Numerische Mathematik 1

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Numerische Mathematik 1
Wichtige Infos
Numerische Mathematik 1
Webseite:
http://www2.math.upb.de/de/people/kshitij-kulshreshtha/
lehre/numerische-mathematik-i.html
Email: [email protected]
Tutor: Henning Lindhorst [email protected]
Abgabe der Übungszettel: Briefkasten Nr. 111 bis jeweils Freitag
12:00 Uhr
Programmieraufgaben per Email
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Themen & Literatur
Themen:
Polynominterpolation
Lösung linearer Gleichungssysteme
Fehleranalyse
Spline Interpolation
Numerische Quadratur und Extrapolation
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
Anfangswertprobleme
Literatur:
[1] M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen
Rechnens, 3. Auflage. Vieweg+Teubner (2009).
[2] P. Deuflhard, A. Hohmann: Numerische Mathematik I, Eine algorithmisch orientierte Einführung,
de Gruyter, Berlin (2002)
[3] H.-G. Roos, H. Schwetlick: Numerische Mathematik. Teubner, Stuttgart (1999).
[4] J. Stoer, R. Burlisch. Numerische Mathematik 1 + 2, Springer, Berlin (2005).
[5] W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical Recipes in C++,
Cambridge University Press (2002).
Einführung
Was ist numerische Mathematik?
Entwicklung und Anaylse von Methoden, mit denen die Lösung
mathematischer Problemstellungen effektiv berechnet bzw.
möglichst gut angenähert werden kann.
Entwicklung und Theorie der auf Computern realisierbaren
Algorithmen
Entwicklung und Analyse von Algorithmen
Für die Lösung von viele Probleme mit gleicher Struktur, z.B.
√
b
1
± 2a
ax 2 + bx + c = 0 ⇒ x1,2 = − 2a
b2 − 4ac
Größter gemeinsamer Teiler zweier natürlicher Zahlen ⇒
euklidscher Algorithmus
Lösung von linearen Gleichungssystemen Ax = b
Lösung von Differentialgleichungen ẋ = f (x)
Einführung
Was ist numerische Mathematik?
Entwicklung und Anaylse von Methoden, mit denen die Lösung
mathematischer Problemstellungen effektiv berechnet bzw.
möglichst gut angenähert werden kann.
Entwicklung und Theorie der auf Computern realisierbaren
Algorithmen
Entwicklung und Analyse von Algorithmen
Für die Lösung von viele Probleme mit gleicher Struktur, z.B.
√
b
1
± 2a
ax 2 + bx + c = 0 ⇒ x1,2 = − 2a
b2 − 4ac
Größter gemeinsamer Teiler zweier natürlicher Zahlen ⇒
euklidscher Algorithmus
Lösung von linearen Gleichungssystemen Ax = b
Lösung von Differentialgleichungen ẋ = f (x)
Einführung
Was ist numerische Mathematik?
Entwicklung und Anaylse von Methoden, mit denen die Lösung
mathematischer Problemstellungen effektiv berechnet bzw.
möglichst gut angenähert werden kann.
Entwicklung und Theorie der auf Computern realisierbaren
Algorithmen
Entwicklung und Analyse von Algorithmen
Für die Lösung von viele Probleme mit gleicher Struktur, z.B.
√
b
1
± 2a
ax 2 + bx + c = 0 ⇒ x1,2 = − 2a
b2 − 4ac
Größter gemeinsamer Teiler zweier natürlicher Zahlen ⇒
euklidscher Algorithmus
Lösung von linearen Gleichungssystemen Ax = b
Lösung von Differentialgleichungen ẋ = f (x)
Einführung
Was ist numerische Mathematik?
Entwicklung und Anaylse von Methoden, mit denen die Lösung
mathematischer Problemstellungen effektiv berechnet bzw.
möglichst gut angenähert werden kann.
Entwicklung und Theorie der auf Computern realisierbaren
Algorithmen
Entwicklung und Analyse von Algorithmen
Für die Lösung von viele Probleme mit gleicher Struktur, z.B.
√
b
1
± 2a
ax 2 + bx + c = 0 ⇒ x1,2 = − 2a
b2 − 4ac
Größter gemeinsamer Teiler zweier natürlicher Zahlen ⇒
euklidscher Algorithmus
Lösung von linearen Gleichungssystemen Ax = b
Lösung von Differentialgleichungen ẋ = f (x)
Einführung
Was ist numerische Mathematik?
Entwicklung und Anaylse von Methoden, mit denen die Lösung
mathematischer Problemstellungen effektiv berechnet bzw.
möglichst gut angenähert werden kann.
Entwicklung und Theorie der auf Computern realisierbaren
Algorithmen
Entwicklung und Analyse von Algorithmen
Für die Lösung von viele Probleme mit gleicher Struktur, z.B.
√
b
1
± 2a
ax 2 + bx + c = 0 ⇒ x1,2 = − 2a
b2 − 4ac
Größter gemeinsamer Teiler zweier natürlicher Zahlen ⇒
euklidscher Algorithmus
Lösung von linearen Gleichungssystemen Ax = b
Lösung von Differentialgleichungen ẋ = f (x)
Einführung
Was ist numerische Mathematik?
