Animierte Veranschaulichungen

für die Vorlesung

Mathematik für Physiker


Hier stellen wir Ihnen Webseiten bereit, auf denen Sie sich ausgewählte Themen der Vorlesung mit Hilfe von animierten Graphiken selbst veranschaulichen können.

Diese Materialien sind im Rahmen eines Projekts zur Verbesserung der Lehre im Lehrlabor des Universitätskollegs der Universität Hamburg erarbeitet worden.

Mitarbeiter im Projekt:

Hinweis:

Die folgenden Animationen funktionieren dank eines externen Servers auf den die Universität Hamburg keinen Zugriff hat. Falls die Animationen nicht funktionieren, probieren Sie es bitte zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal. Wir können dabei leider nicht helfen. Falls ein Problem in einer funktionierenden Animation auftritt, weisen Sie uns bitte bei den Übungen darauf hin.

Materialien

Link zur Animation Beschreibung der Animation
Komplexe Zahlen Veranschaulichung von komplexen Zahlen sowie deren Summe und Produkt.
Plotter für Folgen Plotter einer beliebigen Folge und Berechnung des Grenzwerts für \(n\) gegen \(\infty\).
Plotter für Funktionen Plotter beliebiger Funktionen \(f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Das Epsilon-Delta-Kriterium für Stetigkeit Veranschaulichung des \(\varepsilon\)-\(\delta\)-Kriteriums für Stetigkeit.
sin(x)/x Der Grenzwert von \(\sin(x)/x\) für \(x \rightarrow 0\).
Differenzenquotient Veranschaulichung des Differenzenquotientens.
Mittelwertsatz Veranschaulichung des Mittelwertsatzes für beliebige differenzierbare Funktionen \(f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Taylorentwicklung Berechnet und plottet das Taylorpolynom für beliebig häufig differenzierbare Funktionen \(f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Numerischer Fehler bei der Taylorentwicklung Plottet die Taylorentwicklung einer Funktion \(f : \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \) und berechnet dessen Fehler.
Riemannsche Summen Berechnet das Integral und die Annäherungen durch Riemannsche Summen von integrierbaren Funktionen \(f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Lineare Transformation eines Vektors Veränderung eines Vektors unter der durch eine Matrix gegebenen Transformation.
Lineare Transformation einer Fläche Veränderung einer Fläche unter der durch eine Matrix gegebenen Transformation.
Matrizen-Rätsel Prüfen Sie Ihr Verständnis des Konzepts der darstellenden Matrix.
Orthogonalität Veranschaulicht die Orthogonalität von Vektoren bezüglich verschiedener Skalarprodukte.
Hauptachsen eines Ellipsoids Plottet die Hauptachsen eines Ellipsoids.
Normenvergleich Vergleicht verschiedende Normen auf \(\mathbb{R}^2\).
Fixpunkte Plottet Fixpunkte von Abbildungen \(F: \mathbb{R}^2 \rightarrow \mathbb{R}^2\).
Funktionenfolgen Plottet von Ihnen vorgegebene Funktionenfolgen.
Fourierreihe Plottet Fourierreihen \(2 \pi\)-periodischer Funktionen.
Funktionen von \(\mathbb{R}\times\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\) Plotter für einige Funktionen \(f: \mathbb{R} \times \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Richtungsableitungen Veranschaulicht Richtungsableitungen für eine Funktion \(f: \mathbb{R}\times\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Der Gradient Plottet den Gradienten einer skalaren Funktion.
2-dimensionale Vektorfelder Veranschaulicht 2-dimensionale Vektorfelder.
Divergenz Plottet die Divergenz eines 2-dimensionalen Vektorfeldes.
Laplace-Operator Plottet die Divergenz eines Gradientenfeldes.
Rotation Plottet ein 3-dimensionales Vektorfeld und dessen Rotation.
Extremwerte Veranschaulichung von Beispielen für Extremwerten mit Nebenbedingungen.
\(2\)-dimensionale Taylorentwicklung Plottet die Taylorentwicklung einer Funktion \(f: \mathbb{R} \times \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Implizite Funktionen (im 2-dimensionalen) Plottet die Nullstellenmenge einer Funktion \(f : \mathbb{R} \times \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Implizite Funktionen (im 3-dimensionalen) Plottet die Nullstellenmenge einer Funktion \(f : \mathbb{R} \times \mathbb{R} \times \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\).
Tangentialraum Plottet den Tangentialraum einer Funktion \(f: \mathbb{R} \times \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\) an verschiedenen Stellen.
Flusslinien Plottet Flusslinien ausgewählter 2-dimensionaler Vektorfelder.
Orbits Plottet den Orbit der Erde um die Sonne mit verschiedenen Einstellugen.

Fast alle Visualisierungen benutzen das freie Computeralgebrasystem Sage und stehen wie Sage unter der GPL zur Verfügung . Auf der Sage Testseite können Sie Sage selbst einmal ausprobieren; eine Einführung finden Sie unter folgendem Tutorial.

BMBF-Logo

Dieses Vorhaben wird innerhalb des gemeinsamen Bund-Länder-Programms für bessere Studienbedingungen und mehr Qualität in der Lehre aus Mitteln des Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01PL12033 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autor/-innen.