Differential Equations and Boundary Value Problems

Computing and Modeling

Author: Charles Henry Edwards,David E. Penney,David Calvis

Publisher: Prentice Hall

ISBN: 9780132061155

Category: Boundary value problems

Page: 804

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This practical book reflects the new technological emphasis that permeates differential equations, including the wide availability of scientific computing environments like "Maple, Mathematica, " and MATLAB; it does not concentrate on traditional manual methods but rather on new computer-based methods that lead to a wider range of more realistic applications. The book starts and ends with discussions of mathematical modeling of real-world phenomena, evident in figures, examples, problems, and applications throughout the book. For mathematicians and those in the field of computer science and engineering.
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Differential Equations with Mathematica

Author: Martha L. Abell,James P. Braselton

Publisher: Academic Press

ISBN: 0128047771

Category: Mathematics

Page: 880

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Differential Equations with Mathematica, Fourth Edition is a supplementing reference which uses the fundamental concepts of the popular platform to solve (analytically, numerically, and/or graphically) differential equations of interest to students, instructors, and scientists. Mathematica’s diversity makes it particularly well suited to performing calculations encountered when solving many ordinary and partial differential equations. In some cases, Mathematica’s built-in functions can immediately solve a differential equation by providing an explicit, implicit, or numerical solution. In other cases, mathematica can be used to perform the calculations encountered when solving a differential equation. Because one goal of elementary differential equations courses is to introduce students to basic methods and algorithms so that they gain proficiency in them, nearly every topic covered this book introduces basic commands, also including typical examples of their application. A study of differential equations relies on concepts from calculus and linear algebra, so this text also includes discussions of relevant commands useful in those areas. In many cases, seeing a solution graphically is most meaningful, so the book relies heavily on Mathematica’s outstanding graphics capabilities. Demonstrates how to take advantage of the advanced features of Mathematica 10 Introduces the fundamental theory of ordinary and partial differential equations using Mathematica to solve typical problems of interest to students, instructors, scientists, and practitioners in many fields Showcases practical applications and case studies drawn from biology, physics, and engineering
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Differentialgleichungen und ihre Anwendungen

Author: Martin Braun

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642973418

Category: Mathematics

Page: 596

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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#
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Differential Equations

A Primer for Scientists and Engineers

Author: Christian Constanda

Publisher: Springer

ISBN: 3319502247

Category: Mathematics

Page: 297

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This textbook is designed with the needs of today’s student in mind. It is the ideal textbook for a first course in elementary differential equations for future engineers and scientists, including mathematicians. This book is accessible to anyone who has a basic knowledge of precalculus algebra and differential and integral calculus. Its carefully crafted text adopts a concise, simple, no-frills approach to differential equations, which helps students acquire a solid experience in many classical solution techniques. With a lighter accent on the physical interpretation of the results, a more manageable page count than comparable texts, a highly readable style, and over 1000 exercises designed to be solved without a calculating device, this book emphasizes the understanding and practice of essential topics in a succinct yet fully rigorous fashion. Apart from several other enhancements, the second edition contains one new chapter on numerical methods of solution. The book formally splits the "pure" and "applied" parts of the contents by placing the discussion of selected mathematical models in separate chapters. At the end of most of the 246 worked examples, the author provides the commands in Mathematica® for verifying the results. The book can be used independently by the average student to learn the fundamentals of the subject, while those interested in pursuing more advanced material can regard it as an easily taken first step on the way to the next level. Additionally, practitioners who encounter differential equations in their professional work will find this text to be a convenient source of reference.
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Applications of Combinatorial Matrix Theory to Laplacian Matrices of Graphs

