Das gelbe Rechenbuch für Ingenieure, Naturwissenschaftler und Mathematiker: Rechenverfahren der höheren Mathematik in Einzelschritten erklärt ; mit vielen ausführlich gerechneten Beispielen 3 Gewöhnliche Differentialgleichungen, Funktionentheorie, Integraltransformationen, partielle Differentialgleichungen
Gespeichert in:
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Dortmund
Furlan
2007
|
Ausgabe: | [Nachdr.] |
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adam_text | Inhaltsverzeichnis
6 Differentialgleichungen 1
Überblick.................................. 1
Allgemeine Definitionen.......................... 1
Übersicht: Dgl. erster Ordnung...................... 2
6.1 Lineare,
Bernoulli-
und Riccati-Dgl.................. 4
lineare Dgl.................................. 4
Bernoulli-Dgl................................ 7
Riccati-Dgl................................. 8
Weitere Beispiele ............................. 9
6.2 Getrennte Veränderliche........................ 13
getrennte Veränderliche.......................... 13
Ähnlichkeits-Dgl.............................. 14
ý
= f{ax
Ą-by + c)
............................ 15
.......................... lß
Weitere Beispiele............................. 18
6.3 Exakte Differentialgleichungen.................... 23
Bestimmung eines Eulerschen Multiplikators.............. 24
Bestimmung einer Stanimfunktkm.................... 24
Weitere Beispiele ............................. 26
6.4 Implizite Differentialgleichungen .................. 30
Dgl, ohne
л;
in der Form
у
= giy ) ■ ■.......■......... 31
Dgl. ohne
χ
in der Form F{y, y ,y ) —Q................. 31
Dgl. ohne
y: x
= g(y ).......................... 32
Dgl. ohne
yin
der Form F(x,y ,y ,·-} = Q .............. 32
Clairaut-Dgl.
у
~ xy + g(y ) ...................... 32
ďAlembert-Dgl,
у
=
xfiy ì+gW)
................... 33
1
INHALTSVERZEICHNIS
6.5 Aufstellen von Dgl., Irajektorien .................. 34
Aufstellen von Dgl............................. 34
Bestimmung von Irajektorien...................... 36
Weitere Beispiele ............................. 37
Übersicht Lineare Dgl.
η
-ter
Ordnung............... 39
6.6 Allgemeiner Fall, Reduktion der Ordnung............. 40
Reduktionsverfahren von d Alembert, Produktansatz......... 41
Bestimmung einer partikulären Lösung................. 42
Weitere Beispiele ............................. 43
6.7 Konstante Koeffizienten........................ 47
homogene Dgl................................ 47
Bestimmung einer partikulären Lösung................. 49
Weitere Beispiele............................. 55
6.8 Euler-Differentialgleichungen.....................
Transformation auf konstante Koeffizienten............... ^1
Direkter Ansatz
y
=
χλ
..........................
63
Weitere Beispiele ............................. 6^
6.9 Randwert- und Randeigenwertprobleme..............
Randwertprobleme, RWP......................... 69
71
Randeigenwertprobleme, REWP.....................
Weitere Beispiele .............................
6.10 Potenzreihenansätze und spezielle Dgl................
Spezielle Dgl. 2. Ordnung......................... 76
78
Potenzreihenansatz............................
81
verallgemeinerter Potenzreihenansatz..................
nichtlineare Dgl...............................
85
Weitere Beispiele .............................
6.11 Lineare DgL-Systeme 1. Ordnung.................. 8
Umschreiben einer DgL auf ein System.................
Umschreiben eines 2
хг-Ѕу^етѕ
auf Dgl. 2, Ordnung.........
93
Inhomogene Systeme...........................
94
Reduktionsverfahren von d Alembert..................
97
Verallgemeinertes Reduktionsverfahren von d Alembert........
98
Anfangswertprobleme...........................
Weitere Beispiele .............................
