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Cover |
1 |
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Zum Inhalt_Autor |
2 |
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Titel |
3 |
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Widmung |
Widmung |
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Vorwort |
5 |
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Inhaltsverzeichnis |
10 |
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Teil I: Mathematische Grundlagen |
15 |
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1. Aussagenlogik und mathematische Beweisführung |
16 |
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1.1 Was ist Mathematik? |
17 |
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1.2 Axiom, Definition und mathematischer Satz |
18 |
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1.3 Aussagenlogik |
20 |
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1.4 Aussageformen und Quantoren |
29 |
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1.5 Vermutung, Satz, Lemma, Folgerung und Beweis |
33 |
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|
1.6 Mathematische Beweisführung |
34 |
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1.7 Vollständige Induktion |
38 |
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2. Mengenlehre |
43 |
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2.1 Mengen und Elemente |
44 |
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2.2 Mengenoperationen |
46 |
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|
2.3 Rechnen mit Mengenoperationen |
49 |
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|
2.4 Mengenoperationen für beliebig viele Mengen und Partitionen |
53 |
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2.5 Partitionen |
54 |
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3. Zahlenbereiche und Rechengesetze |
55 |
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|
3.1 Aufbau des Zahlensystems |
56 |
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|
3.2 Zahlenbereiche N und N0 |
56 |
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|
3.3 Zahlenbereiche R, R+ und R |
57 |
|
|
3.4 Zahlenbereiche Z, Q und I |
61 |
|
|
3.5 Dezimal- und Dualsystem |
63 |
|
|
3.6 Zahlenbereich C |
64 |
|
|
3.7 Mächtigkeit von Mengen |
75 |
|
|
4. Terme, Gleichungen und Ungleichungen |
81 |
|
|
4.1 Konstanten, Parameter, Variablen und Terme |
82 |
|
|
4.2 Gleichungen |
82 |
|
|
4.3 Algebraische Gleichungen |
85 |
|
|
4.4 Quadratische Gleichungen |
88 |
|
|
4.5 Ungleichungen |
92 |
|
|
4.6 Indizierung, Summen und Produkte |
95 |
|
|
5. Trigonometrie und Kombinatorik |
99 |
|
|
5.1 Trigonometrie |
100 |
|
|
5.2 Binomialkoeffizienten |
104 |
|
|
5.3 Binomischer Lehrsatz |
106 |
|
|
5.4 Kombinatorik |
107 |
|
|
6. Kartesische Produkte, Relationen und Abbildungen |
117 |
|
|
6.1 Kartesische Produkte |
118 |
|
|
6.2 Relationen |
119 |
|
|
6.3 Äquivalenzrelationen |
124 |
|
|
6.4 Ordnungsrelationen |
126 |
|
|
6.5 Präferenzrelationen |
128 |
|
|
6.6 Abbildungen |
129 |
|
|
6.7 Injektivität, Surjektivität und Bijektivität |
135 |
|
|
6.8 Komposition von Abbildungen |
136 |
|
|
6.9 Umkehrabbildungen |
139 |
|
|
