Introduction to Applied Nonlinear Dynamical Systems and Chaos

Author: Stephen Wiggins

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 1475740670

Category: Mathematics

Page: 672

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This volume is an introduction to applied nonlinear dynamics and chaos. The emphasis is on teaching the techniques and ideas that will enable students to take specific dynamical systems and obtain some quantitative information about their behavior. The new edition has been updated and extended throughout, and contains an extensive bibliography and a detailed glossary of terms.

Gewöhnliche Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642564801

Category: Mathematics

Page: 344

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nen (die fast unverändert in moderne Lehrbücher der Analysis übernommen wurde) ermöglichten ihm nach seinen eigenen Worten, "in einer halben Vier telstunde" die Flächen beliebiger Figuren zu vergleichen. Newton zeigte, daß die Koeffizienten seiner Reihen proportional zu den sukzessiven Ableitungen der Funktion sind, doch ging er darauf nicht weiter ein, da er zu Recht meinte, daß die Rechnungen in der Analysis bequemer auszuführen sind, wenn man nicht mit höheren Ableitungen arbeitet, sondern die ersten Glieder der Reihenentwicklung ausrechnet. Für Newton diente der Zusammenhang zwischen den Koeffizienten der Reihe und den Ableitungen eher dazu, die Ableitungen zu berechnen als die Reihe aufzustellen. Eine von Newtons wichtigsten Leistungen war seine Theorie des Sonnensy stems, die in den "Mathematischen Prinzipien der Naturlehre" ("Principia") ohne Verwendung der mathematischen Analysis dargestellt ist. Allgemein wird angenommen, daß Newton das allgemeine Gravitationsgesetz mit Hilfe seiner Analysis entdeckt habe. Tatsächlich hat Newton (1680) lediglich be wiesen, daß die Bahnkurven in einem Anziehungsfeld Ellipsen sind, wenn die Anziehungskraft invers proportional zum Abstandsquadrat ist: Auf das Ge setz selbst wurde Newton von Hooke (1635-1703) hingewiesen (vgl. § 8) und es scheint, daß es noch von weiteren Forschern vermutet wurde.

Introduction to Applied Nonlinear Dynamiccal Systems and Chaos, 2nd Ed, Stephen Wiggins, 2003

Introduction to Applied Nonlinear Dynamiccal Systems and Chaos,

Author: Springer-Verlag New York, Inc

Publisher: Bukupedia

ISBN: N.A

Category: Mathematics

Page: 864

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Series Preface Mathematics is playing an ever more important role in the physical and biological sciences, provoking a blurring of boundaries between scientific disciplines and a resurgence of interest in the modern as well as the classical techniques of applied mathematics. This renewal of interest, both in research and teaching, has led to the establishment of the series Texts in Applied Mathematics (TAM). The development of new courses is a natural consequence of a high level of excitement on the research frontier as newer techniques, such as numerical and symbolic computer systems, dynamical systems, and chaos, mix with and reinforce the traditional methods of applied mathematics. Thus, the purpose of this textbook series is to meet the current and future needs of these advances and to encourage the teaching of new courses. TAM will publish textbooks suitable for use in advanced undergraduate and beginning graduate courses, and will complement the Applied Mathematical Sciences (AMS) series, which will focus on advanced textbooks and research-level monographs. Pasadena, California J.E. Marsden Providence, Rhode Island L. Sirovich College Park, Maryland S.S. Antman

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#

Instabilities, Chaos and Turbulence

Author: Paul Manneville

Publisher: World Scientific

ISBN: 1848163924

Category: Science

Page: 439

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This book (2nd edition) is a self-contained introduction to a wide body of knowledge on nonlinear dynamics and chaos. Manneville emphasises the understanding of basic concepts and the nontrivial character of nonlinear response, contrasting it with the intuitively simple linear response. He explains the theoretical framework using pedagogical examples from fluid dynamics, though prior knowledge of this field is not required. Heuristic arguments and worked examples replace most esoteric technicalities. Only basic understanding of mathematics and physics is required, at the level of what is currently known after one or two years of undergraduate training: elementary calculus, basic notions of linear algebra and ordinary differential calculus, and a few fundamental physical equations (specific complements are provided when necessary). Methods presented are of fully general use, which opens up ample windows on topics of contemporary interest. These include complex dynamical processes such as patterning, chaos control, mixing, and even the Earth's climate. Numerical simulations are proposed as a means to obtain deeper understanding of the intricacies induced by nonlinearities in our everyday environment, with hints on adapted modelling strategies and their implementation.

