A First Course In Chaotic Dynamical Systems

Theory And Experiment

Author: Robert L. Devaney

Publisher: CRC Press

ISBN: 0429972032

Category: Mathematics

Page: 340

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A First Course in Chaotic Dynamical Systems: Theory and Experiment is the first book to introduce modern topics in dynamical systems at the undergraduate level. Accessible to readers with only a background in calculus, the book integrates both theory and computer experiments into its coverage of contemporary ideas in dynamics. It is designed as a gradual introduction to the basic mathematical ideas behind such topics as chaos, fractals, Newton's method, symbolic dynamics, the Julia set, and the Mandelbrot set, and includes biographies of some of the leading researchers in the field of dynamical systems. Mathematical and computer experiments are integrated throughout the text to help illustrate the meaning of the theorems presented. Chaotic Dynamical Systems Software, Labs 1-6 is a supplementary labouratory software package, available separately, that allows a more intuitive understanding of the mathematics behind dynamical systems theory. Combined with A First Course in Chaotic Dynamical Systems , it leads to a rich understanding of this emerging field.

A First Course in Discrete Dynamical Systems

Author: Richard A. Holmgren

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 1441987320

Category: Mathematics

Page: 223

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Given the ease with which computers can do iteration it is now possible for almost anyone to generate beautiful images whose roots lie in discrete dynamical systems. Images of Mandelbrot and Julia sets abound in publications both mathematical and not. The mathematics behind the pictures are beautiful in their own right and are the subject of this text. Mathematica programs that illustrate the dynamics are included in an appendix.

Einführung in die Dynamik

Author: Friedrich Pfeiffer,Thorsten Schindler

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642410464

Category: Technology & Engineering

Page: 223

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Eine Einführung in die Grundlagen und Anwendungen der Dynamik mit besonderer Betonung der Schwingungen für Studierende und Praktiker der Ingenieurwissenschaften. Behandelt werden • die Grundgesetze der Kinematik und Kinetik, die Prinzipien von d’Alembert, Jourdain und Hamilton sowie die Lagrange‘schen und Newton-Euler‘schen Bewegungsgleichungen • Lineare diskrete und kontinuierliche Schwingungssysteme, Lösungsverfahren sowie Approximationsmethoden von Ritz und Galerkin, Zeitverhalten, Stabilität • Nichtlineare Mechanik, Lösungsverfahren am Beispiel des Schwingers mit einem Freiheitsgrad, Stabilität • Phänomene der Schwingungsentstehung; fremderregte, parametererregte und selbsterregte Schwingungen Die 3. Auflage dieses gut eingeführten Werks wurde gründlich überarbeitet, didaktisch verbessert und aktualisiert sowie an internationale Anforderungen angepasst.

Klassische Mechanik

Author: Herbert Goldstein,Charles P. Poole, Jr.,John L. Safko, Sr.

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527662073

Category: Science

Page: 700

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Der Goldstein geh?rt zu den Standardwerken f?r die Vorlesung in Klassischer Mechanik, die Pflichtvorlesung und Teil des Theorie-Lehrplans jedes Physik-Studienganges ist. Der von Beginn an hohe mathematische Anspruch der theoretischen Physik, der gerade in der ersten Vorlesung viele ?berraschend trifft, l?sst zwei Gruppen von Studierenden entstehen: jenen, die mathematisch und theoretisch begabt sind, sich evtl. sp?ter zur theoretischen Physik hin orientieren und mit der Vorlesung wenig Probleme haben; und jenen, die zwar z.B. experimentell begabt sind, indes Schwierigkeiten haben, den abstrakten Formalismus auf die Physik etwa des Praktikums zu ?bertragen. Erstere Gruppe nutzt f?r die theoretische Physik Lehrb?cher, die hohes Niveau voraussetzen und mathematisch streng die Formeln herleiten; letztere Gruppe ben?tigt Werke, welche die Formeln ausf?hrlicher erkl?ren und mit vielen Beispielen illustrieren. In der ersteren Gruppe haben sich Klassiker wie "Jackson: Classical Electrodynamics" etabliert, die seit Jahrzehnten sowohl von Studenten gelobt als auch von Dozenten empfohlen werden. Der "Goldstein" geh?rt in diese Kategorie. F?r diese aktuelle Ausgabe haben Charles Poole und John Safko die Texte ?berarbeitet und neueste Themen, Anwendungen und Notationen eingearbeitet, womit sie den Anforderungen an einen modernen Lehrstoff auf diesem Gebiet gerecht werden. Neu aufgenommene numerische ?bungen bef?higen die Studenten, Physikprobleme computergest?tzt zu l?sen. Mathematische Techniken werden detailliert eingef?hrt, so da? der Text auch f?r Studenten ohne den entsprechenden Hintergrund der Theoretischen Mechanik verst?ndlich ist. Bis zu 40 ?bungsaufgaben am Ende jedes Kapitels!