Teil II: Lineare Algebra |
144 |
|
|
7. Euklidischer Raum Rn und Vektoren |
145 |
|
|
7.1 Ursprung der linearen Algebra |
146 |
|
|
7.2 Lineare Algebra in den Wirtschaftswissenschaften |
147 |
|
|
7.3 Euklidischer Raum Rn |
147 |
|
|
7.4 Lineare Gleichungssysteme |
151 |
|
|
7.5 Euklidisches Skalarprodukt und euklidische Norm |
153 |
|
|
7.6 Orthogonalität und Winkel |
156 |
|
|
7.7 Linearkombinationen und konvexe Mengen |
160 |
|
|
7.8 Lineare Unterräume und Erzeugendensysteme |
164 |
|
|
7.9 Lineare Unabhängigkeit |
165 |
|
|
7.10 Basis und Dimension |
171 |
|
|
7.11 Orthonormalisierungsverfahren von Schmidt |
175 |
|
|
7.12 Orthogonale Komplemente und orthogonale Projektionen |
176 |
|
|
8. Lineare Abbildungen und Matrizen |
182 |
|
|
8.1 Lineare Abbildungen |
183 |
|
|
8.2 Matrizen |
187 |
|
|
8.3 Spezielle Matrizen |
191 |
|
|
8.4 Zusammenhang zwischen linearen Abbildungen, Matrizen und linearen Gleichungssystemen |
192 |
|
|
8.5 Matrizenalgebra |
195 |
|
|
8.6 Rang |
203 |
|
|
8.7 Inverse Matrizen |
206 |
|
|
8.8 Symmetrische und orthogonale Matrizen |
210 |
|
|
8.9 Spur |
213 |
|
|
8.10 Determinanten |
214 |
|
|
9. Lineare Gleichungssysteme und Gauß-Algorithmus |
229 |
|
|
9.1 Eigenschaften linearer Gleichungssysteme |
230 |
|
|
9.2 Elementare Zeilenumformungen und Zeilenstufenform |
232 |
|
|
9.3 Gauß-Algorithmus |
235 |
|
|
9.4 Matrizengleichungen |
238 |
|
|
9.5 Bestimmung der Inversen mittels Gauß-Algorithmus |
240 |
|
|
9.6 Bestimmung des Rangs mittels Gauß-Algorithmus |
241 |
|
|
10. Eigenwerttheorie und Quadratische Formen |
243 |
|
|
10.1 Eigenwerttheorie |
244 |
|
|
10.2 Power-Methode |
253 |
|
|
10.3 Ähnliche Matrizen |
256 |
|
|
10.4 Diagonalisierbarkeit |
257 |
|
|
10.5 Trigonalisierbarkeit |
263 |
|
|
10.6 Quadratische Formen |
264 |
|
|
10.7 Definitheitseigenschaften |
267 |
|
|
Teil III: Folgen und Reihen |
273 |
|
|
11. Folgen |
274 |
|
|
11.1 Folgenbegriff |
275 |
|
|
11.2 Arithmetische und geometrische Folgen |
279 |
|
|
11.3 Beschränkte und monotone Folgen |
280 |
|
|
11.4 Konvergente und divergente Folgen |
284 |
|
|
11.5 Majoranten- und Monotoniekriterium |
287 |
|
|
11.6 Häufungspunkte und Teilfolgen |
288 |
|
|
11.7 Cauchy-Folgen |
293 |
|
|
11.8 Rechenregeln für konvergente Folgen |
294 |
|
|
12. Reihen |
303 |
|
|
12.1 Reihenbegriff |
304 |
|
|
12.2 Konvergente und divergente Reihen |
305 |
|
|
12.3 Arithmetische und geometrische Reihen |
306 |
|
|
12.4 Konvergenzkriterien |
311 |
|
|
12.5 Rechenregeln für konvergente Reihen |
317 |
|
|
12.6 Absolute Konvergenz |
319 |
|
|
12.7 Kriterien für absolute Konvergenz |
321 |
|
|
12.8 Doppelreihen |
326 |
|
|
12.9 Produkte von Reihen |
327 |
|
|
Teil IV: Reelle Funktionen |
330 |
|
|
13. Eigenschaften reeller Funktionen |
331 |
|
|
13.1 Reelle Funktionen |
332 |
|
|
13.2 Rechenoperationen für reelle Funktionen |
332 |
|
|
13.3 Beschränktheit und Monotonie |
334 |
|
|
13.4 Konvexität und Konkavität |
337 |
|
|
13.5 Ungleichungen |
344 |
|
|
13.6 Symmetrische und periodische Funktionen |
345 |
|
|
13.7 Infimum und Supremum |
349 |
|
|
13.8 Minimum und Maximum |
351 |
|
|
13.9 c-Stellen und Nullstellen |
354 |
|
|
13.10 Grenzwerte von reellen Funktionen |
355 |
|
|
13.11 Landau-Symbole |
