Alexander Caspar: Katalogdaten im Herbstsemester 2016

NameHerr Dr. Alexander Caspar
Adresse
Dep. Mathematik
ETH Zürich, HG E 63.2
Rämistrasse 101
8092 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 632 68 91
E-Mailalexander.caspar@math.ethz.ch
URLhttp://www.math.ethz.ch/~caspara
DepartementMathematik
BeziehungDozent

NummerTitelECTSUmfangDozierende
401-0293-00LMathematik III3 KP2V + 1UA. Caspar, N. Hungerbühler
KurzbeschreibungVertiefung der mehrdimensionalen Analysis mit Schwerpunkt in der Anwendung der partiellen Differentialgleichungen, Vertiefung der Linearen Algebra und Einführung in die Systemanalyse und Modellbildung.X
LernzielDie Studierenden

+ verstehen Mathematik als Sprache zur Modellbildung und als Werkzeug zur Lösung
angewandter Probleme in den Naturwissenschaften.
+ können anspruchsolle Modelle analysieren, Lösungen qualitativ beschreiben oder
allenfalls explizit berechnen: diskret/kontinuierlich in Zeit, Ebene und Raum.
+ können Beispiele und konkrete arithmetische und geometrische Situationen
der Anwendungen mit Methoden der höheren Mathematik interpretieren und bearbeiten.
Inhalt### Modellbildung ###

- Einführung und Beispiele
- Mehrdimensionale Modelle
- Pocken-Modell
- SIR-Modell

### Lineare Modelle ###

- Vektorräume
- Diagonalisierbarkeit
- Normalformen
- Exponential einer Matrix
- Lösungsraum eines Linearen DGL-Systems

### Fourier-Reihen ###

- Euklidische Vektorräume
- Orthogonale Projektion
- Anwendungen

### Nichtlineare Modelle ###

- Stationäre Lösungen, Qualitative Aussagen
- Mehrdimensionale Modelle: Räuber-Beute, Lotka-Volterra

### Partielle Differentialgleichungen ###

- Einführung, Repetition, Beispiele
- Fourier-Methoden: Wärmeleitung, Laplace, Wellengleichung,
Filter, Computertomographie

### Laplace-Transformation ###

- Definition und Notation
- Rechenregeln
- Anwendungsbeispiel
SkriptSiehe Lernmaterial > Literatur
LiteraturSiehe Lernmaterial > LiteraturII (nächstes Semester)
Für Reglement
(Prüfungsblock) Bachelor-Studiengang Maschineningenieurwissenschaften 2010; Ausgabe 15.01.2013 (Prüfungsblock)
Voraussetzungen / BesonderesVorlesungen Mathematik I/II
401-0293-99LMathematik III (Supplement)
Muss zusammen mit "Mathematik III" (401-0293-00L) belegt werden.
1 KP1AA. Caspar, N. Hungerbühler
KurzbeschreibungModellbildung, Vertiefung der mehrdimensionalen Analysis mit Schwerpunkt in der Anwendung der partiellen Differentialgleichungen, Vertiefung der Linearen Algebra und der Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen, Einführung in die Systemanalyse. Die Studierenden erarbeiten zudem eine Unterrichtssequenz.
LernzielDie Studierenden kennen die wesentlichen Elemente der mathematischen Modellierung. Sie sind in der Lage, Modelle zu erstellen und mathematisch zu diskutieren. Sie können selbständig Unterrichtssequenzen zur Modellierung entwickeln.
Inhalt- Modellbildung
- Lineare Modelle:
Vektorräume,
Normalformen,
Lösungsraum eines Linearen DGL-Systems
- Qualitative Aussagen, Nichtlineare Modelle:
Stabilität für eine DGL 1.Ordnung, für allgemeine DGL-Systeme
- Modelle in Raum und Zeit:
Partielle DGL,
Fourier-Reihe, -Transformation,
Laplace-Operator
LiteraturImboden, D. and S. Koch, Systemanalyse - Einführung in die mathematische Modellierung natürlicher Systeme. Berlin Heidelberg: Springer Verlag (2008).
Voraussetzungen / BesonderesGrundvorlesungen zur Analysis