Bildkompression mit Fraktalen

Author: Michael F. Barnsley,Lyman P. Hurd

Publisher: Vieweg+Teubner Verlag

ISBN: 9783322868299

Category: Technology & Engineering

Page: 232

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Das Buch, ursprünglich 1993 in englischer Sprache erschienen, ist das Standardwerk zu einem der wichtigsten Kompressionsverfahren für Bilddateien, geschrieben von den Erfindern Michael Barnsley und Lyman Hurd. Es spannt den Bogen von den mathematischen Grundlagen, von der Modellierung von "Realweltbildern" bis hin zur Realisierung in einer höheren Programmiersprache, gewinnt vor dem Hintergrund neuer Multimedia- und Speicheranforderungen hohe Aktualität. Übersetzt wurde das Werk sowohl von einem Mathematiker wie einem Informatiker. Das Werk erscheint in der neuen Reihe des Verlages Vieweg: Multimedia-Engineering.

The Joy of x

Die Schönheit der Mathematik

Author: Steven Strogatz

Publisher: Kein & Aber AG

ISBN: 3036992693

Category: Mathematics

Page: 352

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Mathematik durchdringt den ganzen Kosmos. Das weiß jeder, doch nur die wenigsten verstehen die Zusammenhänge wirklich. Steven Strogatz nimmt uns bei der Hand und spaziert mit uns durch diese Welt der Weisheit, Klarheit und Eleganz. Als Reiseleiter geht er neue, erfrischende Wege, deutet auf Besonderheiten, schildert Hintergründe und erklärt die unsichtbaren Mechanismen. Wir erfahren unter anderem von dem Wunder des Zählens, der genialen Einfachheit der Algebra, dem ewigen Erbe Newtons, dem Tango mit Quadraten, der Zweisamkeit von Primzahlen und der Macht des Unendlichen. Mit all seiner Begeisterung, seinem Scharfblick und seinem leichtem Ton hat Steven Strogatz ein herrliches Buch für alle geschrieben, die ihr Verständnis von Mathematik auf eine neue Art vertiefen möchten.

Einführung in die Analysis dynamischer Systeme

Author: Manfred Denker

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 354026700X

Category: Mathematics

Page: 285

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Dynamische Systeme stellen einen unverzichtbaren Bestandteil mathematischer Modellbildung für Anwendungen aller Art dar, angefangen von Physik über Biologie bis hin zur Informatik. Dieser Band führt in diese Theorie ein und beschreibt Methoden und Dynamiken, wie sie für eine systematische Modellbildung auch in den Anwendungen notwendig erscheinen. Wesentliche Grundzüge der Theorie werden beispielhaft im ersten Kapitel erläutert. Es schließt sich eine Einführung in niedrig-dimensionale Dynamiken an (u.a. rationale Funktionen), gefolgt von topologischer Dynamik (z.B. Attraktoren, Entropie und chaotisches Verhalten), differenzierbarer Dynamik (z.B. Liapunoff-Exponenten, Strukturstabilität und Hyperbolizität), Ergodentheorie (z.B. Ergodensätze, invariante Maße, Konservativität) und schließlich thermodynamischer Formalismus (z.B. Gibbs-Theorie, Zetafunktionen).

Partielle Differentialgleichungen der Geometrie und der Physik 2

Funktionalanalytische Lösungsmethoden

Author: Friedrich Sauvigny

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540275401

Category: Mathematics

Page: 350

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Das zweibändige Lehrbuch behandelt das Gebiet der partiellen Differentialgleichungen umfassend und anschaulich. Der Autor stellt in Band 2 funktionalanalytische Lösungsmethoden vor und erläutert u. a. die Lösbarkeit von Operatorgleichungen im Banachraum, lineare Operatoren im Hilbertraum und Spektraltheorie, die Schaudersche Theorie linearer elliptischer Differentialgleichungen sowie schwache Lösungen elliptischer Differentialgleichungen.

Einführung in die Mechanik und Symmetrie

Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

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Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.