369 |
|
|
13.12 Asymptoten und Näherungskurven |
370 |
|
|
14. Spezielle reelle Funktionen |
373 |
|
|
14.1 Polynome |
374 |
|
|
14.2 Rationale Funktionen |
380 |
|
|
14.3 Algebraische und transzendente Funktionen |
390 |
|
|
14.4 Potenzfunktionen |
392 |
|
|
14.5 Exponential- und Logarithmusfunktion |
394 |
|
|
14.6 Allgemeine Exponential- und Logarithmusfunktion |
399 |
|
|
14.7 Trigonometrische Funktionen |
402 |
|
|
15. Stetige Funktionen |
410 |
|
|
15.1 Stetigkeit |
411 |
|
|
15.2 Einseitige Stetigkeit |
415 |
|
|
15.3 Unstetigkeitsstellen und ihre Klassifikation |
417 |
|
|
15.4 Stetig hebbare Definitionslücken |
419 |
|
|
15.5 Eigenschaften stetiger Funktionen |
422 |
|
|
15.6 Stetigkeit spezieller Funktionen |
424 |
|
|
15.7 Satz vom Minimum und Maximum |
428 |
|
|
15.8 Nullstellensatz und Zwischenwertsatz |
430 |
|
|
15.9 Fixpunktsätze |
433 |
|
|
15.10 Gleichmäßige Stetigkeit |
436 |
|
|
Teil V: Differentialrechnung und Optimierung in R |
439 |
|
|
16. Differenzierbare Funktionen |
440 |
|
|
16.1 Tangentenproblem |
441 |
|
|
16.2 Differenzierbarkeit |
442 |
|
|
16.3 Weierstraßsche Zerlegungsformel |
446 |
|
|
16.4 Eigenschaften differenzierbarer Funktionen |
447 |
|
|
16.5 Differenzierbarkeit elementarer Funktionen |
453 |
|
|
16.6 Ableitungen höherer Ordnung |
459 |
|
|
16.7 Mittelwertsatz der Differentialrechnung |
463 |
|
|
16.8 Regeln von L’Hôspital |
473 |
|
|
16.9 Änderungsraten und Elastizitäten |
480 |
|
|
17. Taylor-Formel und Potenzreihen |
488 |
|
|
17.1 Taylor-Polynom |
489 |
|
|
17.2 Taylor-Formel |
493 |
|
|
17.3 Taylor-Reihe |
496 |
|
|
17.4 Potenzreihen und Konvergenzradius |
501 |
|
|
17.5 Quotienten- und Wurzelkriterium für Potenzreihen |
504 |
|
|
17.6 Rechenregeln für Potenzreihen |
506 |
|
|
17.7 Stetigkeit und Differenzierbarkeit von Potenzreihen |
509 |
|
|
18. Optimierung und Kurvendiskussion in R |
512 |
|
|
18.1 Optimierung und ökonomisches Prinzip |
513 |
|
|
18.2 Notwendige Bedingung für Extrema |
513 |
|
|
18.3 Hinreichende Bedingungen für Extrema |
516 |
|
|
18.4 Notwendige Bedingung für Wendepunkte |
523 |
|
|
18.5 Hinreichende Bedingungen für Wendepunkte |
525 |
|
|
18.6 Kurvendiskussion |
528 |
|
|
Teil VI: Integralrechnung in R |
533 |
|
|
19. Riemann-Integral |
534 |
|
|
19.1 Grundlagen |
535 |
|
|
19.2 Riemann-Integrierbarkeit |
535 |
|
|
19.3 Eigenschaften von Riemann-Integralen |
546 |
|
|
19.4 Ungleichungen |
549 |
|
|
19.5 Mittelwertsatz der Integralrechnung |
551 |
|
|
19.6 Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung |
553 |
|
|
19.7 Berechnung von Riemann-Integralen |
559 |
|
|
19.8 Integration spezieller Funktionsklassen |
571 |
|
|
19.9 Flächeninhalt zwischen zwei Graphen |
576 |
|
|
19.10 Uneigentliches Riemann-Integral |
577 |
|
|
19.11 Integration von Potenzreihen |
594 |
|
|
20. Riemann-Stieltjes-Integral |
596 |
|
|
20.1 Riemann-Stieltjes-Integrierbarkeit |
597 |
|
|
20.2 Eigenschaften von Riemann-Stieltjes-Integralen |
600 |
|
|
20.3 Reelle Funktionen von beschränkter Variation |
602 |
|
|
20.4 Existenzresultate für Riemann-Stieltjes-Integrale |
605 |
|
|
20.5 Berechnung von Riemann-Stieltjes-Integralen |
609 |
|
|
Teil VII: Differential- und Integralrechnung im Rn |
615 |
|
|
