Folkmar Bornemann Livres

The authors, members of teams that solved all 10 problems, show in detail multiple approaches for solving each problem, ranging from elementary to sophisticated, from brute-force to schemes that can be scaled to provide thousands of digits of accuracy and that can solve even larger related problems. The authors touch on virtually every major technique of modern numerical matrix computation, iterative linear methods, limit extrapolation and convergence acceleration, numerical quadrature, contour integration, discretization of PDEs, global optimization, Monte Carlo and evolutionary algorithms, error control, interval and high-precision arithmetic, and many more. The SIAM 100-Digit A Study in High-Accuracy Numerical Computing gives concrete examples of how to justify the validity of every single digit of a numerical answer. Methods range from carefully designed computer experiments to a posteriori error estimates and computer-assisted proofs based on interval arithmetic.

This book offers an introduction to the algorithmic-numerical thinking using basic problems of linear algebra. By focusing on linear algebra, it ensures a stronger thematic coherence than is otherwise found in introductory lectures on numerics. The book highlights the usefulness of matrix partitioning compared to a component view, leading not only to a clearer notation and shorter algorithms, but also to significant runtime gains in modern computer architectures. The algorithms and accompanying numerical examples are given in the programming environment MATLAB, and additionally – in an appendix – in the future-oriented, freely accessible programming language Julia. This book is suitable for a two-hour lecture on numerical linear algebra from the second semester of a bachelor's degree in mathematics.

Well-known authors; Includes topics and results that have previously not been covered in a book; Uses many interesting examples from science and engineering; Contains numerous homework exercises; Scientific computing is a hot and topical area

This book is about the explicit elimination of fast oscillatory scales in dynamical systems, which is important for efficient computer-simulations and our understanding of model hierarchies. The author presents his new direct method, homogenization in time, based on energy principles and weak convergence techniques. How to use this method is shown in several general cases taken from classical and quantum mechanics. The results are applied to special problems from plasma physics, molecular dynamics and quantum chemistry. Background material from functional analysis is provided and explained to make this book accessible for a general audience of graduate students and researchers.

Dieses Lehrbuch führt den Leser in konkrete Techniken und Begriffe der Analysis ein, mit deren Hilfe sich komplexe quantitative Zusammenhänge vereinfachen und verstehen lassen. Es richtet sich in erster Linie an Studierende der Informatik, ist aber auch für Studierende der Mathematik und Physik mit Interesse an diskreten Strukturen eine willkommene ergänzende Einführung in so grundlegende analytische Werkzeuge wie Abschätzung, Approximation und Asymptotik. Besonderheiten der Darstellung sind (a) die Betonung von Ideenbildung und Argumentationshierarchien (von der Graphik zum Beweis), (b) der Einsatz von Computeralgebra-Systemen für rein kalkulatorische Aufgaben, (c) das wiederholte Aufgreifen von Beispielen mit verfeinerten Techniken und veränderten Blickwinkeln und (d) die Motivation anhand von Problemen aus der Informatik. Das Buch wird von einer hyperverlinkten PDF-Version begleitet, die Verweise auf Begriffserklärungen, biografische Daten und weiterführendes Material enthält.

Die numerische Lösung von Anfangs- und Randwertproblemen für gewöhnliche Differentialgleichungen steht im Mittelpunkt dieses Lehrbuchs. Es bietet eine praxisnahe Einführung in bewährte Methoden, die von der theoretischen Herleitung über die Analyse bis zur Implementierung reichen. Zudem werden zahlreiche Anwendungsbeispiele präsentiert, ergänzt durch eine Vielzahl von Übungsaufgaben, die das Verständnis vertiefen und die Anwendung der Methoden fördern.

Dieses Buch führt anhand grundlegender Problemstellungen der linearen Algebra in das algorithmisch-numerische Denken ein. Die Beschränkung auf die lineare Algebra sichert dabei eine stärkere thematische Kohärenz als sie sonst in einführenden Vorlesungen zur Numerik zu finden ist. Die Darstellung betont die Zweckmäßigkeit von Matrixpartitionierungen gegenüber einer komponentenweisen Betrachtung, was sich nicht nur in einer übersichtlicheren Notation und kürzeren Algorithmen auszahlt, sondern angesichts moderner Computerarchitekturen auch zu signifikanten Laufzeitgewinnen führt. Die Algorithmen und begleitenden numerischen Beispiele werden in der Programmierumgebung MATLAB angegeben, zusätzlich aber in einem Anhang auch in der zukunftsweisenden, frei zugänglichen Programmiersprache Julia. Das vorliegende Buch eignet sich für eine zweistündige Vorlesung über numerische lineare Algebra ab dem zweiten Semester des Bachelorstudiengangs Mathematik.

In dieser konzisen und zielgerichteten Einführung wird die Eleganz und Geschlossenheit der Funktionentheorie vorgeführt. So lassen sich mit den komplex-analytischen Methoden u. a. Formeln kompakt darstellen und Grenzwerte einfach berechnen – Funktionentheorie spart Rechnungen. Zahlreiche interessante Beispiele, Anwendungen und 170 Übungsaufgaben zeigen die Effizienz der Methoden. Trotz der Kürze des Buchs reicht der Stoff bis zum Riemann'schen Abbildungssatz. Das zugehörige eBook enthält computergestützte Rechnungen und historische Informationen.

Packender Streifzug durch die numerische Mathematik. Die Route orientiert sich an der "SIAM 10 x 10-Digit Challenge". 2002 forderte Nick Trefethen (Oxford) damit Kollegen und Doktoranden weltweit jede, der in wenigen Sätzen formulierten Aufgaben verlangt dabei nach der Berechnung der ersten zehn Ziffern einer reellen Zahl. Für jede Aufgabe werden vielfältige Lösungen diskutiert. Viele praktische Hinweise helfen Lesern, numerische Probleme zu lösen und lehren sie, die Wahl zwischen konkurrierenden Methoden wohl zu überlegen. Auf der der vollständige lauffähige Programmtext aller Verfahren, Beispiele, Tabellen und Figuren.