Differential Equations, Dynamical Systems, and an Introduction to Chaos

Author: Morris W. Hirsch,Stephen Smale,Robert L. Devaney

Publisher: Academic Press

ISBN: 0123820103

Category: Mathematics

Page: 418

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Hirsch, Devaney, and Smale's classic Differential Equations, Dynamical Systems, and an Introduction to Chaos has been used by professors as the primary text for undergraduate and graduate level courses covering differential equations. It provides a theoretical approach to dynamical systems and chaos written for a diverse student population among the fields of mathematics, science, and engineering. Prominent experts provide everything students need to know about dynamical systems as students seek to develop sufficient mathematical skills to analyze the types of differential equations that arise in their area of study. The authors provide rigorous exercises and examples clearly and easily by slowly introducing linear systems of differential equations. Calculus is required as specialized advanced topics not usually found in elementary differential equations courses are included, such as exploring the world of discrete dynamical systems and describing chaotic systems. Classic text by three of the world's most prominent mathematicians Continues the tradition of expository excellence Contains updated material and expanded applications for use in applied studies

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 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.

Wissenschaft und Methode

Author: Henri Poincaré

Publisher: N.A

ISBN: 9783936532319

Category:

Page: 240

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I. Forscher und Wissenschaftler: Die Auswahl der Tatsachen / Die Zukunft der Mathematik / Die mathematische Erfindung / Der Zufall II. Die mathematische Schlußweise: Die Relativität des Raumes / Die mathematischen Definitionen und der Unterricht / Mathematik und Logik / Die neue Logik / Die neuesten Arbeiten der Logistiker III. Die neue Mechanik: Mechanik und Radium / Mechanik und Optik / Die neue Mechanik und die Astronomie IV. Die Wissenschaft der Astronomie: Milchstraße und Gastheorie / Die Geodäsie in Frankreich Erläuternde Anmerkungen (von F. Lindemann) "Viele Mathematiker glauben, daß man die Mathematik auf die Gesetze der formalen Logik zurückführen kann. Unerhörte Anstrengungen wurden zu diesem Zwecke unternommen; zur Erreichung des bezeichneten Zieles scheute man sich z.B. nicht, die historische Ordnung in der Entstehung unserer Vorstellungen umzukehren, und man suchte das Endliche durch das Unendliche zu erklären. Für alle, welche das Problem ohne Voreingenommenheit angereifen, glaube ich im folgenden gezeigt zu haben, daß diesem Bestreben eine trügerische Illusion zugrunde liegt. Wie ich hoffe, wird der Leser die Wichtigkeit der Frage verstehen [...]." Henri Poincaré

Teubner-Taschenbuch der Mathematik. 2 (2003)

Author: Günter Grosche,Eberhard Zeidler

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 9783519210085

Category: Mathematics

Page: 830

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Das Teubner-Taschenbuch der Mathematik erfüllt aktuell, umfassend und kompakt alle Erwartungen, die an ein mathematisches Nachschlagewerk gestellt werden. Es vermittelt ein lebendiges und modernes Bild der heutigen Mathematik. Als Handbuch begleitet es die Studierenden vom ersten Semester an und der Praktiker nutzt es als unentbehrliches Nachschlagewerk. Der Teil II dieses erfolgreichen Werkes behandelt die vielfältigen Anwendungen der Mathematik in Informatik, Operations Research und mathematischer Physik. Das thematische Spektrum reicht von Tensoranalysis, Maßtheorie und Funktionalanalysis über Dynamische Systeme und Variationsrechnung bis zu Mannigfaltigkeiten, Riemannscher Geometrie, Liegruppen und Topologie.

Applied Nonlinear Dynamics

Analytical, Computational and Experimental Methods

Author: Ali H. Nayfeh,Balakumar Balachandran

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527617558

Category: Science

Page: 700

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A unified and coherent treatment of analytical, computational and experimental techniques of nonlinear dynamics with numerous illustrative applications. Features a discourse on geometric concepts such as Poincare maps. Discusses chaos, stability and bifurcation analysis for systems of differential and algebraic equations. Includes scores of examples to facilitate understanding.