Author: Jason J. Molitierno

Publisher: CRC Press

ISBN: 1439863393

Category: Computers

Page: 425

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On the surface, matrix theory and graph theory seem like very different branches of mathematics. However, adjacency, Laplacian, and incidence matrices are commonly used to represent graphs, and many properties of matrices can give us useful information about the structure of graphs. Applications of Combinatorial Matrix Theory to Laplacian Matrices of Graphs is a compilation of many of the exciting results concerning Laplacian matrices developed since the mid 1970s by well-known mathematicians such as Fallat, Fiedler, Grone, Kirkland, Merris, Mohar, Neumann, Shader, Sunder, and more. The text is complemented by many examples and detailed calculations, and sections followed by exercises to aid the reader in gaining a deeper understanding of the material. Although some exercises are routine, others require a more in-depth analysis of the theorems and ask the reader to prove those that go beyond what was presented in the section. Matrix-graph theory is a fascinating subject that ties together two seemingly unrelated branches of mathematics. Because it makes use of both the combinatorial properties and the numerical properties of a matrix, this area of mathematics is fertile ground for research at the undergraduate, graduate, and professional levels. This book can serve as exploratory literature for the undergraduate student who is just learning how to do mathematical research, a useful "start-up" book for the graduate student beginning research in matrix-graph theory, and a convenient reference for the more experienced researcher.
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Partielle Differentialgleichungen

Eine Einführung

Author: Walter A. Strauss

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366312486X

Category: Mathematics

Page: 458

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Dieses Buch ist eine umfassende Einführung in die klassischen Lösungsmethoden partieller Differentialgleichungen. Es wendet sich an Leser mit Kenntnissen aus einem viersemestrigen Grundstudium der Mathematik (und Physik) und legt seinen Schwerpunkt auf die explizite Darstellung der Lösungen. Es ist deshalb besonders auch für Anwender (Physiker, Ingenieure) sowie für Nichtspezialisten, die die Methoden der mathematischen Physik kennenlernen wollen, interessant. Durch die große Anzahl von Beispielen und Übungsaufgaben eignet es sich gut zum Gebrauch neben Vorlesungen sowie zum Selbststudium.
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Numerische Näherungsverfahren für elliptische Randwertprobleme

Finite Elemente und Randelemente

Author: Olaf Steinbach

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322800547

Category: Mathematics

Page: 363

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Für die näherungsweise Lösung von Randwertproblemen zweiter Ordnung wird eine einheitliche Theorie der Finiten Elemente Methode und der Randelementmethode präsentiert. Neben der Stabilitäts- und Fehleranalysis wird vor allem auf effiziente Lösungsverfahren eingegangen. Für die Diskretisierung der auftretenden Randintegraloperatoren werden schnelle Randelementmethoden (Wavelets, Multipol, algebraische Techniken) mit der Darstellung durch partielle Integration verknüpft. Durch die Kopplung von FEM und BEM mittels Gebietszerlegungsmethoden können gekoppelte Randwertprobleme in komplexen Strukturen behandelt werden. Numerische Beispiele illustrieren die theoretischen Aussagen.
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Finite-Elemente-Methoden

Author: Klaus-Jürgen Bathe

Publisher: Springer Verlag

ISBN: 9783540668060

Category: Technology & Engineering

Page: 1253

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Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder.
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Differentialgleichungen für Dummies

Author: Steven Holzner

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527658041

Category: Mathematics

Page: 327

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Als die Gute Fee H?nschen fragte: "was w?nschst Du dir?", antwortete er: "Keine Differentialgleichungen mehr in der Schule": Hans im Gl?ck! Jetzt k?nnen Sie auch auf eine Gute Fee warten, oder sich dieses Buch kaufen. Sie finden hier Hilfe sollten Sie mit linearen und nichtlinearen gew?hnlichen Differentialgleichungen ihre liebe M?he haben, seien sie nun erster, zweiter oder h?herer Ordnung. Sie lernen auch, was Sie zu Laplace Transformation, Potenzreihen und vielen anderen vertrackten Problemen wissen sollten. Sehen Sie der Realit?t ins Auge, mit diesem Buch.
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Partielle Differentialgleichungen und numerische Methoden

