Ordinary Differential Equations

Analysis, Qualitative Theory and Control

Author: Hartmut Logemann,Eugene P. Ryan

Publisher: Springer

ISBN: 1447163982

Category: Mathematics

Page: 333

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The book comprises a rigorous and self-contained treatment of initial-value problems for ordinary differential equations. It additionally develops the basics of control theory, which is a unique feature in current textbook literature. The following topics are particularly emphasised: • existence, uniqueness and continuation of solutions, • continuous dependence on initial data, • flows, • qualitative behaviour of solutions, • limit sets, • stability theory, • invariance principles, • introductory control theory, • feedback and stabilization. The last two items cover classical control theoretic material such as linear control theory and absolute stability of nonlinear feedback systems. It also includes an introduction to the more recent concept of input-to-state stability. Only a basic grounding in linear algebra and analysis is assumed. Ordinary Differential Equations will be suitable for final year undergraduate students of mathematics and appropriate for beginning postgraduates in mathematics and in mathematically oriented engineering and science.
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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#
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Differential Equations

Author: Viorel Barbu

Publisher: Springer

ISBN: 3319452614

Category: Mathematics

Page: 224

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This textbook is a comprehensive treatment of ordinary differential equations, concisely presenting basic and essential results in a rigorous manner. Including various examples from physics, mechanics, natural sciences, engineering and automatic theory, Differential Equations is a bridge between the abstract theory of differential equations and applied systems theory. Particular attention is given to the existence and uniqueness of the Cauchy problem, linear differential systems, stability theory and applications to first-order partial differential equations. Upper undergraduate students and researchers in applied mathematics and systems theory with a background in advanced calculus will find this book particularly useful. Supplementary topics are covered in an appendix enabling the book to be completely self-contained.
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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.
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Maß und Integral

Author: Martin Brokate,Götz Kersting

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 303460646X

Category: Mathematics

Page: 160

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Der Integralbegriff in seiner Ausprägung durch Henri Lebesgue ist ein grundlegendes Werkzeug in der modernen Analysis, Numerik und Stochastik. Für Lehrveranstaltungen zu diesen Gebieten der Mathematik bereiten die Autoren wesentliche Sachverhalte in kompakter Weise auf. Das Buch liefert Orientierung und Material für verschiedene Varianten zwei- oder vierstündiger Lehrveranstaltungen. In einem ergänzenden Abschnitt werden um den Begriff der Konvexität herum Verbünde zur Funktionalanalysis hergestellt.
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Numerische lineare Algebra

Eine konzise Einführung mit MATLAB und Julia

Author: Folkmar Bornemann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658128844

Category: Mathematics

Page: 145

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Dieses Buch führt anhand grundlegender Problemstellungen der linearen Algebra in das algorithmisch-numerische Denken ein. Die Beschränkung auf die lineare Algebra sichert dabei eine stärkere thematische Kohärenz als sie sonst in einführenden Vorlesungen zur Numerik zu finden ist. Die Darstellung betont die Zweckmäßigkeit von Matrixpartitionierungen gegenüber einer komponentenweisen Betrachtung, was sich nicht nur in einer übersichtlicheren Notation und kürzeren Algorithmen auszahlt, sondern angesichts moderner Computerarchitekturen auch zu signifikanten Laufzeitgewinnen führt. Die Algorithmen und begleitenden numerischen Beispiele werden in der Programmierumgebung MATLAB angegeben, zusätzlich aber in einem Anhang auch in der zukunftsweisenden, frei zugänglichen Programmiersprache Julia. Das vorliegende Buch eignet sich für eine zweistündige Vorlesung über numerische lineare Algebra ab dem zweiten Semester des Bachelorstudiengangs Mathematik.
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Stability and Stabilization

An Introduction

Author: William J. Terrell

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 9780691134444

Category: Mathematics

Page: 457

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Stability and Stabilization is the first intermediate-level textbook that covers stability and stabilization of equilibria for both linear and nonlinear time-invariant systems of ordinary differential equations. Designed for advanced undergraduates and beginning graduate students in the sciences, engineering, and mathematics, the book takes a unique modern approach that bridges the gap between linear and nonlinear systems. Presenting stability and stabilization of equilibria as a core problem of mathematical control theory, the book emphasizes the subject's mathematical coherence and unity, and it introduces and develops many of the core concepts of systems and control theory. There are five chapters on linear systems and nine chapters on nonlinear systems; an introductory chapter; a mathematical background chapter; a short final chapter on further reading; and appendixes on basic analysis, ordinary differential equations, manifolds and the Frobenius theorem, and comparison functions and their use in differential equations. The introduction to linear system theory presents the full framework of basic state-space theory, providing just enough detail to prepare students for the material on nonlinear systems. Focuses on stability and feedback stabilization Bridges the gap between linear and nonlinear systems for advanced undergraduates and beginning graduate students Balances coverage of linear and nonlinear systems Covers cascade systems Includes many examples and exercises
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Optimal Control of the Growth of Wealth of Nations

