Das Studium der Ingenieur- und Naturwissenschaften verlangt nach rasch zuganglichen Informationen. Die vorliegende Mathematische Formelsammlung fijr Ingenieure und Natur wissenschaftler wurde dementsprechend gestaItet. Zur Auswahl des Stoffes Ausgehend von der elementaren Schulmathematik (z. B. Bruchrechnung, Gleichungen mit einer Unbekannten, Lehrsatze aus der Geometrie) werden aile flir den Ingenieur und Natur wissenschaftler wesentlichen mathematischen Stoffgebiete behandeIt. Dabei wurde der erprobte und bewahrte Aufbau des Lehr- und Arbeitsbuches Mathematik fijr Ingenieure I, 2 konsequent beibehalten. Der Benutzer wird dies sicherlich als hilfreich empfinden. 1m Anhang dieser Formelsammlung befindet sich eine ausflihrliche Integraltafel mit liber 400 in den naturwissenschaftlich-technischen Anwendungen besonders haufig auftretenden Integralen. Der Druck dieser Tafel erfolgte auf eingeHirbtem Papier, urn einen raschen Zugriff zu ermoglichen. Behandelt werden folgende Stoffgebiete: Allgemeine Grundlagen aus Algebra, Arithmetik und Geometrie Vektorrechnung Funktionen und Kurven Differen tialrechnung Integralrechnung Unendliche Reihen, Taylor- und Fourier-Reihen Lineare Algebra Komplexe Zahlen und Funktionen Differential- und Integralrechnung flir Funktionen von mehreren Variablen Gewohnliche Differentialgleichungen Fehler- und Ausgleichsrechnung Laplace-Transformation Zur Darstellung des Stoffes Die Darstellung der mathematischen Begriffe, Formeln und Satze erfolgt in anschaulicher und allgemeinverstandlicher Form. Wichtige Formeln wurden gerahmt und zusatzlich durch Bilder verdeutIicht. Zahlreiche Beispiele helfen, die Formeln treffsicher auf eigene Problem stellungen anzuwenden. Ein ausfiihrliches InhaIts- und Sachwortverzeichnis ermoglicht ein rasches Auffinden der gewlinschten Information. VI Vorwort Eine Bitte des Autors FUr Hinweise und Anregungen - insbesondere auch aus dem Kreis der Studenten - bin ich stets dankbar.
Inhaltsverzeichnis
I Allgemeine Grundlagen aus Algebra, Arithmetik und Geometrie.- 1 Grundlegende Begriffe über Mengen.- 2 Rechnen mit reellen Zahlen.- 3 Elementare (endliche) Reihen.- 4 Gleichungen mit einer Unbekannten.- 5 Lehrsätze aus der elementaren Geometrie.- 6 Ebene geometrische Körper (Planimetrie).- 7 Räumliche geometrische Körper (Stereometrie).- 8 Koordinatensysteme.- II Vektorrechnung.- 1 Grundlegende Begriffe.- 2 Komponentendarstellung eines Vektors.- 3 Vektoroperationen.- 4 Ableitung eines Vektors nach einem Parameter.- 5 Anwendungen.- III Funktionen und Kurven.- 1 Grundlegende Begriffe.- 2 Allgemeine Funktionseigenschaften.- 3 Grenzwert und Stetigkeit einer Funktion.- 4 Ganzrationale Funktionen (Polynomfunktionen).- 5 Gebrochenrationale Funktionen.- 6 Potenz- und Wurzelfunktionen.- 7 Trigonometrische Funktionen.- 8 Arkusfunktionen.- 9 Exponentialfunktionen.- 10 Logarithmusfunktionen.- 11 Hyperbelfunktionen.- 12 Areafunktionen.- 13 Kegelschnitte.- 14 Spezielle Kurven.- IV Differentialrechnung.- 1 Differenzierbarkeit einer Funktion.- 2 Erste Ableitung der elementaren Funktionen (Tabelle).- 3 Ableitungsregeln.- 4 Anwendungen.- V Integralrechnung.- 1 Bestimmtes Integral.- 2 Unbestimmtes Integral.- 3 Integrationsmethoden.- 4 Uneigentliche Integrale.- 5 Anwendungen.- VI Unendliche Reihen, Taylor- und Fourier-Reihen.- 1 Unendliche Reihen.- 2 Potenzreihen.- 3 Taylor-Reihen.- 4 Fourier-Reihen.- VII Lineare Algebra.- 1 Matrizen.- 2 Determinanten.- 3 Lineare Gleichungssysteme.- VIII Komplexe Zahlen und Funktionen.- 1 Darstellungsformen einer komplexen Zahl.- 2 Grundrechenarten für komplexe Zahlen.- 3 Potenzieren.- 4 Radizieren (Wurzelziehen).- 5 Natürlicher Logarithmus einer komplexen Zahl.- 6 Ortskurven.- 7 Komplexe Funktionen.- 8 Anwendungen in der Schwingungslehre.- IX Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen.- 1 Funktionen von mehreren Variablen und ihre Darstellung.- 2 Partielle Differentiation.- 3 Mehrfachintegrale.- 4 Linien- oder Kurvenintegrale.- X Gewöhnliche Differentialgleichungen.- 1 Grundlegende Begriffe.- 2 Differentialgleichungen 1. Ordnung.- 3 Differentialgleichungen 2. Ordnung.- 4 Anwendungen.- XI Fehler- und Ausgleichsrechnung.- 1 Gaußsche Normalverteilung.- 2 Mittelwert und mittlerer Fehler einer Meßreihe.- 3 Gaußsches Fehlerfortpflanzungsgesetz.- 4 Ausgleichskurven.- XII Laplace-Transformation.- 1 Grundlegende Begriffe.- 2 Allgemeine Eigenschaften der Laplace-Transformation.- 3 Laplace-Transformierte einer periodischen Funktion.- 4 Laplace-Transformierte spezieller Funktionen (Impulse).- 5 Anwendung: Lösung einer linearen Differentialgleichung mit konstanten Koeffizienten.- 6 Tabelle spezieller Laplace-Transformationen.- Anhang: Integraltafel.- 21 Integrale mit einer Arkusfunktion.- 29 Integrale mit einer Areafunktion.- Sachwortverzeichnis.