Author: Stig Larsson,Vidar Thomee

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540274227

Category: Mathematics

Page: 272

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Das Buch ist für Studenten der angewandten Mathematik und der Ingenieurwissenschaften auf Vordiplomniveau geeignet. Der Schwerpunkt liegt auf der Verbindung der Theorie linearer partieller Differentialgleichungen mit der Theorie finiter Differenzenverfahren und der Theorie der Methoden finiter Elemente. Für jede Klasse partieller Differentialgleichungen, d.h. elliptische, parabolische und hyperbolische, enthält der Text jeweils ein Kapitel zur mathematischen Theorie der Differentialgleichung gefolgt von einem Kapitel zu finiten Differenzenverfahren sowie einem zu Methoden der finiten Elemente. Den Kapiteln zu elliptischen Gleichungen geht ein Kapitel zum Zweipunkt-Randwertproblem für gewöhnliche Differentialgleichungen voran. Ebenso ist den Kapiteln zu zeitabhängigen Problemen ein Kapitel zum Anfangswertproblem für gewöhnliche Differentialgleichungen vorangestellt. Zudem gibt es ein Kapitel zum elliptischen Eigenwertproblem und zur Entwicklung nach Eigenfunktionen. Die Darstellung setzt keine tiefer gehenden Kenntnisse in Analysis und Funktionalanalysis voraus. Das erforderliche Grundwissen über lineare Funktionalanalysis und Sobolev-Räume wird im Anhang im Überblick besprochen.
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Boundary Value Problems for Transport Equations

Author: Valeri Agoshkov

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9780817639860

Category: Mathematics

Page: 278

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In the modern theory of boundary value problems the following ap proach to investigation is agreed upon (we call it the functional approach): some functional spaces are chosen; the statements of boundary value prob the basis of these spaces; and the solvability of lems are formulated on the problems, properties of solutions, and their dependence on the original data of the problems are analyzed. These stages are put on the basis of the correct statement of different problems of mathematical physics (or of the definition of ill-posed problems). For example, if the solvability of a prob lem in the functional spaces chosen cannot be established then, probably, the reason is in their unsatisfactory choice. Then the analysis should be repeated employing other functional spaces. Elliptical problems can serve as an example of classical problems which are analyzed by this approach. Their investigations brought a number of new notions and results in the theory of Sobolev spaces W;(D) which, in turn, enabled us to create a sufficiently complete theory of solvability of elliptical equations. Nowadays the mathematical theory of radiative transfer problems and kinetic equations is an extensive area of modern mathematical physics. It has various applications in astrophysics, the theory of nuclear reactors, geophysics, the theory of chemical processes, semiconductor theory, fluid mechanics, etc. [25,29,31,39,40, 47, 52, 78, 83, 94, 98, 120, 124, 125, 135, 146].
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Analysis für Informatiker

Grundlagen, Methoden, Algorithmen

Author: Michael Oberguggenberger,Alexander Ostermann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540898239

Category: Computers

Page: 328

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Bei dem Thema des Buches spielt das algorithmische Denken eine wichtige Rolle. Die Autoren führen in die Analysis ein, indem sie deren Grundlagen aus algorithmischer Sichtweise entwickeln, die Theorie mittels MATLAB- und Maple-Programmen und Java-Applets anschaulich machen und grundlegende Konzepte der numerischen Analysis behandeln. Das Buch wendet sich an Informatiker im ersten Studienabschnitt und kann als Vorlesungsgrundlage, als Begleittext zur Vorlesung oder zum Selbststudium verwendet werden.
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Höhere Mathematik mit Mathematica