INHALTSVERZEICHNIS 3
6.12 Systeme mit konstanten Koeffizienten............... 107
Bestimmung eines Fundamentalsystems................. 107
Inhomogene Systeme und AWP..................... 111
Weitere Beispiele ............................. 115
7 Funktionentheorie 121
7.1 Holomorphe und harmonische Punktionen............. 121
Holomorphie................................ 123
Harmonische Punktionen......................... 124
Weitere Beispiele ............................. 125
7.2 Elementare Funktionen in
С
...................... 127
Exponentialfunktion............................ 127
Allgemeine Potenz............................. 128
Trigonometrische und Hyperbelfunktionen............... 128
Weitere Beispiele ............................. 129
7.3 Möbiustransformationen........................ 131
Normierung................................ 132
Konstruktion................................ 132
Abbildung von Gebieten......................... 133
Inversion.................................. 134
Weitere Beispiele ............................. 135
7.4 Isolierte Singularitäten und Laurentreihen ............ 136
Weitere Beispiele ............................. 140
7.5 Residuen.................................. 143
Weitere Beispiele ............................. 144
7.6 Komplexe Kurverantegrale ...................... 145
Weitere Beispiele ............................. 147
7.7 Berechnung reeller Integrale...................... 150
Weitere Beispiele ............................. 152
8 Integraltransformationen 155
8.1 Fourierreihen............................... 155
Komplexe Form der Fourierreihe..................... 157
Weitere Beispiele............................. 158
8.2
Łaplacetransfbrmatioi»
......................... 163
Rechearegełn
für die
Laplace-íVansíbrmatkm
.............. 163
INHALTSVERZEICHNIS
Lösung von Anfangswertproblemen................... 165
Weitere Beispiele ............................. 165
8.3
Fourier-transformation
.......................... 171
Fouriertransformation........................... 171
Sinns- und Cosmustransformation.................... l l
Rechenregeln................................ 172
Formeln bei alternativer Definition ................... 173
Weitere Beispiele ............................. 174
Partielle Differentialgleichungen 179
9.1 Allgemeiner Fall.............................
Ш
Produktansatz............................... 1^1
Randbedingungen............................. °
Weitere Beispiele ............................. 1°
9.2 Wellengleichung ............................. 185
Inhomogene Wellengleichung....................... 186
Cauchyprobiem.............................. 186
ARWP über Intervaü........................... X87
zweidimensionale WeUengleichung....................
Weitere Beispiele............................. 193
9.3 Diffusionsgleichung ........................... 199
Inhomogene Gleichung..........................2
Cauchyprobiem..............................200
gemischtes Problem............................202
ARWP über Intervall...........................203
ARWP über IntervaU mit Abstrahhmg.................206
Weitere Beispiele .............................209
9.4 Laplacegleichung.............................2^
Inhomogenes Problem in einem Kreis..................
Dmchletprobłem
in einem Kreis..................... 2
RWP auf Rechteck ............................ 217
Weitere Beispiele ............................. 219
|
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Inhaltsverzeichnis
6 Differentialgleichungen 1
Überblick. 1
Allgemeine Definitionen. 1
Übersicht: Dgl. erster Ordnung. 2
6.1 Lineare,
Bernoulli-
und Riccati-Dgl. 4
lineare Dgl. 4
Bernoulli-Dgl. 7
Riccati-Dgl. 8
Weitere Beispiele . 9
6.2 Getrennte Veränderliche. 13
getrennte Veränderliche. 13
Ähnlichkeits-Dgl. 14
ý
= f{ax
Ą-by + c)
. 15
. lß
Weitere Beispiele. 18
6.3 Exakte Differentialgleichungen. 23
Bestimmung eines Eulerschen Multiplikators. 24
Bestimmung einer Stanimfunktkm. 24
Weitere Beispiele . 26
6.4 Implizite Differentialgleichungen . 30
Dgl, ohne
л;
in der Form
у
= giy') ■ ■.■. 31
Dgl. ohne
χ
in der Form F{y, y',y") —Q. 31
Dgl. ohne
y: x
= g(y'). 32
Dgl. ohne
yin
der Form F(x,y',y",·-} = Q . 32
Clairaut-Dgl.
