Home | Lehre | Videos | Texte | Vorträge | Software | Person | Impressum, Datenschutzerklärung | Blog RSS Letzte Änderung am 2004-09-27, im Text gekennzeichnet durch rote Schrift
Jörn Loviscach

MAI Mathematik für Informatiker
alias DM-101-1 Math. Grundlagen der Informatik

Pflichtvorlesung für das Vordiplom im Diplomstudiengang Medieninformatik
Teil eines Pflichtmoduls für den Bachelor Medieninformatik (Digitale Medien)

!Abweichungen siehe unten
Montag, 13.30 bis 15.00 in I-116 (nur Diplomstudiengang, vorgezogener Teil des dritten Semesters)
Dienstag, 8.00 bis 9.30 in I-122
Donnerstag, 8.00 bis 9.30 in I-032c (Übungen)
Donnerstag, 11.30 bis 13.00 in I-116

Lernziele

Prüfungsleistungen

Diplom-Studiengang: eine Klausur nach dem zweiten Semester über Algebra, Lineare Algebra, eindimensionale Analysis und die jeweilige Numerik, eine weitere Klausur nach dem dritten Semester über mehrdimensionale Analysis, Funktionstransformationen, Differentialgleichungen, Stochastik. Klausurtermine: 20. Juli 2004, 9 Uhr, Raum I-032a; 28. September 2004, 9 Uhr, Raum I-122.

Bachelor-Studiengang: eine Klausur nach dem zweiten Semester über Algebra, Lineare Algebra, eindimensionale Analysis. Die Vorlesung endet danach für Bachelor-Studienrende.

In beiden Studiengängen ist die Bearbeitung der Übungsaufgaben aus dem ersten Semester Zulassungsbedingung für die Klausur nach dem zweiten Semester.

Unterrichtsform

Die Vorlesung ist seminaristisch mit integrierten Übungsanteilen; ich werde also versuchen, den Stoff im Gespräch mit Ihnen zu erarbeiten. Wenn Sie nicht folgen können, bremsen Sie mich sofort, indem Sie nachfragen. Das ist eine strikte Anweisung an Sie, keine freundliche Empfehlung. Sie können davon ausgehen, dass andere Studenten dieselben Probleme haben, das aber nicht kundtun. Um eine Frage zu stellen, müssen Sie sich nicht mit Handzeichen melden. Unterbrechen Sie mich einfach bei der nächstmöglichen Gelegenheit.

Die Veranstaltung im ersten Block am Donnerstag findet als dedizierte Übungstunde statt. Dort sollen in Gruppenarbeit größere Probleme angegangen werden.

Skript

Meine Unterlagen scanne ich ein und stelle sie nach Möglichkeit vorab zum Download bereit, siehe Nachbarverzeichnis. (Anmerkung: Die Seiten etwa mit pdfTeX und einem Grafikprogramm sauber aufzubereiten, würde mich mehrere Stunden pro Vorlesung kosten. Diese Zeit möchte ich lieber dazu benutzen, mit Ihnen und am Inhalt zu arbeiten.) Eingeschobene Seiten sind nach dem Muster 10, 10a, 10b, 11 nummeriert. Ändere ich Skripte im Nachhinein, insbesondere wegen Fehlern, stelle ich zusätzlich eine kommentierende Datei changes.html in das jeweilige Verzeichnis.

Literatur- und Web-Tipps

Bloße Tipps für Unentschlossene, es geht auch ohne Bücher: Welches Medium und welches Lehrmaterial Sie am besten unterstützt, können Sie nur per Selbstversuch feststellen. Dank Internet kommt man im mathematischen Alltag ohne Bücher aus, entsprechende Englischkenntnisse vorausgesetzt. Nach Themen gegliederte Querverweise zu Vorlesungsmaterialien etc. finden sich in den Mathematics Archives. Aber Vorsicht: Viele Fachbegriffe lauten im Englischen anders, als man erwarten könnte (Übersetzungshilfe).

Software

Zum Betrachten von Funktionskurven und -flächen sowie Ableitungen eignet sich sehr gut das Java-Applet xFunctions. Es führt außerdem die Integration mit Riemannschen Summen vor, erlaubt, mehrere Funktionen zu vergleichen, zeichnet parametrische Kurven und integriert Differentialgleichungssysteme erster Ordnung. Symbolische und numerische Rechnungen samt grafischer Auswertungen beherrscht MuPAD.