Entwicklung und Anaylse von Methoden, mit denen die Lösung
mathematischer Problemstellungen effektiv berechnet bzw.
möglichst gut angenähert werden kann.
Entwicklung und Theorie der auf Computern realisierbaren
Algorithmen
Entwicklung und Analyse von Algorithmen
Für die Lösung von viele Probleme mit gleicher Struktur, z.B.
√
b
1
± 2a
ax 2 + bx + c = 0 ⇒ x1,2 = − 2a
b2 − 4ac
Größter gemeinsamer Teiler zweier natürlicher Zahlen ⇒
euklidscher Algorithmus
Lösung von linearen Gleichungssystemen Ax = b
Lösung von Differentialgleichungen ẋ = f (x)
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
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Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
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chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
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Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
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Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
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Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
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diese zu aufwändig sind
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selbst unbekannt ist.
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Experimente manchmal unmöglich sind
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Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
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Geophysik: Treibhauseffekt
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diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
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Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
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Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
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Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
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Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
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Experimente manchmal unmöglich sind
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Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
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z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
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Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Simulation komplexer Naturvorgänge auf dem Computer
Experimente teuer sind, z.B.:
Umströmung von Flugzeugen, Herzklappen, Schiffsschrauben,. . .
Crashtests
chemische Verfahrenstechnik
Experimente unerwünschte Nebenwirkungen haben können,
z.B.
Naturkatastrophen: Lawinen
Statik: Stabilität von Gebäuden
Testen von Medikamenten,
Experimente manchmal unmöglich sind
Astrophysik: Entstehung von Galaxien
Geophysik: Treibhauseffekt
Wettervorhersage: Tornados- wo, wann, wie stark
oder als Ersatz für analystische Lösungen, weil
diese zu aufwändig sind
Existenz und Eindeutigkeit zwar gesichert sind, aber die Lösung
selbst unbekannt ist.
Einführung
Anwendungen
Transport: Navigationssystem, Fahrpläne, Packungsprobleme
Medizin: Bildverarbeitung, Simulation des Blutkreislaufes,
Entwicklung von Medikamenten
Optimale Kontrolle von Robotern, Prozessen der chemische
Verfahrenstechnik, . . .
Wettervorhersage, Klimaanalyse
...
Einführung
Seit wann gibt es numerische Mathematik?
Das Euklidsche Algorithmus gab es bereits seit ca. 300 v. Chr.
Einführung
Seit wann gibt es numerische Mathematik?
Das Euklidsche Algorithmus gab es bereits seit ca. 300 v. Chr.
Muhammad ibn
Musa al-Khwarizmi
∗ um 780
† zwischen 835 und 850
Einführung
Seit wann gibt es numerische Mathematik?
Das Euklidsche Algorithmus gab es bereits seit ca. 300 v. Chr.
Erstes Werk:
Kitab al-Dscham wa-l-tafriq bi-hisab al-Hind
(”Über das Rechnen mit indischen Ziffern”,
um 825)
Arbeit mit Dezimalzahlen, Einführung der
Ziffer Null aus dem indischen in das arabische Zahlensystem und damit in alle modernen Zahlensysteme
Muhammad ibn
Musa al-Khwarizmi
∗ um 780
† zwischen 835 und 850
Lateinische Fassung dieser Schrift trug den
Titel: Algorizmi de numero Indorum
Daraus entstand Algorithmus
Einführung
Anwednungsproblem
↓
Modellbildung
↓
−→
Mathematisches Problem ←− Mathematische Analyse
↓
−→
Konstruktion eines Algorithmus ←− Analyse des Algorithmus
↓
Implementierung
↓
Ergebnis
↓
Interpretaion und Anwendung der Ergebnisse
Einführung
Konvergenzgeschwindigkeit
Fehler
linear
superlinear
quadratisch
Iterationen
Polynominterpolation
Zwei mögliche Interpolationspolynome
Lagrangsche Polynome
1.5
1
0.5
L
0
0
−0.5
−1
0
0.5
1
1.5
2
Lagrangepolynom L0 für
x0 = 0, x1 = 0.5, x2 = 1, x3 = 1.5, x4 = 2
Lagrangsche Polynome
1.5
L1
1
1
0.5
L0
0
0
−0.5
−1
0
0.5
1
1.5
2
Lagrangepolynome L0 , L1
für x0 = 0, x1 = 0.5, x2 = 1, x3 = 1.5, x4 = 2
Lagrangsche Polynome
1.5
L1
1
L
2
1
0.5
L0
0
0
−0.5
−1
0
0.5
1
1.5
2
Lagrangepolynome L0 , . . . , L2 für
x0 = 0, x1 = 0.5, x2 = 1, x3 = 1.5, x4 = 2
Lagrangsche Polynome
1.5
L
1
1
1
0.5
L
2
2
L
3
L
0
0
0
−0.5
−1
0
0.5
1
1.5
2
Lagrangepolynome L0 , . . . , L3 für
x0 = 0, x1 = 0.5, x2 = 1, x3 = 1.5, x4 = 2
Lagrangsche Polynome
1.5
L1
1
1
0.5
L2
2
L3
3
L0
L
0
4
0
−0.5
−1
0
0.5
1
1.5
2
Lagrangepolynome L0 , . . . , L4 für
x0 = 0, x1 = 0.5, x2 = 1, x3 = 1.5, x4 = 2

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