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Taschenbuch mathematischer Formeln für Ingenieurinnen und Naturwissenschaftlerinnen
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Taschenbuch mathematischer Formeln für Ingenieurinnen und Naturwissenschaftlerinnen
von: Hans-Jochen Bartsch
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2011
ISBN: 9783446430259
852 Seiten, Download: 8482 KB
 
Format:  PDF
geeignet für: Apple iPad, Android Tablet PC's Online-Lesen PC, MAC, Laptop

Typ: A (einfacher Zugriff)

 

 
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Inhaltsverzeichnis

  Vorwort 8  
  Inhaltsverzeichnis 10  
  1 Logik, Mengen, Zahlensysteme 24  
     1.1 Aussagenlogik 24  
        1.1.1 Allgemeines 24  
        1.1.2 Ein- und zweistellige BOOLEscheFunktionen 26  
        1.1.3 BOOLEsche Algebra 28  
        1.1.4 Normalformen 30  
     1.2 Prädikatenlogik 32  
     1.3 Mengen 33  
        1.3.1 Allgemeines 33  
        1.3.2 Mengenoperationen 36  
        1.3.3 Beziehungen, Gesetze, Rechenregeln 38  
        1.3.4 Relationen 39  
        1.3.5 Intervalle 41  
        1.3.6 Unscharfe Mengen 41  
     1.4 Zahlensysteme 43  
        1.4.1 Polyadische Zahlensysteme 43  
        1.4.2 Römisches Zahlensystem 48  
  2 Arithmetik 49  
     2.1 Menge der reellen Zahlen 49  
        2.1.1 Standard-Zahlenmengen 49  
        2.1.2 Grundoperationen an reellen Zahlen 51  
           2.1.2.1 Die vier Grundrechenarten 51  
           2.1.2.2 Proportionen, Verhältnisgleichungen 55  
           2.1.2.3 Prozentrechnung 56  
           2.1.2.4 Näherung 57  
           2.1.2.5 Fehlerrechnung 58  
           2.1.2.6 Betrag und Signum 59  
           2.1.2.7 Summen- und Produktzeichen 60  
        2.1.3 Potenzen und Wurzeln 62  
        2.1.4 Logarithmen 64  
        2.1.5 Fakultät und Binomialkoeffizient 66  
     2.2 Menge der komplexen Zahlen 69  
        2.2.1 Grundbegriffe 69  
        2.2.2 Darstellungsformen komplexer Zahlen 72  
        2.2.3 Grundrechenarten mit komplexen Zahlen 73  
        2.2.4 Potenzen und Wurzeln komplexer Zahlen 74  
        2.2.5 Natürliche Logarithmen komplexer Zahlen 76  
     2.3 Kombinatorik 77  
        2.3.1 Permutationen 77  
        2.3.2 Variationen 79  
        2.3.3 Kombinationen 80  
     2.4 Folgen 82  
        2.4.1 Allgemeines 82  
        2.4.2 Schranken, Grenzen, Grenzwert einer Folge 83  
        2.4.3 Arithmetische und geometrische Folgen 86  
        2.4.4 Finanzmathematik 89  
           2.4.4.1 Zinsrechnung 89  
           2.4.4.2 Zinseszinsrechnung 90  
           2.4.4.3 Rentenrechnung 91  
           2.4.4.4 Schuldentilgung, Annuität 92  
  3 Algebra (Gleichungen) 94  
     3.1 Allgemeines 94  
     3.2 Lineare algebraische Gleichungen 98  
        3.2.1 Lineare Gleichungen/Ungleichungen mit einer Variablen 98  
        3.2.2 Lineare Gleichungen/Ungleichungen mit mehreren Variablen 100  
     3.3 Nichtlineare Gleichungen 103  
        3.3.1 Nichtlineare algebraische Gleichungen 104  
           3.3.1.1 Quadratische Gleichungen/Ungleichungen mit einer Variablen 104  
           3.3.1.2 Quadratisches Gleichungssystem mit zwei Variablen 105  
           3.3.1.3 Kubische Gleichungen 107  
           3.3.1.4 Gleichungen 4. Grades 108  
           3.3.1.5 Symmetrische Gleichungen 109  
           3.3.1.6 Algebraische Gleichungen n-ten Grades 110  