Termine

08.03. Mo nur Diplom; Stochastik. Ereignis, Wahrscheinlichkeit
09.03. Di Wiederholung lineare Algebra
10.03. Mi nachgeholt vom WS, 9.45-11.30, Raum I-032b; Determinante, Volumentransformation, Parallelepiped, Rechenregeln
10.03. Mi nachgeholt vom WS, 11.45-13.00, Raum I-032b; Entwicklung einer Determinante
11.03. Do Übungen
11.03. Do Vektorprodukt
15.03. Mo nur Diplom; Unabhängigkeit, bedingte Wahrscheinlichkeit
16.03. Di inhomogene/homogene lineare Gleichungssysteme; so viele Gleichungen wie Unbekannte: Cramersche Regel
18.03. Do Übungen
18.03. Do inverse Matrix, reguläre/singuläre Matrizen
22.03. Mo nur Diplom; diskrete Zufallsgrößen, Erwartungswert
23.03. Di n Gleichungen und m Unbekannte: Existenz von Lösungen; Bild und Rang einer Matrix
25.03. Do Übungen
25.03. Do vorgezogen auf 9.45 in Raum 122; n Gleichungen und m Unbekannte: Eindeutigkeit von Lösungen, zugehöriges homogenes lineares Gleichungssystem, Kern
13.04. Di Nachteile der Cramerschen Regel; Gaußsches Eliminationsverfahren
15.04. Do Übungen
15.04. Do Komplexe Zahlen und Analytische Geometrie. Vorbereitung: Exponentialfunktion im Reellen als unendliches Produkt und als unendliche Reihe; die Zahl e
19.04. Mo nur Diplom; Varianz, Standardabweichung
19.04. Mo vorgezogen vom 20.04.; 15:15 bis 16:45 in Raum I-032a; weiter die Zahl e; Winkel im Bogenmaß; die Zahl pi; Sinus, Cosinus und Tangens
22.04. Do Übungen
22.04. Do Drehungen in der Gaußschen Zahlenebene; Exponentialfunktion im Komplexen, Euler-Formel; Sinus und Cosinus als Potenzreihen; Additionstheoreme
26.04. Mo nur Diplom; Binomialverteilung
27.04. Di Drehungen im R², Periodizität contra Umkehrbarkeit, Arcus-Funktionen
29.04. Do Übungen
29.04. Do polare Zerlegung; Lösen von Gleichungen in komplexen Zahlen
03.05. Mo nur Diplom; Poissonverteilung
03.05. Di wegen Terminkollision vorgezogen vom 04.05.; 15:15 bis 16:45 in Raum I-032a; Reelle eindimensionale Analysis. Folgen, Beschränktheit, Monotonie; Konvergenz und Grenzwerte von Folgen; Rechenregeln
06.05. Do Übungen
06.05. Do Reihen, bedingte und absolute Konvergenz, Rechenregeln
10.05. Mo nur Diplom; Ausblick: Normalverteilung, Zentraler Grenzwertsatz
11.05. Di weiter Reihen
13.05. Do Übungen
13.05. Do Funktionen einer reellen Variablen, Nullstellen, Monotonie, Umkehrbarkeit, Umkehrfunktion 
17.05. Mo nur Diplom; Reelle mehrdimensionale Analysis. Reellwertige Funktionen mehrerer Veränderlicher; Darstellungsverfahren
18.05. Di Grenzwerte von Funktionen, Stetigkeit, Zwischenwertsatz
24.05. Mo nur Diplom; Grenzwert und Stetigkeit von Funktionen mehrerer Veränderlicher
25.05. Di reelle Polynome (ganzrationale Funktionen), gebrochenrationale Funktionen, Pole, Asymptoten
27.05. Do Übungen
27.05. Do Ableitung als lineare Näherung und als Momentangeschwindigkeit
01.06. Di weiter Ableitung; Rechenregeln für Ableitungen, Ableitungen elementarer Funktionen
03.06. Do Übungen
03.06. Do weiter Ableitung
07.06. Mo nur Diplom; partielle Ableitung, Gradient, totales Differential, lineare Näherung
08.06. Di mehrfache Differentiation, Differenzierbarkeit, Monotonie, lokale und globale Extrema, Wendepunkte
10.06. Do Übungen
10.06. Do Flächeninhalt, elementare Rechenregeln für Integrale, Integrierbarkeit, bestimmtes Integral, Hauptsatz der Integral- und Differentialrechnung, Stammfunktion (unbestimmtes Integral), uneigentliche Integrale
14.06. Mo nur Diplom; Hesse-Matrix und lokale Extrema in 2D
15.06. Di Grundintegrale, Partialbruchzerlegung
17.06. Do Übungen
17.06. Do weiter Grundintegrale, Partialbruchzerlegung
21.06. Mo nur Diplom; mehrdimensionale Integration, variable Grenzen
22.06. Di partielle Integration, Substitution
24.06. Do 1. Block, Raum 122: Übungen
24.06. Do 2. Block, Raum 122, vorgezogen vom 28.6.: Klausurvorbereitung
24.06. Do 3. Block: nur Diplom; Integration in Polarkoordinaten, Zylinderkoordinaten, sphärischen Koordinaten; Skript siehe 2004-06-21
28.06. Mo vorverlegt auf 24.06. wegen Terminkollision
29.06. Di verlegt auf 01.07. wegen Terminkollision
01.07. Do 1. Block: Klausurvorbereitung
01.07. Do 2. Block, Raum 122, nachgeholt vom 29.6.: Taylor-Reihe, Grundlagen der Potenzreihen
01.07. Do 3. Block: Klausurvorbereitung