Unverzichtbares mathematisches Grundwissen für Studenten der Naturwissenschaften im Grundstudium

Viele Übungsaufgaben und Beispiele

1 Einleitung.- 1.1 Systemanalyse.- 1.2 Was ist ein System?.- 1.3 Was ist ein Modell?.- 1.4 Modellbildung.- 1.5 Fragen und Aufgaben.- 2 Mathematische Modelle.- 2.1 Vom System zum Modell.- 2.2 Statische Modelle.- 2.3 Dynamische Modelle.- 2.4 Zeitlich diskrete Modelle.- 2.5 Räumlich kontinuierliche Modelle.- 2.6 Stochastische Modelle.- 2.7 Fragen und Aufgaben.- 3 Statische Modelle.- 3.1 Gleichgewichtsverteilung zwischen Wasser und Luft.- 3.2 Gleichgewichtsverteilung zwischen Wasser und Sediment.- 3.3 Mehrdimensionale statische Modelle.- 3.4 Fragen und Aufgaben.- 4 Lineare eindimensionale Modelle.- 4.1 Bilanzgleichung.- 4.2 Konstante Koeffizienten.- 4.3 Modelle mit zeitabhängigen Koeffizienten.- 4.4 Fragen und Aufgaben.- 5 Lineare mehrdimensionale Modelle.- 5.1 Zweidimensionale Modelle.- 5.2 Mehrdimensionale Modelle.- 5.3 Fragen und Aufgaben.- 6 Nichtlineare Modelle.- 6.1 Einbox-Modelle.- 6.2 Mehrdimensionale Modelle.- 6.3 Fragen und Aufgaben.- 7 Zeitdiskrete Modelle.- 7.1 Zeitdiskrete Modelle mit einer Variablen.- 7.2 Zeitdiskrete Modelle mit mehreren Variablen.- 7.3 Fragen und Aufgaben.- 8 Modelle in Raum und Zeit.- 8.1 Mischung und Transformation.- 8.2 Advektion, Diffusion, Austausch.- 8.3 Stationäre Modelle.- 8.4 Zeitabhängige Lösungen.- 8.5 Fragen und Aufgaben.- A Symbolliste.- B Dimensionen und Einheiten.- B.1 Dimensionen.- B.2 Einheiten.- C Formelsammlung.- C.1 Lineare inhomogene Differentialgleichung 1. Ordnung.- C.2 System von 2 linearen Differentialgleichungen 1. Ordnung.- C.3 Lineare Differentialgleichung 2. Ordnung.- C.4 Lineare Differentialgleichungen mit imaginären Eigenwerten.- D Eigenwerte.- D.2 Das zweidimensionale System.- E Zeitabhängige Diffusionsgleichung.- E.1 Normal- oder Gauss-Verteilung.- E.2 Error-Funktion.- E.3 Lineares Superpositionsprinzip.