у
~ xy' + g(y') . 32
ďAlembert-Dgl,
у
=
xfiy'ì+gW)
. 33
1
INHALTSVERZEICHNIS
6.5 Aufstellen von Dgl., Irajektorien . 34
Aufstellen von Dgl. 34
Bestimmung von Irajektorien. 36
Weitere Beispiele . 37
Übersicht Lineare Dgl.
η
-ter
Ordnung. 39
6.6 Allgemeiner Fall, Reduktion der Ordnung. 40
Reduktionsverfahren von d'Alembert, Produktansatz. 41
Bestimmung einer partikulären Lösung. 42
Weitere Beispiele . 43
6.7 Konstante Koeffizienten. 47
homogene Dgl. 47
Bestimmung einer partikulären Lösung. 49
Weitere Beispiele. 55
6.8 Euler-Differentialgleichungen. "
Transformation auf konstante Koeffizienten. ^1
Direkter Ansatz
y
=
χλ
.
63
Weitere Beispiele . 6^
6.9 Randwert- und Randeigenwertprobleme.
Randwertprobleme, RWP. 69
71
Randeigenwertprobleme, REWP.
Weitere Beispiele .
6.10 Potenzreihenansätze und spezielle Dgl.
Spezielle Dgl. 2. Ordnung. 76
78
Potenzreihenansatz.
81
verallgemeinerter Potenzreihenansatz.
nichtlineare Dgl.
85
Weitere Beispiele .
6.11 Lineare DgL-Systeme 1. Ordnung. 8
Umschreiben einer DgL auf ein System.
Umschreiben eines 2
хг-Ѕу^етѕ
auf Dgl. 2, Ordnung.
93
Inhomogene Systeme.
94
Reduktionsverfahren von d'Alembert.
97
Verallgemeinertes Reduktionsverfahren von d'Alembert.
98
Anfangswertprobleme.
Weitere Beispiele .
INHALTSVERZEICHNIS 3
6.12 Systeme mit konstanten Koeffizienten. 107
Bestimmung eines Fundamentalsystems. 107
Inhomogene Systeme und AWP. 111
Weitere Beispiele . 115
7 Funktionentheorie 121
7.1 Holomorphe und harmonische Punktionen. 121
Holomorphie. 123
Harmonische Punktionen. 124
Weitere Beispiele . 125
7.2 Elementare Funktionen in
С
. 127
Exponentialfunktion. 127
Allgemeine Potenz. 128
Trigonometrische und Hyperbelfunktionen. 128
Weitere Beispiele . 129
7.3 Möbiustransformationen. 131
Normierung. 132
Konstruktion. 132
Abbildung von Gebieten. 133
Inversion. 134
Weitere Beispiele . 135
7.4 Isolierte Singularitäten und Laurentreihen . 136
Weitere Beispiele . 140
7.5 Residuen. 143
Weitere Beispiele . 144
7.6 Komplexe Kurverantegrale . 145
Weitere Beispiele . 147
7.7 Berechnung reeller Integrale. 150
Weitere Beispiele . 152
8 Integraltransformationen 155
8.1 Fourierreihen. 155
Komplexe Form der Fourierreihe. 157
Weitere Beispiele. 158
8.2
Łaplacetransfbrmatioi»
. 163
Rechearegełn
für die
Laplace-íVansíbrmatkm
. 163
INHALTSVERZEICHNIS
Lösung von Anfangswertproblemen. 165
Weitere Beispiele . 165
8.3
Fourier-transformation
. 171
Fouriertransformation. 171
Sinns- und Cosmustransformation. l'l
Rechenregeln. 172
Formeln bei alternativer Definition . 173
Weitere Beispiele . 174
Partielle Differentialgleichungen 179
9.1 Allgemeiner Fall.
Ш
Produktansatz. 1^1
Randbedingungen. °
Weitere Beispiele . 1°
9.2 Wellengleichung . 185
Inhomogene Wellengleichung. 186
Cauchyprobiem. 186
ARWP über Intervaü. X87
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Weitere Beispiele. 193
9.3 Diffusionsgleichung . 199
Inhomogene Gleichung.2
Cauchyprobiem.200
gemischtes Problem.202
ARWP über Intervall.203
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Weitere Beispiele .209
9.4 Laplacegleichung.2^
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in einem Kreis. 2
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