           3.3.1.7 HORNER-Schema 111  
           3.3.1.8 Wurzelgleichungen mit einer Variablen 113  
        3.3.2 Transzendente Gleichungen 114  
           3.3.2.1 Exponentialgleichungen 114  
           3.3.2.2 Logarithmische Gleichungen 114  
           3.3.2.3 Goniometrische Gleichungen 115  
           3.3.2.4 Betragsgleichungen, Betragsungleichungen 116  
     3.4 Numerische Verfahren 117  
        3.4.1 Verfahren von MULLERfür Polynome 117  
        3.4.2 Fixpunktiteration 120  
        3.4.3 NEWTONsches (Tangenten-)Näherungsverfahren 122  
        3.4.4 Sekantenmethode (Regula falsi) 124  
        3.4.5 Einschlussverfahren 125  
     3.5 Nichtlineare Gleichungssysteme 127  
        3.5.1 Allgemeines 127  
        3.5.2 Iterationsverfahren 128  
        3.5.3 Quadratisch konvergentes NEWTON-Verfahren 129  
     3.6 Grafische Lösung von Gleichungen 130  
  4 Elementare (klassische) Geometrie 132  
     4.1 Planimetrie, ebene Trigonometrie 132  
        4.1.1 Winkel 132  
        4.1.2 Teilungen, Ähnlichkeit, Kongruenz, Symmetrie 134  
        4.1.3 Dreieck 137  
           4.1.3.1 Schiefwinkliges Dreieck 138  
           4.1.3.2 Gleichschenkliges und gleichseitiges Dreieck 143  
           4.1.3.3 Rechtwinkliges Dreieck 144  
        4.1.4 Vierecke 146  
           4.1.4.1 Trapez 146  
           4.1.4.2 Parallelogramme 147  
           4.1.4.3 Unregelmäßige Vierecke mit Umkreis bzw. Inkreis 148  
        4.1.5 Vielecke (Polygone) 149  
           4.1.5.1 Ebene sternförmige n-Ecke 149  
           4.1.5.2 Regelmäßige (reguläre) Vielecke 149  
           4.1.5.3 Einige bestimmte regelmäßige Vielecke 150  
           4.1.5.4 Konstruktion der einfachen regelmäßigen Vielecke 151  
        4.1.6 Der Kreis 152  
           4.1.6.1 Sätze zum Kreis 152  
           4.1.6.2 Kreisberechnungen 153  
     4.2 Geometrische Körper (Stereometrie) 155  
        4.2.1 Allgemeines 155  
        4.2.2 Ebenflächig begrenzte Körper (Polyeder, Vielflache) 157  
           4.2.2.1 Prismatische Körper 157  
           4.2.2.2 Pyramide, Pyramidenstumpf 158  
           4.2.2.3 Prismoid 159  
           4.2.2.4 Die fünf regelmäßigen Polyeder 160  
        4.2.3 Krummflächig begrenzte Körper 162  
           4.2.3.1 Zylinder, Zylinderabschnitt 162  
           4.2.3.2 Kegel, Kegelstumpf 163  
           4.2.3.3 Kugel 164  
           4.2.3.4 Tonne, Torus 166  
           4.2.3.5 Fraktale Geometrie 166  
     4.3 Sphärische Trigonometrie 168  
        4.3.1 Allgemeines 168  
        4.3.2 Rechtwinkliges sphärisches Dreieck 169  
        4.3.3 Schiefwinkliges sphärisches Dreieck 170  
        4.3.4 Berechnung sphärischer Dreiecke 172  
        4.3.5 Mathematische Geografie 173  
  5 Lineare Algebra 176  
     5.1 Vektorraum 176  
     5.2 Matrizen 180  
        5.2.1 Matrizenarten, Definitionen 180  
           5.2.1.1 Allgemeines 180  
           5.2.1.2 Quadratische Matrizen 182  
           5.2.1.3 Inverse Matrix, (Um-)Kehrmatrix A-1 188  
           5.2.1.4 Rang einer Matrix 189  
           5.2.1.5 Matrizennormen 190  
           5.2.1.6 Grenzwert, Differenzialquotient, Integral 191  
        5.2.2 Matrizengesetze 191  
           5.2.2.1 Gleichheit und Summe zweier Matrizen 191  
           5.2.2.2 Multiplikation von Matrizen 191  
        5.2.3 Matrizengleichungen 194  
