Applied Delay Differential Equations

Author: Thomas Erneux
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9780387743721
Release Date: 2009-03-06
Genre: Mathematics

Applied Delay Differential Equations is a friendly introduction to the fast-growing field of time-delay differential equations. Written to a multi-disciplinary audience, it sets each area of science in his historical context and then guides the reader towards questions of current interest.

Stability of Linear Delay Differential Equations

Author: Dimitri Breda
Publisher: Springer
ISBN: 9781493921072
Release Date: 2014-10-21
Genre: Science

This book presents the authors' recent work on the numerical methods for the stability analysis of linear autonomous and periodic delay differential equations, which consist in applying pseudospectral techniques to discretize either the solution operator or the infinitesimal generator and in using the eigenvalues of the resulting matrices to approximate the exact spectra. The purpose of the book is to provide a complete and self-contained treatment, which includes the basic underlying mathematics and numerics, examples from population dynamics and engineering applications, and Matlab programs implementing the proposed numerical methods. A number of proofs is given to furnish a solid foundation, but the emphasis is on the (unifying) idea of the pseudospectral technique for the stability analysis of DDEs. It is aimed at advanced students and researchers in applied mathematics, in dynamical systems and in various fields of science and engineering, concerned with delay systems. A relevant feature of the book is that it also provides the Matlab codes to encourage the readers to experience the practical aspects. They could use the codes to test the theory and to analyze the performances of the methods on the given examples. Moreover, they could easily modify them to tackle the numerical stability analysis of their own delay models.

Mathematical Modeling and Applications in Nonlinear Dynamics

Author: Albert Luo
Publisher: Springer
ISBN: 9783319266305
Release Date: 2016-01-28
Genre: Technology & Engineering

The book covers nonlinear physical problems and mathematical modeling, including molecular biology, genetics, neurosciences, artificial intelligence with classical problems in mechanics and astronomy and physics. The chapters present nonlinear mathematical modeling in life science and physics through nonlinear differential equations, nonlinear discrete equations and hybrid equations. Such modeling can be effectively applied to the wide spectrum of nonlinear physical problems, including the KAM (Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM)) theory, singular differential equations, impulsive dichotomous linear systems, analytical bifurcation trees of periodic motions, and almost or pseudo- almost periodic solutions in nonlinear dynamical systems.

Advances in Interdisciplinary Mathematical Research

Author: Bourama Toni
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9781461463450
Release Date: 2014-07-08
Genre: Mathematics

This volume contains the invited contributions to the Spring 2012 seminar series at Virginia State University on Mathematical Sciences and Applications. It is a thematic continuation of work presented in Volume 24 of the Springer Proceedings in Mathematics & Statistics series. Contributors present their own work as leading researchers to advance their specific fields and induce a genuine interdisciplinary interaction. Thus all articles therein are selective, self-contained, and are pedagogically exposed to foster student interest in science, technology, engineering and mathematics, stimulate graduate and undergraduate research, as well as collaboration between researchers from different areas. The volume features new advances in mathematical research and its applications: anti-periodicity; almost stochastic difference equations; absolute and conditional stability in delayed equations; gamma-convergence and applications to block copolymer morphology; the dynamics of collision and near-collision in celestial mechanics; almost and pseudo-almost limit cycles; rainbows in spheres and connections to ray, wave and potential scattering theory; null-controllability of the heat equation with constraints; optimal control for systems subjected to null-controllability; the Galerkin method for heat transfer in closed channels; wavelet transforms for real-time noise cancellation; signal, image processing and machine learning in medicine and biology; methodology for research on durability, reliability, damage tolerance of aerospace materials and structures at NASA Langley Research Center. The volume is suitable and valuable for mathematicians, scientists and research students in a variety of interdisciplinary fields, namely physical and life sciences, engineering and technology including structures and materials sciences, computer science for signal, image processing and machine learning in medicine.

Computer Aided Verification

Author: Hana Chockler
Publisher: Springer
ISBN: 9783319961422
Release Date: 2018-07-20
Genre: Computers

This open access two-volume set LNCS 10980 and 10981 constitutes the refereed proceedings of the 30th International Conference on Computer Aided Verification, CAV 2018, held in Oxford, UK, in July 2018. The 52 full and 13 tool papers presented together with 3 invited papers and 2 tutorials were carefully reviewed and selected from 215 submissions. The papers cover a wide range of topics and techniques, from algorithmic and logical foundations of verification to practical applications in distributed, networked, cyber-physical, and autonomous systems. They are organized in topical sections on model checking, program analysis using polyhedra, synthesis, learning, runtime verification, hybrid and timed systems, tools, probabilistic systems, static analysis, theory and security, SAT, SMT and decisions procedures, concurrency, and CPS, hardware, industrial applications.

