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Arbeitsgruppe 3: Wissenschaftliches Rechnen

Sekretariat
Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Zimmer 3.039

Adresse
Hausadresse:
Zimmer 3.039
Englerstr. 2
Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
76131 Karlsruhe

Postadresse:
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Fakultät für Mathematik
Institut für Angewandte und Numerische Mathematik
Arbeitsgruppe 3: Wissenschaftliches Rechnen
Englerstr. 2
Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
D-76131 Karlsruhe

Öffnungszeiten:
Mo-Do 9-12 Uhr

Tel.: 0721 608 42062

Fax.: 0721 608 43197

Numerische Mathematik 1 (Wintersemester 2014/15)

Dozent: Prof. Dr. Tobias Jahnke
Veranstaltungen: Vorlesung (0108700), Übung (0108800)
Semesterwochenstunden: 3+1

Die Vorlesung Numerische Mathematik I behandelt die Themen: Numerische Integration, Interpolation und Numerische Lösung linearer und nichtlinearer Gleichungssysteme. Dabei werden alle Aspekte von der Modellbildung über die algorithmische Umsetzung bis zur Stabilitäts- und Fehleranalyse gleichermaßen betrachtet. Die Vorlesung ist somit wesentliche Grundlage der numerischen Simulation.
Vorausgesetzt werden Grundkenntnisse in Analysis und Linearer Algebra, wie sie im Rahmen des Grundstudiums vermittelt werden.




Termine
Vorlesung: Dienstag 14:00-15:30 Bauingenieure, Großer Hörsaal Beginn: 21.10.2015
Mittwoch 9:45-11:15 (14-tägig) Bauingenieure, Kleiner Hörsaal
Übung: Mittwoch 9:45-11:15 (14-tägig) Bauingenieure, Kleiner Hörsaal Beginn: 29.10.2015
Dozenten
Dozent Prof. Dr. Tobias Jahnke
Sprechstunde: Montag, 10:00 - 12:00 Uhr
Zimmer 3.042 Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Email: tobias.jahnke@kit.edu
Übungsleiter Dr. Marcel Mikl
Sprechstunde:
Zimmer 3.038 Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Email: marcel.mikl@kit.edu

Ergebnisse der Evaluation

Evaluation der Vorlesung, Evaluation der Übung und der Tutorien,

Vorlesungsverwaltung

Bitte tragen Sie sich für die Teilnahme am Übungsbetrieb in die Vorlesungsverwaltung ein. Dadurch werden Sie auch in die Mailingliste der Vorlesung aufgenommen, über die alle wichtigen Informationen mitgeteilt werden.


Vorlesungs- und Übungstermine

Vorlesung und Übung finden mittwochs abwechselnd statt. Folgende Termine sind geplant:

Vorlesung: 22.10. 05.11. 19.11. 03.12. 17.12. 14.01. 28.01. 04.02. 11.02.
Übung: 29.10. 12.11. 26.11. 10.12. 07.1. 21.01.
Übungsblatt 1 (Quadraturformeln)
Übungsblatt 2 (Gauß-Quadratur)
Übungsblatt 3 (Interpolation) Lösungsskizze Aufgabe 8
Übungsblatt 4 (Splineinterpolation)
Übungsblatt 5 (Matrixnormen / Kondition)
Übungsblatt 6 (Stabilität / LR-Zerlegung)

Theorie-Tutorien

  • Tutorium 1: Johanna Ritzau, Donnerstag 15:45 - 17:15 Uhr, Geb. 01.85 Raum Z2
  • Tutorium 2: Johanna Ritzau, Freitag 15:45 - 17:15 Uhr, Geb. 01.85 Raum Z1
  • Tutorium 3: Michael Ullman, Mittwoch 08:00 - 09:45 Uhr, Geb. 05.20 1C-01
  • Tutorium 4: Michael Ullman, Montag 11:30 - 13:00 Uhr, Geb. 05.20 1C-01

Tutoriumsblatt 1 (Quadraturformeln) Lösungsskizze 1
Tutoriumsblatt 2 (Orthogonalpolynome / Gauß-Quadratur) Lösungsskizze 2
Tutoriumsblatt 3 (Interpolation) Lösungsskizze 3
Tutoriumsblatt 4 (Splineinterpolation) Lösungsskizze 4
Tutoriumsblatt 5 (Matrixnormen / Kondition) Lösungsskizze 5
Tutoriumsblatt 6 (LR-Zerlegung) keine Lösungsskizze nötig
Tutoriumsblatt 7 (Ausgleichsrechnung/QR-Zerlegung/Singulärwertzerlegung) Lösungsskizze 7


Programmier-Tutorien

  • Tutorium 1a: David John, Donnerstag 15:45 - 19:00 Uhr, Rechnerraum K1
  • Tutorium 1b: Michael Ullman, Donnerstag 16:00 - 19:00 Uhr, Rechenzentrum D-Pool
  • Tutorium 2: David John, Montag 09:45 - 13:00 Uhr, Rechnerraum K1
Matlab-Kurzskript
Programmierblatt 0 (erste Schritte in Matlab) Lösung 0
Programmierblatt 1 (Quadraturformeln) Lösung 1
Programmierblatt 2 (Interpolation) Lösung 2
Programmierblatt 3 (Splineinterpolation) Lösung 3
Programmierblatt 4 (Gleitkommazahlen) Lösung 4
Programmierblatt 5 (Rundungsfehler und LR-Algorithmus) Lösung 5
Programmierblatt 6 (LR-Algorithmus für Bandmatrizen und Cholesky-Zerlegung) Lösung 6

Übungsbetrieb

Das Übungsangebot gliedert sich in zwei Teile:

  • In der zentralen Übung werden Aufgaben zur Vertiefung und Weiterführung des Vorlesungsstoffes besprochen.
  • In den Tutorien werden Sie im wöchentlichen Wechsel Theorie und Praxis einüben.
    • Die eine Hälfte der Tutoriumstermine sind Theorie-Tutorien, in denen Sie unter Anleitung und Hilfestellung des Tutors Aufgaben in kleinen Gruppen erarbeiten und diskutieren.
    • Die andere Hälfte der Termine sind Programmier-Tutorien, in denen Sie mithilfe von kleinen Programmieraufgaben den Transfer von Theorie zu Praxis erlernen. Hierfür findet eine Einführung in Matlab statt.

Die Einteilung der Tutorien erfolgt in der ersten Vorlesungswoche.


Folien, Beispielprogramme und Vorlesungsmanuskript zu Kapitel 3

Numerische Experimente zur Tschebyscheff-Interpolation
Numerische Experimente zur Spline-Interpolation
Numerische Experimente zur Rundungsfehleranalyse

Vorlesungsmanuskript zu Kapitel 3, Teil 1 (16.12. und 17.12.)
Vorlesungsmanuskript zu Kapitel 3, Teil 2 (23.12.)
Vorlesungsmanuskript zu Kapitel 3, Teil 3 (13.01. und 14.01.)

Matlab-Programme zum Thema Kondition und Stabilität: lgs.m, stoer.m, myLR.m

Literaturhinweise

Die Vorlesung orientiert sich am Skript von Prof. Dr. Marlis Hochbruck, welches Sie mit Ihrem Rechenzentrum Account herunterladen können.

Die Bücher

sind als Begleittext zur Vorlesung empfohlen und über das KIT-Netz als PDF erhältlich.
Weitere empfohlene Bücher sind

(wird laufend aktualisiert)