        5.2.4 Eigenwerte und Eigenvektoren quadratischer Matrizen 195  
        5.2.5 Numerische Verfahren 198  
           5.2.5.1 HOUSEHOLDER-Orthogonalisierung (-Transformation) 198  
           5.2.5.2 QR-Verfahren 199  
           5.2.5.3 Vektoriteration (Potenzmethode, v.-MISES-Verfahren) 200  
     5.3 Determinanten 201  
        5.3.1 Determinante einer quadratischen Matrix 201  
        5.3.2 Berechnung von Determinanten 202  
        5.3.3 Rechenregeln für Determinanten 204  
        5.3.4 Praktische Berechnung einer Determinante 205  
     5.4 Lineare Gleichungssysteme 206  
        5.4.1 Allgemeines 206  
        5.4.2 Lösbarkeit linearer Gleichungssysteme 207  
        5.4.3 Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme 209  
           5.4.3.1 Einfacher und verketteter GAUSSscher Algorithmus 210  
           5.4.3.2 GAUSSscher Algorithmus für Systeme mit gleicher Matrix A und m rechten Seiten 214  
           5.4.3.3 GAUSS-JORDAN-Verfahren zur Matrixinversion 215  
           5.4.3.4 GAUSSscher Algorithmus für symmetrische,positiv definite Koeffizientenmatrix, CHOLESKY-Verfahren 216  
           5.4.3.5 Gleichungssysteme mit symmetrischer, tridiagonaler, positiv definiter Matrix 217  
           5.4.3.6 GAUSS-SEIDELsches Iterationsverfahren 217  
           5.4.3.7 Austauschverfahren 221  
        5.4.4 CRAMERsche Regel 221  
        5.4.5 Überbestimmte lineare Gleichungssysteme 222  
     5.5 Lineare Optimierung 224  
        5.5.1 Allgemeines 224  
        5.5.2 Grafische Lösung für zwei Variable 226  
        5.5.3 Simplexalgorithmus 227  
     5.6 Abbildungen 231  
        5.6.1 Lineare Abbildungen 231  
        5.6.2 Affine Abbildungen 234  
           5.6.2.1 Allgemeines 234  
           5.6.2.2 Allgemeine, nicht winkeltreue affine Abbildungen 239  
           5.6.2.3 Ähnlichkeitsabbildungen 242  
           5.6.2.4 Kongruenzabbildungen 243  
     5.7 Koordinatentransformation 246  
        5.7.1 Allgemeines 246  
        5.7.2 Orthogonale Koordinatentransformation in der Ebene 247  
        5.7.3 Orthogonale Koordinatentransformation im Raum 248  
  6 Vektoren, Analytische Geometrie 252  
     6.1 Vektoren, Grundlagen 252  
     6.2 Vektoralgebra 257  
        6.2.1 Addition und Subtraktion von Vektoren 257  
        6.2.2 Multiplikation von Vektoren 259  
           6.2.2.1 Multiplikation eines Vektors mit einem Skalar 259  
           6.2.2.2 Skalarprodukt (inneres Produkt, Punktprodukt) 259  
           6.2.2.3 Vektorprodukt (äußeres Produkt, Kreuzprodukt) 261  
           6.2.2.4 Mehrfache Produkte von Vektoren 263  
     6.3 Koordinatensysteme 264  
        6.3.1 Allgemeines 264  
        6.3.2 Ebene (2D-)Koordinatensysteme 265  
        6.3.3 Räumliche (3D-)Koordinatensysteme 266  
     6.4 Punkte, Kurven 1. Ordnung 269  
        6.4.1 Punkte 269  
        6.4.2 Gerade, Strahl, Strecke 270  
           6.4.2.1 Punktmengen, Teilung einer Strecke 270  
           6.4.2.2 Gleichungen einer Geraden in der (x, y)-Ebene 272  
           6.4.2.3 Gleichungen einer Geraden im Raum 274  
           6.4.2.4 Abstand eines Punktes von einer Geraden 277  
        6.4.3 Mehrere Geraden 278  
           6.4.3.1 Schnittpunkt zweier Geraden 278  
           6.4.3.2 Schnittwinkel zweier Geraden 280  
           6.4.3.3 Abstand zweier Geraden 282  
           6.4.3.4 Drei und mehr Geraden 283  