Applied Nonlinear Dynamics and Chaos of Mechanical Systems with Discontinuities

Author: Marian Wiercigroch,Bram de Kraker

Publisher: World Scientific

ISBN: 9789810229276

Category: Technology & Engineering

Page: 444

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Annotation Consisting primarily of contributions written by engineers from Europe, Asia, and the US, this volume provides a general methodology for describing, solving, and analyzing discontinuous systems. The focus is on mechanical engineering problems where clearances, piecewise stiffness, intermittent contact, variable friction, or other forms of discontinuity occur. Practical applications include vibration absorbers, percussive drilling of hard materials, and dynamics of metal cutting. Of likely interest to new and experienced researchers working in the field of applied mathematics and physics, mechanical and civil engineering, and manufacturing. Lacks a subject index. Annotation copyrighted by Book News, Inc., Portland, OR.

Dynamical Systems with Applications using MATLAB®

Author: Stephen Lynch

Publisher: Springer

ISBN: 3319068202

Category: Mathematics

Page: 514

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This textbook, now in its second edition, provides a broad introduction to both continuous and discrete dynamical systems, the theory of which is motivated by examples from a wide range of disciplines. It emphasizes applications and simulation utilizing MATLAB®, Simulink®, the Image Processing Toolbox® and the Symbolic Math toolbox®, including MuPAD. Features new to the second edition include · sections on series solutions of ordinary differential equations, perturbation methods, normal forms, Gröbner bases, and chaos synchronization; · chapters on image processing and binary oscillator computing; · hundreds of new illustrations, examples, and exercises with solutions; and · over eighty up-to-date MATLAB program files and Simulink model files available online. These files were voted MATLAB Central Pick of the Week in July 2013. The hands-on approach of Dynamical Systems with Applications using MATLAB, Second Edition, has minimal prerequisites, only requiring familiarity with ordinary differential equations. It will appeal to advanced undergraduate and graduate students, applied mathematicians, engineers, and researchers in a broad range of disciplines such as population dynamics, biology, chemistry, computing, economics, nonlinear optics, neural networks, and physics. Praise for the first edition Summing up, it can be said that this text allows the reader to have an easy and quick start to the huge field of dynamical systems theory. MATLAB/SIMULINK facilitate this approach under the aspect of learning by doing. —OR News/Operations Research Spectrum The MATLAB programs are kept as simple as possible and the author's experience has shown that this method of teaching using MATLAB works well with computer laboratory classes of small sizes.... I recommend ‘Dynamical Systems with Applications using MATLAB’ as a good handbook for a diverse readership: graduates and professionals in mathematics, physics, science and engineering. —Mathematica

Introduction to Nonlinear Dynamics for Physicists

Author: H. D. I. Abarbanel,M. I. Rabinovich,Mikhael M. Sushchik

Publisher: World Scientific

ISBN: 9789810214104

Category: Science

Page: 158

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This series of lectures aims to address three main questions that anyone interested in the study of nonlinear dynamics should ask and ponder over. What is nonlinear dynamics and how does it differ from linear dynamics which permeates all familiar textbooks? Why should the physicist study nonlinear systems and leave the comfortable territory of linearity? How can one progress in the study of nonlinear systems both in the analysis of these systems and in learning about new systems from observing their experimental behavior? While it is impossible to answer these questions in the finest detail, this series of lectures nonetheless successfully points the way for the interested reader. Other useful problems have also been incorporated as a study guide. By presenting both substantial qualitative information about phenomena in nonlinear systems and at the same time sufficient quantitative material, the author hopes that readers would learn how to progress on their own in the study of such similar material hereon.

Chaos and Nonlinear Dynamics

An Introduction for Scientists and Engineers

Author: Robert C. Hilborn,Amanda and Lisa Cross Professor of Physics Robert Hilborn

Publisher: Oxford University Press on Demand

ISBN: 9780198507239

Category: Mathematics

Page: 650

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This is a comprehensive introduction to the exciting scientific field of nonlinear dynamics for students, scientists, and engineers, and requires only minimal prerequisites in physics and mathematics. The book treats all the important areas in the field and provides an extensive and up-to-date bibliography of applications in all fields of science, social science, economics, and even the arts.