Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen
Aktuell:
 
-  Die Vorlesung am Montag, dem 19.1.2004 fällt aus. Ersatztermin: Dienstag, 3.2.2004, 7.DS in C307.
 
Termine:
 
-  Vorlesung: Montag, 4. DS in WIL A 120; Dienstag (ungerade Wochen), 1. DS in WIL C133.
 
-  Übung: Donnerstag (gerade Wochen), 5.DS in WIL C 133, gehalten von Ulrich Matthes
 
-  Vorrangzeiten Rechnerraum WIL C 107: Mittwoch, 1. DS, Donnerstag, 6. DS und Freitag, 4. DS
 
Sprechstunde:
 Dienstag, 2. DS in WIL C 318 (Ausnahmen: 21.10.03, 10.01.04).
Bemerkungen:
 Im Runge-Kutta Verfahren Def. 3.9der VL muß es heißen:
- \varphi(t,y,h) = 1/6{k_1 + 2k_2 + 2k_3 + k_4}.
 
Übungsaufgaben:
- Matlab Tutorial von Robert Wilke und Ulf Wittl hier in pdf. Alles ink. pdf-Datei und Matlab Beispielen als zip Datei gibt es hier.
 - Matlab Einführung von Jörn Behrens und Armin Iske gibt es in pdf hier.
 - 17.10.2003:  Übung 1
 - 03.11.2003:  Übung 2
 - 17.11.2003:  Übung 3
 - 02.12.2003:  Übung 4
 - 12.12.2003:  Übung 5
 - 06.01.2004:  Übung 6
 
Zusammenfassung:
Bei gewöhnlichen Differentialgleichungen tritt die gesuchte (skalare oder vektorwertige) Funktion neben ihren Ableitungen bis zu einer gewissen Ordnung lediglich als Funktion einer unabhängigen Variablen auf. Anfangs- und Randwertprobleme gewöhnlicher Differentialgleichungen, bei denen der Lösung gewisse Zusatzbedingungen auferlegt werden, treten sehr häufig in der Modellierung in den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie in der Ökonomie auf.
Neben der Diskussion von exemplarischen Anwendungen wird in der Vorlesung jeweils eine knappe Einführung in die Theorie von Anfangs- und Randwertproblemen gewöhnlicher Differentialgleichungen gegeben (Existenz-, Eindeutigkeits- und Stabilitätsaussagen). Im Zentrum der Veranstaltung steht jedoch die Entwicklung, Darstellung und mathematische Begründung von numerischen Lösungsmethoden. Behandelt werden insbesondere Ein- und Mehrschrittverfahren für Anfangswertaufgaben sowie Differenzen- und Variationsmethoden für Randwertaufgaben. Eine zentrale Rolle wird die a-posteriori Fehlerkontrolle spielen.
Zielgruppe:
 Studierende der Fächer Mathematik, Technomathematik, Wirtschaftsmathematik.
Vorkenntnisse:
 Grundkurs Mathematik, insbesondere Lineare Algebra, Analysis und Numerik
Inhaltsübersicht:
 
Einführung und Beispiele
Anfangswertaufgaben
- Existenz und Einzigkeit von Lösungen
 
- Einschrittverfahren
 
- Mehrschrittverfahren
 
- Fehlerkontrolle (Extrapolation, eingebettete Verfahren)
 
Randwertaufgaben
- Existenz und Einzigkeit von Lösungen
 
- Differenzenverfahren
 
- Variationelle Methoden
 
- Schießverfahren
 
Literatur:
 
-  P. Deuflhard, F. Bornemann:
Numerische Mathematik 2. Integration gewöhnlicher Differentialgleichungen. ,
WdG 1994.
 
-  K. Strehmel, R. Weiner:
Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen.,
Teubner, 1995.
 
-  R. D. Grigorieff:
Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen., Teubner, 1972.
 
- H. Werner, H. Arndt:
Gewöhnliche Differentialgleichungen.,
Springer, 1991.
 
siehe auch Aushang, als  ps Datei hier.
Leistungsnachweis:
 Für den Erhalt eines Übungsscheines sind folgende Kriterien zu erfüllen;
-  Erfolgreiche Bearbeitung von 60 % der Übungsaufgaben, wobei mindestens 50 % der Übungsaufgaben jedes Aufgabenblattes erfolgreich zu bearbeiten sind. 
 
-  Zusätzlich 6 von 9 möglichen Punkten bei 3 numerischen Aufgaben. Dabei gilt eine Aufgabe als erfolgreich bearbeitet, falls mindestens 2 Punkte erreicht wurden. Numerische Aufgaben sind in den Vorrangzeiten am Rechner vorzuführen.
 
-  Regelmässige aktive Teilnahme an den Übungen, welche sich i.d.R. durch Vorrechnen von Übungsaufgaben an der Tafel ausdrückt (mindestens 2 mal pro Semester).
 
Einschreibung:
 1. Vorlesung, Montag, 13.10.03., 4. DS. in WIL A 120.
    
    Michael Hinze