.2 | Skalare und vektorielle Felder. | 507 |
10.2.1 | Skalares Feld. Gradient. | 507 |
10.2.2 | Vektorielles Feld. Divergenz. Rotation. | 508 |
10.2.3 | Linienintegral. | 512 |
10.2.4 | Aufgaben zu Abschnitt 10.2. | 516 |
11 | Komplexe Zahlen und Funktionen | |
11.1 | Grundbegriffe. | 517 |
11.2 | Komplexe Arithmetik. | 520 |
11.2.1 | Rechenoperationen in der Komponentenform. | 520 |
11.2.2 | Rechenoperationen in der Exponentialform. | 525 |
11.2.3 | Aufgaben zu Abschnitt 11.1 und 11.2. | 532 |
11.3 | Komplexe Funktionen einer reellen Veränderlichen. | 533 |
11.3.1 | Symbolische Methode in der Wechselstromtechnik. | 534 |
11.3.2 | Einfache Spezialfälle. Gerade. | 536 |
11.3.3 | Inversion. Kreis. | 539 |
11.3.4 | Allgemeine Ortskurven. | 548 |
11.3.5 | Aufgaben zu Abschnitt 11.3. | 550 |
11.4 | Komplexe Funktionen einer komplexen Veränderlichen. | 551 |
11.4.1 | Grundbegriffe. | 551 |
11.4.2 | Winkel- und Hyperbelfunktionen mit komplexem Argument. | 552 |
11.4.3 | Konforme Abbildung. | 557 |
11.4.4 | Aufgaben zu Abschnitt 11.4. | 564 |
12 | Gewöhnliche Differentialgleichungen | |
12.1 | Analytische Lösungsmethoden. | 565 |
12.1.1 | Begriffe. Einteilung. | 565 |
12.1.2 | Aufstellen von Differentialgleichungen. | 567 |
12.1.3 | Trennung der Veränderlichen. | 570 |
12.1.4 | Lineare Differentialgleichungen. | 573 |
12.1.5 | Lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten. | 577 |
12.1.6 | Systeme von linearen Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten. | 583 |
12.1.7 | Aufgaben zu Abschnitt 12.1. | 592 |
12.2 | Anwendungen in der Technik. | 593 |
12.2.1 | Euler-Knickgleichung. | 593 |
12.2.2 | Schwingungen. | 596 |
12.2.3 | Scheibe unter Zentrifugalkräften. | 609 |
12.2.4 | Aufgaben zu Abschnitt 12.2. | 614 |
12.3 | Numerische Verfahren. | 616 |
12.3.1 | Anfangswertaufgaben. | 616 |
12.3.2 | Differenzenverfahren für Rand- und Eigenwertaufgaben. | 620 |
12.3.3 | Aufgaben zu Abschnitt 12.3. | 625 |
13 | Laplace-Transformation | |
13.1 | Grundbegriffe. | 627 |
13.1.1 | Aufgaben zu Abschnitt 13.1. | 631 |
13.2 | Rechenregeln. | 631 |
13.2.1 | Summe von Funktionen. Konstanten. | 631 |
13.2.2 | Transformationssätze. | 633 |
13.2.3 | Differenzieren und Integrieren im Zeitbereich. | 638 |
13.2.4 | Rücktransformation durch Partialbruchzerlegung. | 640 |
13.2.5 | Aufgaben zu Abschnitt 13.2. | 642 |
13.3 | Impulsfunktionen. | 642 |
13.3.1 | Impulse endlicher Dauer. | 643 |
13.3.2 | Der Einsimpuls. | 644 |
13.4 | Lösen von gewöhnlichen linearen Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten. | 645 |
13.4.1 | Einzelne Differentialgleichungen. | 645 |
13.4.2 | Systeme von linearen Differentialgleichungen. | 650 |
13.4.3 | Aufgaben zu Abschnitt 13.4. | 654 |
13.5 | Korrespondenzentafel. | 655 |
14 | Statistik | |
14.1 | Auswertung einer Stichprobe. | 657 |
14.1.1 | Häufigkeitsverteilung. Häufigkeitssumme. | 657 |
14.1.2 | Kennwerte der Stichprobe. | 660 |
14.1.3 | Aufgaben zu Abschnitt 14.1. | 663 |
14.2 | Wahrscheinlichkeitsrechnung. | 664 |
14.2.1 | Grundbegriffe und Definitionen. | 664 |
14.2.2 | Aufgaben zu Abschnitt 14.2. | 669 |
14.3 | Verteilungsfunktionen. | 670 |
14.3.1 | Grundbegriffe und Definitionen. | 670 |
14.3.2 | Wahrscheinlichkeitsverteilungen einer Variablen. | 676 |
14.3.3 | Wahrscheinlichkeitsverteilungen mehrerer Variablen. | 685 |
14.3.4 | Aufgaben zu Abschnitt 14.3. | 688 |
14.4 | Statistische Prüfverfahren. | 688 |
14.4.1 | Schätzen von Parametern der Grundgesamtheit. | 688 |
14.4.2 | Prüfen von Hypothesen. | 691 |
14.4.3 | Aufgaben zu Abschnitt 14.4. | 695 |
Anhang | |
Lösungen zu den Aufgaben. | 697 | |
Weiterführende Literatur. | 745 |
Sachverzeichnis. | 747 |
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