21. Folgen, Reihen und reellwertige Funktionen im Rn |
616 |
|
|
21.1 Folgen und Reihen |
617 |
|
|
21.2 Topologische Grundbegriffe |
622 |
|
|
21.3 Reellwertige Funktionen in n Variablen |
626 |
|
|
21.4 Spezielle reellwertige Funktionen in n Variablen |
629 |
|
|
21.5 Eigenschaften von reellwertigen Funktionen in n Variablen |
636 |
|
|
21.6 Grenzwerte von reellwertigen Funktionen in n Variablen |
640 |
|
|
21.7 Stetige Funktionen |
641 |
|
|
22. Differentialrechnung im Rn |
647 |
|
|
22.1 Partielle Differentiation |
648 |
|
|
22.2 Höhere partielle Ableitungen |
656 |
|
|
22.3 Totale Differenzierbarkeit |
660 |
|
|
22.4 Richtungsableitung |
669 |
|
|
22.5 Partielle Änderungsraten und partielle Elastizitäten |
672 |
|
|
22.6 Implizite Funktionen |
675 |
|
|
22.7 Taylor-Formel und Mittelwertsatz |
680 |
|
|
23. Riemann-Integral im Rn |
687 |
|
|
23.1 Riemann-Integrierbarkeit im Rn |
688 |
|
|
23.2 Eigenschaften von mehrfachen Riemann-Integralen |
691 |
|
|
23.3 Satz von Fubini |
693 |
|
|
23.4 Mehrfache Riemann-Integrale über Normalbereiche |
697 |
|
|
23.5 Parameterintegrale |
698 |
|
|
Teil VIII: Optimierung im Rn |
701 |
|
|
24. Nichtlineare Optimierung im Rn |
702 |
|
|
24.1 Grundlagen |
703 |
|
|
24.2 Optimierung ohne Nebenbedingungen |
703 |
|
|
24.3 Optimierung unter Gleichheitsneben-bedingungen |
719 |
|
|
24.4 Wertfunktionen und Einhüllendensatz |
735 |
|
|
24.5 Optimierung unter Ungleichheitsnebenbedingungen |
740 |
|
|
24.6 Optimierung unter Gleichheits- und Ungleichheitsnebenbedingungen |
748 |
|
|
25. Lineare Optimierung |
753 |
|
|
25.1 Grundlagen |
754 |
|
|
25.2 Graphische Lösung linearer Optimierungsprobleme |
756 |
|
|
25.3 Standardform eines linearen Optimierungsproblems |
758 |
|
|
25.4 Simplex-Algorithmus |
765 |
|
|
25.5 Sonderfälle bei der Anwendung des Simplex-Algorithmus |
773 |
|
|
25.6 Phase I und Phase II des Simplex-Algorithmus |
776 |
|
|
25.7 Dualität |
779 |
|
|
25.8 Dualer Simplex-Algorithmus |
786 |
|
|
Teil IX: Numerische Verfahren |
789 |
|
|
26. Intervallhalbierungs-, Regula-falsi- und Newton-Verfahren |
790 |
|
|
26.1 Numerische Lösung von Gleichungen |
791 |
|
|
26.2 Intervallhalbierungsverfahren |
792 |
|
|
26.3 Regula-falsi-Verfahren |
794 |
|
|
26.4 Newton-Verfahren |
797 |
|
|
26.5 Sekantenverfahren und vereinfachtes Newton-Verfahren |
801 |
|
|
27. Polynominterpolation |
805 |
|
|
27.1 Grundlagen |
806 |
|
|
27.2 Lagrangesches Interpolationspolynom |
808 |
|
|
27.3 Newtonsches Interpolationspolynom |
809 |
|
|
27.4 Interpolationsfehler |
813 |
|
|
27.5 Tschebyscheff-Stützstellen |
814 |
|
|
28. Spline-Interpolation |
816 |
|
|
28.1 Grundlagen |
817 |
|
|
28.2 Lineare Splinefunktion |
819 |
|
|
28.3 Quadratische Splinefunktion |
820 |
|
|
28.4 Kubische Splinefunktion |
822 |
|
|
29. Numerische Integration |
829 |
|
|
29.1 Grundlagen |
830 |
|
|
29.2 Rechteckformeln |
831 |
|
|
29.3 Tangentenformel |
832 |
|
|
29.4 Newton-Cotes-Formeln |
834 |
|
|
29.5 Zusammengesetzte Newton-Cotes-Formeln |
839 |
|
|
Teil X: Anhang |
843 |
|
|
A. Mathematische Symbole |
844 |
|
|
B. Griechisches Alphabet |
850 |
|
|
C. Namensverzeichnis |
852 |
|
|
D. Literaturverzeichnis |
856 |
|
|
Sachverzeichnis |
859 |
|
|
Impressum |
Impressum |
|