     6.5 Ebenen 284  
        6.5.1 Eine Ebene 284  
           6.5.1.1 Gleichungen einer Ebene im Raum 284  
           6.5.1.2 Richtungskosinus der Normalen einer Ebene 288  
           6.5.1.3 Abstand eines Punktes P1 von einer Ebene 289  
           6.5.1.4 Durchstoßpunkt D einer Geraden durch eine Ebene 290  
           6.5.1.5 Winkel phi zwischen Gerade und Ebene 291  
        6.5.2 Zwei Ebenen 292  
        6.5.3 Drei und mehr Ebenen 293  
        6.5.4 Flächeninhalt, Schwerpunkt, Volumen 293  
     6.6 Kurven 2. Ordnung (Kegelschnitte) 295  
        6.6.1 Allgemeines 295  
        6.6.2 Kreis 297  
           6.6.2.1 Gleichungen des Kreises 297  
           6.6.2.2 Schnittpunkte einer Geraden mit einem Kreis 299  
           6.6.2.3 Tangente und Normale eines Kreises 300  
           6.6.2.4 Polare eines Punktes in Bezug auf einen Kreis 300  
           6.6.2.5 Potenz p eines Punktes in Bezug auf einen Kreis 301  
           6.6.2.6 Kreisbüschel 302  
        6.6.3 Ellipse 302  
           6.6.3.1 Gleichungen der Ellipse 302  
           6.6.3.2 Schnittpunkte einer Geraden mit einer Ellipse 304  
           6.6.3.3 Tangente, Normale und Durchmesser einer Ellipse 305  
           6.6.3.4 Polare eines Punktes in Bezug auf eine Ellipse 306  
           6.6.3.5 Krümmung einer Ellipse 306  
           6.6.3.6 Haupt- und Nebenkreis einer Ellipse 307  
           6.6.3.7 Flächeninhalt und Umfang von Ellipse, Ellipsensegment und Ellipsensektor 307  
           6.6.3.8 Ellipsenkonstruktionen 308  
        6.6.4 Parabel 310  
           6.6.4.1 Gleichungen der Parabel 310  
           6.6.4.2 Schnittpunkte einer Geraden mit einer Parabel 312  
           6.6.4.3 Tangente und Normale einer Parabel 313  
           6.6.4.4 Polare eines Punktes in Bezug auf eine Parabel 313  
           6.6.4.5 Krümmung einer Parabel 314  
           6.6.4.6 Parabelsegment, Parabelbogen, Brennstrahl 314  
           6.6.4.7 Parabelkonstruktionen 315  
        6.6.5 Hyperbel 316  
           6.6.5.1 Gleichungen der Hyperbel 317  
           6.6.5.2 Schnittpunkt einer Geraden mit einer Hyperbel 319  
           6.6.5.3 Tangente und Normale einer Hyperbel 320  
           6.6.5.4 Polare eines Punktes in Bezug auf eine Hyperbel 321  
           6.6.5.5 Krümmung einer Hyperbel 322  
           6.6.5.6 Hyperbelsegment und Hyperbelsektor 323  
           6.6.5.7 Hyperbelkonstruktionen 323  
     6.7 Flächen 2. Ordnung 325  
        6.7.1 Allgemeines 325  
        6.7.2 Kugel 326  
        6.7.3 Ellipsoid 327  
        6.7.4 Hyperboloid 328  
        6.7.5 Kegel 330  
        6.7.6 Zylinder 331  
        6.7.7 Paraboloid 332  
     6.8 Hauptachsentransformation 334  
  7 Funktionen 343  
     7.1 Allgemeines 343  
        7.1.1 Funktionen mit einer unabhängigen Variablen 343  
        7.1.2 Funktionen mit mehreren Variablen 347  
     7.2 Rationale Operationen mit Funktionen 349  
     7.3 Grenzwerte, Unbestimmte Ausdrücke 350  
        7.3.1 Grenzwert einer Funktion 350  
        7.3.2 Unbestimmte Ausdrücke 353  
     7.4 Eigenschaften reller Funktionen 355  
        7.4.1 Ausgewählte Eigenschaften von Funktionen 355  
        7.4.2 Nullstellen einer Funktion 357  
        7.4.3 Stetigkeit einer Funktion 358  
     7.5 Rationale Funktionen 360  
        7.5.1 Ganzrationale Funktionen (Polynomfunktionen) 360  
