Mobilität ist das wesentliche Merkmal unseres Jahrhun-derts. Tempo und Vielfalt, mit denen uns Innovationen präsentiert werden, machen es mitunter schwer, die Bedeutung der echten Mobilität spontan zu erfassen. Handy, Notebook oder TV-Fernbedienung, die leicht und tragbar sind, nennt man mobile Geräte. Solche Geräte im Gegensatz zu stationären Geräten sind nicht an einen festen Standort gebunden.
Dieser Fortschritt hat die moderne Technik ermöglicht: Mikroelektronik, Informatik und Automatisierungstechnik. Mathematik spielte dabei eine der wichtigsten Rollen.
Hat aber sich Mathematik in diesem Fortschritt auch geändert? Hat die besagte Mobilität auch die Mathematik beeinflusst?
Mit Begriffen der mobiler Kommunikation und Fernsteuerung wird ein neues Verfahren zur Lösung von linearen Gleichungssystemen angeboten.
Die Mobilität wird in diesem Buch auch auf mathematische Darstellungen übertragen. Analog physi-kalisch-technischen Geräten werden mathematische mobile Gleichungen gebildet, die nicht zu fes-ten Konstanten gebunden sind und eine Steuerung der Originalgleichung ermöglichen.
Die gegebenen Gleichungssysteme sind dagegen nicht mobil. Sie sind fest mit den Absolutgliedern gebunden und werden wie stationäre Geräte betrachtet.
Welche Vorteile hat dieses Verfahren? Rein rechnerisch ist die mobile Lösung eines lineares algebraisches Gleichungssystems der 2. Ordnung mit den dafür erforderlichen 9 Rechenoperationen die schnellste im Vergleich mit dem Gaußschen Algorithmus (11 Operationen) und der Cramerschen Regel (10 Operationen). Steigt die Zahl der Unbekannten, steigt auch der Rechenaufwand, jedoch unterschiedlich bei verschiedenen Verfahren. Das Mobilverfahren nimmt dann den zweiten Platz nach dem Gaußschen Algorithmus.
Wichtig ist jedoch nicht der Rechenaufwand, sondern die neue Darstellung der bekannten mathematischen Aufgabe. Das konventionelle Gleichungssystem mit konstanten Absolutgliedern wird wie ein stationäres Gerät dargestellt. Das Gleichungssystem mit einstellbaren Absolutgliedern ist nun zum Mobilgerät geworden. Die Lösung ist keine Lösung mehr, sondern eine Fernsteuerung.
Sprache
Verlagsort
Zielgruppe
Für Beruf und Forschung
Für höhere Schule und Studium
Für Grundschule und weiterführende Schule
Mathematik Intressenten mit Grundkenntnissen.
Studierende und Lehrende an technischen Hochschulen und Universitäten
Editions-Typ
Produkt-Hinweis
Illustrationen
49
24 s/w Tabellen, 49 s/w Abbildungen
Grafische Lösung einer Gleichung.
Schematische Darstellung der Lösung nach dem Eliminationsverfahren an einem Beispiel.
Grafische Lösung eines linearen Gleichungssystems.
Lösung nach der Cramerschen Regel mittels Determinanten.
Mathematiker des 17. Jahrhunderts und Beispiele von damaligen Geräten (Thermostat, Barometer von Torricelli und Luftdruckmessung).
Fernsteuerung bzw. Lösung des Gleichungssystems.
Maße
Gewicht
ISBN-13
978-3-937638-13-3 (9783937638133)
Schweitzer Klassifikation
Autor*in
Professor, Hochschullehrer
Professor Dr.-Ing. Serge Zacher hat nach seinem Elektrotechnik-Studium mehrere Projekte für die Automatisierungstechnik in der chemischen Industrie entwickelt, woraus rund 150 Fachartikel und 4 Patente entstanden. 1992 wurde er an die Fachhochschule Wiesbaden als Professor für Automatisierungstechnik berufen, wo er sich neben Lehre auch mit der Forschung im Bereich selbstlernenden Regelungsalgorithmen befasste.
Während seiner Tätigkeit als Hochschulprofessor hat er 12 Lehrbücher veröffentlicht, darunter "Regelungstechnik für Ingenieure" mit Manfred Reuter und "Übungsbuch Regelungstechnik" im Verlag Springer Vieweg, sowie "SPS-Programmierung mit Funktionsbausteinsprache" und "Duale Regelungstechnik" im VDE Verlag.
In seiner Doktorarbeit (1968) entwickelte Dr. Zacher die Algorithmen der Variablenverdichtung, deren Anwendung zur Lösung von linearen Gleichungssystemen zum ersten Mal im vorliegenden Buch veröffentlicht ist.
Einführung
1. Lineare Gleichungssysteme mit zwei Unbekannten
2. Mobile Kommunikation und Fernsteuerung
3. Intensität und Intensitätsbilanz
4. Übungsaufgaben mit Lösungen
Anhang: Mathematische Grundlagen
A1. Matrizen
A2. Lösungsalgorithmen
A3. Intensität