Differentialgleichungen und ihre Anwendungen

Author: Martin Braun

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642975151

Category: Mathematics

Page: 598

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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#

Dynamische Systeme und Fraktale

Computergrafische Experimente mit Pascal

Author: Michael Dörfler

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3663098192

Category: Science

Page: 377

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Das Buch bietet eine systematische Erfassung des Forschungsgebietes -- ohne den Anspruch aufzugeben, auch den Laien in die spannende Welt der Juliamengen und Apfelmännchen einzuführen. Darüber hinaus zeigen die Autoren, daß das "Chaos" nicht nur erstaunlich leicht programmiert werden kann, sondern auch Bedeutung in Bereichen der Naturwissenschaft hat.

Vom Calculus zum Chaos

Author: David J. Acheson

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3486598996

Category: Mathematics

Page: 301

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Eine spannende Abhandlung zu ausgewählten Fragen der Mechanik quer durch die Jahrhunderte der Physik. Ohne großen mathematischen Ballast zeigt Acheson, wie hier die Infinitesimalrechnung - oder auch Calculus - den passenden Schlüssel zum Verständnis liefert. Das dynamische Verhalten der vorgestellten Systeme wird sowohl analytisch als auch mit Simulationen untersucht. Dazu werden QBasic-Programme verwendet, die so einfach sind, daß sie jeder leicht zum Laufen bringen und seinen Fragestellungen entsprechend anpassen kann. Der Inhalt wird durch historische Darstellungen der Mechanik und durch Bilder berühmter Physiker und Faksimiles ihrer Originaltexte bereichert. Das Buch für Studenten und Dozenten der Mathematik und Physik ist auch für interessierte Schüler der Oberstufe geeignet.

Vorlesungen über partielle Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540350314

Category: Mathematics

Page: 174

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Nach seinem bekannten und viel verwendeten Buch über gewöhnliche Differentialgleichungen widmet sich der berühmte Mathematiker Vladimir Arnold nun den partiellen Differentialgleichungen in einem neuen Lehrbuch. In seiner unnachahmlich eleganten Art führt er über einen geometrischen, anschaulichen Weg in das Thema ein, und ermöglicht den Lesern so ein vertieftes Verständnis der Natur der partiellen Differentialgleichungen. Für Studierende der Mathematik und Physik ist dieses Buch ein Muss. Wie alle Bücher Vladimir Arnolds ist dieses Buch voller geometrischer Erkenntnisse. Arnold illustriert jeden Grundsatz mit einer Abbildung. Das Buch behandelt die elementarsten Teile des Fachgebiets and beschränkt sich hauptsächlich auf das Cauchy-Problem und das Neumann-Problems für die klassischen Lineargleichungen der mathematischen Physik, insbesondere auf die Laplace-Gleichung und die Wellengleichung, wobei die Wärmeleitungsgleichung und die Korteweg-de-Vries-Gleichung aber ebenfalls diskutiert werden. Die physikalische Intuition wird besonders hervorgehoben. Eine große Anzahl von Problemen ist übers ganze Buch verteilt, und ein ganzer Satz von Aufgaben findet sich am Ende. Was dieses Buch so einzigartig macht, ist das besondere Talent Arnolds, ein Thema aus einer neuen, frischen Perspektive zu beleuchten. Er lüftet gerne den Schleier der Verallgemeinerung, der so viele mathematische Texte umgibt, und enthüllt die im wesentlichen einfachen, intuitiven Ideen, die dem Thema zugrunde liegen. Das kann er besser als jeder andere mathematische Autor.

Chaotic Transitions in Deterministic and Stochastic Dynamical Systems

Applications of Melnikov Processes in Engineering, Physics, and Neuroscience

Author: Emil Simiu

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 1400832500

Category: Mathematics

Page: 240

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The classical Melnikov method provides information on the behavior of deterministic planar systems that may exhibit transitions, i.e. escapes from and captures into preferred regions of phase space. This book develops a unified treatment of deterministic and stochastic systems that extends the applicability of the Melnikov method to physically realizable stochastic planar systems with additive, state-dependent, white, colored, or dichotomous noise. The extended Melnikov method yields the novel result that motions with transitions are chaotic regardless of whether the excitation is deterministic or stochastic. It explains the role in the occurrence of transitions of the characteristics of the system and its deterministic or stochastic excitation, and is a powerful modeling and identification tool. The book is designed primarily for readers interested in applications. The level of preparation required corresponds to the equivalent of a first-year graduate course in applied mathematics. No previous exposure to dynamical systems theory or the theory of stochastic processes is required. The theoretical prerequisites and developments are presented in the first part of the book. The second part of the book is devoted to applications, ranging from physics to mechanical engineering, naval architecture, oceanography, nonlinear control, stochastic resonance, and neurophysiology.