           7.5.1.1 Ganzrationale Funktion 1. Grades (lineare Funktion) 360  
           7.5.1.2 Ganzrationale Funktion 2. Grades (quadratische Funktion) 360  
           7.5.1.3 Ganzrationale Funktion 3. Grades (kubische Funktion) 361  
        7.5.2 Zerlegung von Funktionen in Linearfaktoren 361  
        7.5.3 Interpolation 362  
           7.5.3.1 Allgemeines 362  
           7.5.3.2 Interpolationsformel von LAGRANGE 363  
           7.5.3.3 Interpolationsformel von NEWTON 364  
           7.5.3.4 Interpolationsformel von GREGORY-NEWTON 365  
           7.5.3.5 Interpolation durch kubische Polynomsplines 367  
           7.5.3.6 BÉZIER-Splines 369  
        7.5.4 Gebrochenrationale Funktion 371  
        7.5.5 Potenzfunktion 372  
        7.5.6 Sonstige (elementare) Funktionen 373  
     7.6 Nichtrationale Funktionen 376  
        7.6.1 Wurzelfunktion 376  
        7.6.2 Exponentialfunktionen 377  
        7.6.3 Logarithmusfunktionen 379  
        7.6.4 Winkelfunktionen, trigonometrische Funktionen 380  
           7.6.4.1 Allgemeines 380  
           7.6.4.2 Goniometrische Beziehungen 383  
           7.6.4.3 Allgemeine Sinusfunktion (harmonische Funktion) 388  
           7.6.4.4 Modulation 389  
           7.6.4.5 Überlagerung (Superposition) von Schwingungen 391  
           7.6.4.6 Multiplikation von Funktionen 393  
           7.6.4.7 Komplexe Zeigerdarstellung von Sinusgrößen 394  
        7.6.5 Zyklometrische Funktionen, Arkusfunktionen 395  
        7.6.6 Hyperbelfunktionen 399  
        7.6.7 Areafunktionen 403  
     7.7 Algebraische Kurven höherer Ordnung 406  
        7.7.1 Kurven 3. Ordnung 406  
        7.7.2 Kurven 4. Ordnung 408  
     7.8 Zykloiden (Rollkurven) 409  
        7.8.1 Gewöhnliche (gespitzte) Zykloide 409  
        7.8.2 Epizykloiden 410  
        7.8.3 Hypozykloiden 412  
     7.9 Spirallinien 414  
        7.9.1 Logarithmische Spirale 414  
        7.9.2 ARCHIMEDIsche Spirale 415  
        7.9.3 Hyperbolische Spirale 415  
     7.10 Sonstige Kurven 416  
        7.10.1 Kettenlinie 416  
        7.10.2 Traktrix (Schleppkurve) 416  
     7.11 Komplexe Funktionen 417  
        7.11.1 Allgemeines 417  
        7.11.2 Konforme Abbildungen 419  
           7.11.2.1 Lineare und quadratische konforme Abbildungen 419  
           7.11.2.2 Inversion (Stürzung) 421  
  8 Differenzialrechnung 424  
     8.1 Funktionen einer Variablen 424  
        8.1.1 Allgemeines 424  
        8.1.2 Erste Ableitungen der elementaren Funktionen 426  
        8.1.3 Differenziationsregeln, Ableitungsregeln 427  
           8.1.3.1 Grundregeln 427  
           8.1.3.2 Höhere Ableitungen und Differenziale 429  
           8.1.3.3 Differenziation impliziter Funktionen F(x, y) = 0 430  
           8.1.3.4 Differenziation von Funktionen in Parameterform 431  
           8.1.3.5 Differenziation von Funktionen in Polarkoordinaten 431  
        8.1.4 Grafische Differenziation 432  
        8.1.5 Numerische Differenziation 432  
        8.1.6 Logarithmische Differenziation 433  
        8.1.7 Mittelwertsätze 434  
     8.2 Funktionen mehrerer Variablen 435  
        8.2.1 Partielle Ableitung 1. Ordnung 435  
        8.2.2 Höhere partielle Ableitungen 436  
        8.2.3 Totale Ableitungen für zwei Variable 437  
     8.3 Anwendungen, Differenzialgeometrie 439  
        8.3.1 Ebene Kurven 439  
