Institut für Angewandte Mathematik
|
Vorlesung im WS 2023/2024 |
Numerische Mathematik 1 |
In dieser Vorlesung soll in die Grundlagen der Numerischen Mathematik eingeführt
werden. Neben einer algorithmischen Beschreibung der wesentlichen Verfahren steht die
theoretische Begründung der Methoden, d.h. die Stabilitäts- und Fehleranalysis
im Vordergrund. Interpolation und Approximation von Funktionen (polynomiale
Interpolation, Spline-Interpolation, Tschebysche-Polynome, L2-Projektion),
Numerische Integration (Newton-Cotes, Gauß-Legendre, Gauß-Tschebyscheff),
Numerische Lineare Algebra (Normen, Kondition eines Problems, Fehleranalyse,
direkte Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme (Gauß-Algorithmus,
QR-Zerlegung, Householder- und Givens-Transformation, Cholesky-Zerlegung),
Lineare Ausgleichsprobleme), iterative Verfahren zur Lösung linearer
Gleichungssysteme (CG, GMRES), nichtlineare Gleichungen und
Gleichungssysteme (Fixpunkt-Verfahren, Newton-Verfahren).
|
Inhalt |
- Approximation und Interpolation von Funktionen
- Numerische Integration
- Numerische lineare Algebra
- Nichtlineare Gleichungen
|
Vorlesung |
- Mo, 8:30-10:00 Uhr im Hörsaal BE01
- Di, 10:15-11:00 Uhr im Hörsaal BE01
- Beginn am Mo, 9.10.2023
- Termine laut TUGonline.
- Die Prüfung zur Vorlesung erfolgt mündlich.
- Skript
- Kapitel 1 (pdf)
- Kapitel 2 (pdf)
- Kapitel 3 (pdf)
|
Übung |
- Beginn am Mi, 11.10.2023
- Gruppe 1: 15.15-16.00 Uhr im Seminarraum STEG006
- Gruppe 2: 15.15-16.00 Uhr im Hörsaal BE01
- Es wird voraussichtlich 13 Übungsblätter mit jeweils
drei Aufgaben geben, welche in der Übung an der Tafel vorgerechnet werden.
- Kriterien für ein positives Übungszeugnis:
- Votierung der Hälfte aller Übungsaufgaben.
- Erfolgreiches Vorrechnen von mindestens zwei Aufgaben.
- Positiver Test am 27.11.2023 und am 29.1.2024.
- Bearbeitung und Präsentation eines Projektes am 31.1.2024,
welches in Gruppen von maximal drei Teilnehmern bearbeitet werden
soll.
- Das Votieren von wenigstens einer Aufgabe führt zur Benotung der
Übung.
- Bei Nichtbestehen der Klausur wird eine Nachprüfung (schriftlich oder
mündlich) im Februar 2024 angeboten.
- Blatt 1 für die Übung am 11.10.2023
- Blatt 2 für die Übung am 18.10.2023
- Blatt 3 für die Übung am 25.10.2023
- Blatt 4 für die Übung am 8.11.2023
- Blatt 5 für die Übung am 15.11.2023
- Blatt 6 für die Übung am 22.11.2023
- Blatt 7 für die Übung am 29.11.2023
- Blatt 8 für die Übung am 6.12.2023
- Blatt 9 für die Übung am 13.12.2023
- Blatt 10 für die Übung am 20.12.2023
- Blatt 11 für die Übung am 10.1.2024
- Blatt 12 für die Übung am 17.1.2024
- Blatt 13 für die Übung am 24.1.2024
|
Literatur (Auswahl) |
- M. Bollhöfer, V. Mehrmann: Numerische Mathematik. Vieweg, Braunschweig, 2004.
- W. Dahmen, A. Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler.
Springer, Berlin, Heidelberg, 2006.
- J. W. Demmel: Applied Numerical Linear Algebra. SIAM, Philadelphia, 1999.
- G. H. Golub, C. F. van Loan: Matrix Computations.
The John Hopkins University Press, Baltimore, 1989.
- M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des
Wissenschaftlichen Rechnens. B. G. Teubner, Stuttgart, 2009.
- M. Hermann, M. : Numerische Mathematik. Oldenbourg, München 2011.
- E. Isaacson, H. B. Keller: Analyse numerischer Verfahren.
Verlag Harri Deutsch, Zürich, 1973.
- R. Plato: Numerische Mathematik kompakt. Vieweg u.Teubner Verlag, Wiesbaden, 2010.
- A. Quarteroni, R. Sacco, F. Saleri: Numerische Mathematik 1/2.
Springer, New York, 2005.
- Y. Saad: Iterative methods for sparse linear systems. SIAM, Philadelphia, 2003.
- R. Schaback, H. Werner: Numerische Mathematik. Springer, Berlin, 1992.
- H. R. Schwarz: Numerische Mathematik. B. G. Teubner, Stuttgart, 1997.
- J. Stoer: Numerische Mathematik 1. Springer, Berlin, 2005.
- J. Stoer, R. Bulirsch: Numerische Mathematik 2. Springer, Berlin, 2005.
- E. Süli, D. F. Mayers: An Introduction to Numerical Analysis.
Cambridge University Press, Cambridge, 2003.
|
Kontakt |
Univ.-Prof. Dr. Olaf Steinbach |
Institut für Angewandte Mathematik, TU Graz,
Steyrergasse 30, A 8010 Graz
|
Zimmer C308, Telefon: +43 316 873 8121, E-Mail: o.steinbach@tugraz.at |