Vorlesung: Einführung in die Numerik / Numerik für Studierende der Naturwissenschaften (FS 2017)

Vorlesender

Prof. Dr. Helmut Harbrecht

Inhalt der Vorlesung:

Die Aufgabe der Numerik ist die Konstruktion und Analyse von Algorithmen zur Lösung mathematischer Aufgaben. Diese mathematischen Aufgaben stammen zum Beispiel aus Technik, Naturwissenschaften, Wirtschaftswissenschaften und Sozialwissenschaften. Mathematische Methoden sind häufig auf ein spezielles Anwendungsgebiet zugeschnitten. Sobald Zahlenwerte erlaubt sind, treten jedoch überall ähnliche Probleme auf. Beispielsweise treten in 70% aller Anwendungen lineare Gleichungssysteme auf.

Vorkenntnisse:

Grundkenntnisse in Analysis und Linearer Algebra werden empfohlen.

Vorlesungszeiten:

10477-01 / 12954-01:Mo 14:15-16:00 Uhr, Alte Universität, Hörsaal U101
10477-01:Di 11:15-12:00 Uhr, Geographie, Hörsaal 5-01 (nicht für Studierende der Naturwissenschaften)

Die Vorlesung Numerik für Studierende der Naturwissenschaften (12954-01) ist eine zweistündige Vorlesung mit Übungen 12954-0X (4 KP) und richtet sich an ein breites Publikum. Speziell müssen nur die Übungsaufgaben ohne Sternchen bearbeitet werden. Demgegenüber ist die Vorlesung Einführung in die Numerik (10477-01) dreistündig und wird ebenfalls durch Übungen 10478-0X ergänzt (7 KP). Sie vertieft die mathematische Theorie und richtet sich primär an Studierende der Mathematik sowie an Studierende der Computational Sciences, welche an der Vertiefungsrichtung Computational Mathematics interessiert sind.

Übungsbetrieb:

Termine:Mo10.15-12.00 Uhr,Marc Schmidlin,Spiegelgasse 5, SR 05.002
Mi08.15-10.00 Uhr,Simon Michel,Biozentrum, HS 103 (für Studierende der Naturwissenschaften)
Mi08.15-10.00 Uhr,Ilja Kalmykov,Biozentrum, SR 104(für Studierende der Naturwissenschaften)
Mi08.15-10.00 Uhr,Aline Steiner,Biozentrum, SZ 106(für Studierende der Naturwissenschaften)
Do10.15-12.00 Uhr,Gerold Schefer,Kollegienhaus, SR 208
Do15.15-17.00 Uhr,Luzia Felber,Biozentrum, SZ 106

Assistierende: Luzia Felber, Ilja Kalmykov, Simon Michel, Marc Schmidlin, Gerold Schefer, Aline Steiner
Testatkriterien:50% der Punkte aus den theoretischen Aufgaben (für 12954-0X: nur von den Aufgaben ohne Sternchen)
50% der Punkte aus den Programmieraufgaben (diese sind zusammen mit den Übungsaufgaben in gedruckter Form (Quelltext und Plots) abzugeben)
Bestehen der Schlussklausur am 29.05.2017 um 16:15-18:15 Uhr (Physik, Grosser Hörsaal, 1.03)

Die Übungsblätter sind jeweils montags um 14 Uhr in den Briefkästen des Fachbereichs Mathematik oder zu Beginn der Vorlesung abzugeben. Der Übungsbetrieb startet am Mittwoch, den 22.02.2017. In der ersten Übungseinheit gibt es eine Einführung in MATLAB.

Erlaubte Hilfsmittel in der Klausur: ein (doppelseitig) beschriebenes A4-Blatt (per Hand geschrieben oder getippt, dann jedoch mindestens 12pt Schriftgrösse, keine Beispielaufgaben), kein Taschenrechner.

Übungsblätter:

  • blatt1.pdf
  • blatt2.pdf
  • blatt3.pdf
  • blatt4.pdf
  • blatt5.pdf
  • blatt6.pdf
  • blatt7.pdf (adaptDivDiff.m)
  • blatt8.pdf (splineEval.m, smoothingRoyals.m)
  • blatt9.pdf
  • blatt10.pdf
  • blatt11.pdf
  • Skript:

    Vorlesungsbegleitend wird ein Vorlesungsskript entwickelt, das hier als Lernhilfe zur Verfügung gestellt wird. Korrekturhinweise sind erwünscht und können gerne bei Prof. Dr. Helmut Harbrecht eingereicht werden.

    Projekt:

    Zur Vorlesung wird ein vertiefendes Programmierprojekt (1 KP) angeboten. Es beschäftigt sich mit Methoden zur Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungen. Die Anwendungen, welche angeschaut werden, behandeln Beispiele von selbstorganisierenden Gruppen.

    Betreuung:Monica Bugeanu, Peter Zaspel
    Ausgabe des Projekts: Fr 31.03.2017
    Besprechung der Aufgaben: Mo 03.04.2017 (13.15-14.00 Uhr, Spiegelgasse 5, SR 05.002)
    Abgabe des Projekts: Fr 30.06.2017
    Hilfsfunktionen: plot_error.m, animate_point_cloud.m, create_points.m, create_velocities.m
    Daten: X.mat, V.mat
    Abgabetemplate: abgabe_template.tgz