           8.3.1.1 Bogenelement, Differenzial der Bogenlänge 439  
           8.3.1.2 Tangente und Normale 439  
           8.3.1.3 Zwei Kurven 441  
           8.3.1.4 Monotonie und Krümmungsverhalten einer Funktion 442  
           8.3.1.5 Lokale Extrema von Funktionen 446  
           8.3.1.6 Besondere Punkte einer Kurve 450  
           8.3.1.7 Asymptoten 452  
           8.3.1.8 Einhüllende Kurven (Enveloppe) 453  
           8.3.1.9 Kurvendiskussion 453  
        8.3.2 Raumkurven 453  
           8.3.2.1 Darstellungen in kartesischen Koordinaten 453  
           8.3.2.2 Bogenelement einer Raumkurve 454  
           8.3.2.3 Tangente und Normale einer Raumkurve 454  
           8.3.2.4 Krümmung einer Raumkurve 458  
           8.3.2.5 Windung (Torsion) 459  
        8.3.3 Flächen im Raum 460  
        8.3.4 Extremstellen von Funktionen mit mehreren Variablen 467  
  9 Integralrechnung 470  
     9.1 Allgemeines 470  
        9.1.1 Unbestimmtes Integral 470  
        9.1.2 Bestimmtes Integral (RIEMANNschesIntegral) 471  
        9.1.3 Uneigentliche Integrale 474  
     9.2 Grundintegrale, Stammintegrale 476  
     9.3 Integrationsregeln und -verfahren 477  
        9.3.1 Grundregeln 477  
        9.3.2 Integration durch Substitution 477  
        9.3.3 Partielle Integration (Produktintegration) 481  
        9.3.4 Integration nach Partialbruchzerlegung 481  
        9.3.5 Integration nach Reihenentwicklung 484  
        9.3.6 Grafische Integration 486  
     9.4 Numerische Integration 487  
        9.4.1 Allgemeines 487  
        9.4.2 NEWTON-COTES-Formel 488  
           9.4.2.1 Rechteckformel 490  
           9.4.2.2 Sehnentrapezformel 491  
           9.4.2.3 SIMPSONsche Formel, KEPLERscheFassformel 492  
           9.4.2.4 NEWTONsche3/8-Formel 493  
           9.4.2.5 Tangententrapezformel 494  
        9.4.3 GAUSSschesQuadraturverfahren 494  
        9.4.4 ROMBERG-Quadraturverfahren 495  
     9.5 Bereichsintegrale, Gebietsintegrale 498  
        9.5.1 Zweidimensionales Bereichsintegral, Doppelintegral 498  
        9.5.2 Raumintegral, Volumenintegral, Dreifachintegral 501  
     9.6 Anwendungen der Integralrechnung 502  
        9.6.1 Geometrische Anwendungen 502  
           9.6.1.1 Flächeninhalte (Quadratur) 502  
           9.6.1.2 Bogenlänge (Rektifikation) 505  
           9.6.1.3 Mantelflächen von Rotationskörpern 505  
           9.6.1.4 Volumen von Rotationskörpern (Kubatur) 505  
           9.6.1.5 Volumen eines Körpers 506  
        9.6.2 Technisch-physikalische Anwendungen 507  
           9.6.2.1 Bewegungen, Kinematik 507  
           9.6.2.2 Arbeit 507  
           9.6.2.3 Zeitlich veränderliche Ströme und Spannungen 508  
           9.6.2.4 Momente 1. Grades 508  
           9.6.2.5 Schwerpunkte 510  
           9.6.2.6 Momente 2. Grades (Festigkeitslehre) 512  
           9.6.2.7 Massenmomente 2. Grades (Dynamik) 513  
  10 Vektoranalysis 515  
     10.1 Vektorfunktionen 515  
     10.2 Felder 516  
     10.3 Gradient eines skalaren Feldes 519  
     10.4 Divergenz eines Vektorfeldes 521  
     10.5 Rotation eines Vektorfeldes 523  
     10.6 Kurvenintegrale (Linienintegrale) 525  
        10.6.1 Kurvenintegral erster Art 525  
        10.6.2 Kurvenintegral (zweiter Art) 526  
     10.7 Flächenintegrale (Oberflächenintegrale) 531  
        10.7.1 Flächenintegral erster Art 531  