Author: E.N. Chukwu

Publisher: CRC Press

ISBN: 9780415269667

Category: Mathematics

Page: 392

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Students and researchers in applied mathematics and applied economics can use this introductory-level graduate text. It looks at the current problems of the development of the global economy by studying the dynamics of key economic variables, such as gross national product, interest rates, employment, value of capital stock, prices (inflation) and balance of payments. Validation of the model is attempted using the economic time series of several countries. The constructed models explain the macroeconomic data of nations as dynamic games of pursuit, which are equivalent to "control" problems and are used to study mathematical optimal control of the growth of the wealth of nations. This invaluable reference for graduates and researchers compares the extent of government intervention in the economy with private firms to ensure the controllability of the economy.
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Books in Series

Author: N.A

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Monographic series

Page: N.A

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Piecewise-smooth Dynamical Systems

Theory and Applications

Author: Mario Bernardo,Chris Budd,Alan Richard Champneys,Piotr Kowalczyk

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9781846287084

Category: Mathematics

Page: 482

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This book presents a coherent framework for understanding the dynamics of piecewise-smooth and hybrid systems. An informal introduction expounds the ubiquity of such models via numerous. The results are presented in an informal style, and illustrated with many examples. The book is aimed at a wide audience of applied mathematicians, engineers and scientists at the beginning postgraduate level. Almost no mathematical background is assumed other than basic calculus and algebra.
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New Technical Books

Author: N.A

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Science

Page: N.A

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Lineare Funktionalanalysis

Eine anwendungsorientierte Einführung

Author: Hans Wilhelm Alt

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642222617

Category: Mathematics

Page: 449

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Die lineare Funktionalanalysis ist ein Teilgebiet der Mathematik, das Algebra mit Topologie und Analysis verbindet. Das Buch führt in das Fachgebiet ein, dabei bezieht es sich auf Anwendungen in Mathematik und Physik. Neben den vollständigen Beweisen aller mathematischen Sätze enthält der Band zahlreiche Aufgaben, meist mit Lösungen. Für die Neuauflage wurden die Inhalte komplett überarbeitet. Das Standardwerk auf dem Gebiet der Funktionalanalysis richtet sich insbesondere an Leser mit Interesse an Anwendungen auf Differentialgleichungen.
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Partielle Differentialgleichungen

Eine Einführung

Author: Walter A. Strauss

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 366312486X

Category: Mathematics

Page: 458

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Dieses Buch ist eine umfassende Einführung in die klassischen Lösungsmethoden partieller Differentialgleichungen. Es wendet sich an Leser mit Kenntnissen aus einem viersemestrigen Grundstudium der Mathematik (und Physik) und legt seinen Schwerpunkt auf die explizite Darstellung der Lösungen. Es ist deshalb besonders auch für Anwender (Physiker, Ingenieure) sowie für Nichtspezialisten, die die Methoden der mathematischen Physik kennenlernen wollen, interessant. Durch die große Anzahl von Beispielen und Übungsaufgaben eignet es sich gut zum Gebrauch neben Vorlesungen sowie zum Selbststudium.
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Stochastic Analysis for Finance with Simulations

Author: Geon Ho Choe

Publisher: Springer

ISBN: 3319255894

Category: Mathematics

Page: 657

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This book is an introduction to stochastic analysis and quantitative finance; it includes both theoretical and computational methods. Topics covered are stochastic calculus, option pricing, optimal portfolio investment, and interest rate models. Also included are simulations of stochastic phenomena, numerical solutions of the Black–Scholes–Merton equation, Monte Carlo methods, and time series. Basic measure theory is used as a tool to describe probabilistic phenomena. The level of familiarity with computer programming is kept to a minimum. To make the book accessible to a wider audience, some background mathematical facts are included in the first part of the book and also in the appendices. This work attempts to bridge the gap between mathematics and finance by using diagrams, graphs and simulations in addition to rigorous theoretical exposition. Simulations are not only used as the computational method in quantitative finance, but they can also facilitate an intuitive and deeper understanding of theoretical concepts. Stochastic Analysis for Finance with Simulations is designed for readers who want to have a deeper understanding of the delicate theory of quantitative finance by doing computer simulations in addition to theoretical study. It will particularly appeal to advanced undergraduate and graduate students in mathematics and business, but not excluding practitioners in finance industry.
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