Band 3: Differentialgleichungen und Numerik

Author: Walter Strampp,Victor Ganzha,Evgenij V. Vorozhtsov

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322802973

Category: Mathematics

Page: 321

View: 3767

Dieser 3. Band der vierbändigen Reihe Höhere Mathematik mit Mathematica setzt den Mathematik-Kurs fort, der mit den ersten beiden Bänden begonnen ist. Nach der dort behandelten Linearen Algebra und ein- und mehrdimensionalen Analysis werden hier zwei der wohl wichtigsten Gebiete für den Praktiker behandelt: Gewöhnliche Differentialgleichungen und Numerik. Die Erklärung der mathematischen Sachverhalte und die Umsetzung in vielen Beispielen mit Mathematica machen es möglich, dass einerseits nicht nur akademische, weil mit geringem Aufwand rechenbare Aufgaben gestellt werden können, andererseits aber auch ein mächtiges Hilfsmittel zur Bewältigung mathematischer Fragestellungen vorgeführt wird. Zwei separate Verzeichnisse zu Sachwörtern und zu Mathematica-Befehlen erleichtern auch das spätere Finden der wichtigen Stichwörter und Befehle. Die zahlreichen Bilder sind Beispiele für die graphischen Fähigkeiten von Mathematica. Die Mathematica-Beispiele sind so aufgebaut, dass sie nicht von einer speziellen Mathematica-Installation oder -Version abhängig sind.
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Numerical Methods for Engineers

Author: Steven C. Chapra,Raymond P. Canale

Publisher: N.A

ISBN: 9789814670876

Category: Technology & Engineering

Page: 970

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Numerical Methods for Engineers retains the instructional techniques that have made the text so successful. Chapra and Canale's unique approach opens each part of the text with sections called "Motivation" "Mathematical Background" and "Orientation". Each part closes with an "Epilogue" containing "Trade-Offs" "Important Relationships and Formulas" and "Advanced Methods and Additional References". Much more than a summary the Epilogue deepens understanding of what has been learned and provides a peek into more advanced methods. Numerous new or revised problems are drawn from actual engineering practice. The expanded breadth of engineering disciplines covered is especially evident in these exercises which now cover such areas as biotechnology and biomedical engineering. Excellent new examples and case studies span all areas of engineering giving students a broad exposure to various fields in engineering.McGraw-Hill Education's Connect is also available as an optional add on item. Connect is the only integrated learning system that empowers students by continuously adapting to deliver precisely what they need when they need it how they need it so that class time is more effective. Connect allows the professor to assign homework quizzes and tests easily and automatically grades and records the scores of the student's work. Problems are randomized to prevent sharing of answers an may also have a "multi-step solution" which helps move the students' learning along if they experience difficulty.
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Transients in Electrical Systems: Analysis, Recognition, and Mitigation

Author: J. C. Das

Publisher: McGraw Hill Professional

ISBN: 0071626034

Category: Technology & Engineering

Page: 736

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Detect and Mitigate Transients in Electrical Systems This practical guide explains how to identify the origin of disturbances in electrical systems and analyze them for effective mitigation and control. Transients in Electrical Systems considers all transient frequencies, ranging from 0.1 Hz to 50 MHz, and discusses transmission line and cable modeling as well as frequency dependent behavior. Results of EMTP simulations, solved examples, and detailed equations are included in this comprehensive resource. Transients in Electrical Systems covers: Transients in lumped circuits Control systems Lightning strokes, shielding, and backflashovers Transients of shunt capacitor banks Switching transients and temporary overvoltages Current interruption in AC circuits Symmetrical and unsymmetrical short-circuit currents Transient behavior of synchronous generators, induction and synchronous motors, and transformers Power electronic equipment Flicker, bus, transfer, and torsional vibrations Insulation coordination Gas insulated substations Transients in low-voltage and grounding systems Surge arresters DC systems, short-circuits, distributions, and HVDC Smart grids and wind power generation
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Partielle Differentialgleichungen der Geometrie und der Physik 2

Funktionalanalytische Lösungsmethoden

Author: Friedrich Sauvigny

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540275401

Category: Mathematics

Page: 350

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Das zweibändige Lehrbuch behandelt das Gebiet der partiellen Differentialgleichungen umfassend und anschaulich. Der Autor stellt in Band 2 funktionalanalytische Lösungsmethoden vor und erläutert u. a. die Lösbarkeit von Operatorgleichungen im Banachraum, lineare Operatoren im Hilbertraum und Spektraltheorie, die Schaudersche Theorie linearer elliptischer Differentialgleichungen sowie schwache Lösungen elliptischer Differentialgleichungen.
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Zahlwort und Ziffer

eine Kulturgeschichte der Zahl

Author: Karl Menninger

Publisher: Vandenhoeck & Ruprecht

ISBN: 9783525407257

Category: Abacus

Page: 314

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