        10.7.2 Flächenintegral zweiter Art 532  
     10.8 Integralsätze 534  
        10.8.1 GAUSSscherIntegralsatz 534  
        10.8.2 STOKESscherIntegralsatz 536  
  11 Differenzialgleichungen 539  
     11.1 Allgemeines 539  
        11.1.1 Differenzialgleichungen, Arten 539  
        11.1.2 Gewöhnliche Differenzialgleichungen 540  
     11.2 Differenzialgleichungen 1. Ordnung 545  
        11.2.1 Differenzialgleichung mit trennbaren Variablen 545  
        11.2.2 Gleichgradige Differenzialgleichung 1. Ordnung 547  
        11.2.3 Lineare Differenzialgleichungen 1. Ordnung 548  
           11.2.3.1 Homogene lineare Differenzialgleichung 1. Ordnung 548  
           11.2.3.2 Inhomogene lineare Differenzialgleichung 1. Ordnung 549  
        11.2.4 Totale Differenzialgleichung 551  
        11.2.5 Integrierender Faktor 552  
        11.2.6 BERNOULLIscheDifferenzialgleichung 553  
        11.2.7 RICCATIscheDifferenzialgleichung 553  
        11.2.8 CLAIRAUTscheDifferenzialgleichung 554  
     11.3 Differenzialgleichungen 2. Ordnung 555  
        11.3.1 Sonderfälle, Erniedrigung der Ordnung 555  
        11.3.2 Homogene lineare Differenzialgleichung 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten 557  
        11.3.3 Homogene lineare Differenzialgleichung 2. Ordnung mit veränderlichen Koeffizienten 558  
        11.3.4 Inhomogene lineare Differenzialgleichung 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten 559  
        11.3.5 Inhomogene lineare Differenzialgleichung 2. Ordnung mit veränderlichen Koeffizienten 563  
        11.3.6 BESSELscheDifferenzialgleichung 565  
        11.3.7 Anwendungsfall Schwingungen 567  
     11.4 Differenzialgleichungen n-ter Ordnung 570  
     11.5 Lineare Differenzialgleichungssysteme 574  
     11.6 Näherungslösungen für Differenzialgleichungen 1. Ordnung 576  
        11.6.1 Verfahren unbestimmter Koeffizienten 576  
        11.6.2 Iterationsverfahren 578  
     11.7 Anfangswertprobleme 579  
        11.7.1 Allgemeines 579  
        11.7.2 Explizite Einschrittverfahren 582  
           11.7.2.1 Polygonzugverfahren von EULER-CAUCHY 582  
           11.7.2.2 HEUN-Verfahren 584  
           11.7.2.3 Klassisches Verfahren von RUNGE-KUTTA 584  
           11.7.2.4 Einbettungsformeln 585  
        11.7.3 Mehrschrittverfahren 585  
           11.7.3.1 Explizitverfahren von ADAMS-BASHFORTH 586  
           11.7.3.2 Prädiktor-Korrektor-Verfahren von ADAMS-MOULTON 586  
        11.7.4 Extrapolationsverfahren von BULIRSCH-STOER-GRAGG 588  
     11.8 Randwertprobleme 588  
        11.8.1 Allgemeines 588  
        11.8.2 Schießverfahren 590  
        11.8.3 Direkte Differenzenapproximation 591  
     11.9 Partielle Differenzialgleichungen 594  
        11.9.1 Allgemeines 594  
        11.9.2 Partielle Differenzialgleichung 1. Ordnung 594  
        11.9.3 Partielle Differenzialgleichung 2. Ordnung 596  
  12 Reihen, F- und L-Transformation 598  
     12.1 Unendliche Reihen 598  
        12.1.1 Unendliche Zahlenreihen 598  
        12.1.2 Summen einiger konvergenter Zahlenreihen 601  
        12.1.3 Potenzreihen 602  
           12.1.3.1 Allgemeines 602  
           12.1.3.2 Entwicklung von Funktionen in Potenzreihen 604  
        12.1.4 Numerische Berechnung von Reihen 607  
        12.1.5 Zusammenstellung fertig entwickelter Reihen 608  
        12.1.6 Näherungsformeln 612  
     12.2 FOURIER-Reihen 614  
        12.2.1 FOURIER-Reiheeiner periodischen Funktion 614  
        12.2.2 Numerische harmonische Analyse 620  
        12.2.3 Ausgewählte FOURIER-Reihen 621  
     12.3 FOURIER-Transformationen 627  
     12.4 LAPLACE-Transformationen 630  
        12.4.1 LAPLACE-Transformation,Allgemeines 630  
        12.4.2 Rechenregeln der LAPLACE-Transformation 632  
        12.4.3 Anwendungen der LAPLACE-Transformation 635  
           12.4.3.1 Lösung gewöhnlicher Differenzialgleichungen 635  
           12.4.3.2 Test linearer Übertragungsglieder 639  
        12.4.4 Korrespondenztabelle der LAPLACE-Transformation 642  
  13 Statistik, Stochastik 646  
     13.1 Beschreibende (deskriptive) Statistik 646  
        13.1.1 Grundbegriffe 646  
        13.1.2 Lageparameter 650  
        13.1.3 Streuungsparameter 655  
        13.1.4 Korrelation 658  
        13.1.5 Lineare Ausgleichsrechnung 660  
           13.1.5.1 Methode der kleinsten Quadrate 660  
           13.1.5.2 Ausgleichende Gerade 661  
           13.1.5.3 Ausgleichende Parabel 662  
           13.1.5.4 Multiple Regression 663  
        13.1.6 Fehlerfortpflanzung 664  
     13.2 Wahrscheinlichkeitsrechnung 668  
        13.2.1 Zufallsexperiment und Ereignis 668  
        13.2.2 Definition der Wahrscheinlichkeit 670  
        13.2.3 Sätze über Wahrscheinlichkeiten 671  
        13.2.4 Bedingte Wahrscheinlichkeit und unabhängige Ereignisse 673  
        13.2.5 Zufällige Variable 676  
        13.2.6 Kenngrößen von zufälligen Variablen 679  
           13.2.6.1 Erwartungswert 679  
           13.2.6.2 Varianz und Standardabweichung 681  
           13.2.6.3 Schiefe und Exzess 683  
        13.2.7 Ausgewählte diskrete Verteilungen 684  
           13.2.7.1 Diskrete Gleichverteilung 684  
           13.2.7.2 BERNOULLI-Verteilung 685  
           13.2.7.3 Binomialverteilung 685  
           13.2.7.4 POISSON-Verteilung 688  
           13.2.7.5 Hypergeometrische Verteilung 690  
           13.2.7.6 Geometrische Verteilung 691  
        13.2.8 Ausgewählte stetige Verteilungen 692  
           13.2.8.1 Stetige Gleichverteilung (Rechteckverteilung) 692  
           13.2.8.2 Normalverteilung 692  
           13.2.8.3 Exponentialverteilung 698  
           13.2.8.4 X²-Verteilung 699  
           13.2.8.5 t -Verteilung (STUDENT-Verteilung) 700  
     13.3 Schließende (induktive) Statistik 701  
        13.3.1 Grundbegriffe 701  
        13.3.2 Punktschätzungen 702  
        13.3.3 Intervallschätzungen 704  
           13.3.3.1 Konfidenzintervall für den Anteil p 705  
           13.3.3.2 Konfidenzintervalle für den Erwartungswert µ 706  
           13.3.3.3 Konfidenzintervall für die Varianz ò 709  
        13.3.4 Hypothesentests 710  
           13.3.4.1 Allgemeines über Tests 710  
           13.3.4.2 Test über den Anteil p 712  
           13.3.4.3 Tests über den Erwartungswert µ 715  
           13.3.4.4 Test über die Varianz ò 718  
           13.3.4.5 Dz-Anpassungstest 719  
  14 Integraltabellen 722  
     14.1 Integrale rationaler Funktionen 723  
     14.2 Integrale nichtrationaler Funktionen 733  
     14.3 Integrale transzendenter Funktionen 749  
     14.4 Bestimmte und uneigentliche Integrale 767  
  Anhang 775  
  Sachwortverzeichnis 786  


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