Optimale Steuerung partieller Differentialgleichungen

Author: Fredi Tröltzsch
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783322968449
Release Date: 2015-02-27
Genre: Mathematics

Die mathematische Theorie der optimalen Steuerung hat sich im Zusammenhang mit Berechnungen für die Luft- und Raumfahrt schnell zu einem wichtigen und eigenständigen Gebiet der angewandten Mathematik entwickelt. Die optimale Steuerung durch partielle Differentialgleichungen modellierter Prozesse wird eine numerische Herausforderung der Zukunft sein. Sie erfordert die Analysis nichtlinearer partieller Differentialgleichungen, Optimierung im Funktionenraum, nichtlineare Funktionalanalysis sowie Optimierungsverfahren für extrem große Aufgaben. Im Buch werden entsprechende Grundlagen mit langsam steigendem Schwierigkeitsgrad entwickelt. Grundkenntnisse zu partiellen Differentialgleichungen und der Funktionalanalysis werden jeweils dort gebracht, wo sie konkret nötig sind. Das Buch enthält viele Beispiele und eignet sich als Grundlage für Vorlesungen und Seminare.

Algebra f r Einsteiger

Author: Jörg Bewersdorff
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783658022624
Release Date: 2013-12-12
Genre: Mathematics

Dieses Buch ist eine leicht verständliche Einführung in die Algebra, die den historischen und konkreten Aspekt in den Vordergrund rückt. Der rote Faden ist eines der klassischen und fundamentalen Probleme der Algebra: Nachdem im 16. Jahrhundert allgemeine Lösungsformeln für Gleichungen dritten und vierten Grades gefunden wurden, schlugen entsprechende Bemühungen für Gleichungen fünften Grades fehl. Nach fast dreihundertjähriger Suche führte dies schließlich zur Begründung der so genannten Galois-Theorie: Mit ihrer Hilfe kann festgestellt werden, ob eine Gleichung mittels geschachtelter Wurzelausdrücke lösbar ist. Das Buch liefert eine gute Motivation für die moderne Galois-Theorie, die den Studierenden oft so abstrakt und schwer erscheint. In dieser Auflage wurde ein Kapitel ergänzt, in dem ein alternativer, auf Emil Artin zurückgehender Beweis des Hauptsatzes der Galois-Theorie wiedergegeben wird. Dieses Kapitel kann fast unabhängig von den anderen Kapiteln gelesen werden.

Partielle Differentialgleichungen der Geometrie und der Physik 2

Author: Friedrich Sauvigny
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783540275404
Release Date: 2005-12-05
Genre: Mathematics

Das zweibändige Lehrbuch behandelt das Gebiet der partiellen Differentialgleichungen umfassend und anschaulich. Der Autor stellt in Band 2 funktionalanalytische Lösungsmethoden vor und erläutert u. a. die Lösbarkeit von Operatorgleichungen im Banachraum, lineare Operatoren im Hilbertraum und Spektraltheorie, die Schaudersche Theorie linearer elliptischer Differentialgleichungen sowie schwache Lösungen elliptischer Differentialgleichungen.

Untersuchungen ber h here Arithmetik

Author: Carl Friedrich Gauss
Publisher: American Mathematical Soc.
ISBN: 9780821842133
Release Date: 2006-01
Genre: Mathematics

In this volume are included all of Gauss's number-theoretic works: his masterpiece, Disquisitiones Arithmeticae, published when Gauss was only 25 years old; several papers published during the ensuing 31 years; and papers taken from material found in Gauss's handwriting after his death. These papers include a fourth, fifth, and sixth proof of the Quadratic Reciprocity Law, researches on biquadratic residues, quadratic forms, and other topics. This reprint of the German translation from Latin of the second edition published in 1889 includes an extensive appendix and concludes with a commentary on the papers (with references, where appropriate, to the relevant pages of the Disquisitiones).

Mathematisches Denken

Author: T.W. Körner
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 9783034850018
Release Date: 2013-08-13
Genre: Science

Dieses Buch wendet sich zuallererst an intelligente Schüler ab 14 Jahren sowie an Studienanfänger, die sich für Mathematik interessieren und etwas mehr als die Anfangsgründe dieser Wissenschaft kennenlernen möchten. Es gibt inzwischen mehrere Bücher, die eine ähnliche Zielstellung verfolgen. Besonders gern erinnere ich mich an das Werk Vom Einmaleins zum Integral von Colerus, das ich in meiner Kindheit las. Es beginnt mit der folgenden entschiedenen Feststellung: Die Mathematik ist eine Mausefalle. Wer einmal in dieser Falle gefangen sitzt, findet selten den Ausgang, der zurück in seinen vormathematischen Seelenzustand leitet. ([49], S. 7) Einige dieser Bücher sind im Anhang zusammengestellt und kommen tiert. Tatsächlich ist das Unternehmen aber so lohnenswert und die Anzahl der schon vorhandenen Bücher doch so begrenzt, daß ich mich nicht scheue, ihnen ein weiteres hinzuzufügen. An zahlreichen amerikanischen Universitäten gibt es Vorlesungen, die gemeinhin oder auch offiziell als ,,Mathematik für Schöngeister'' firmieren. Dieser Kategorie ist das vorliegende Buch nicht zuzuordnen. Statt dessen soll es sich um eine ,,Mathematik für Mathematiker'' handeln, für Mathema tiker freilich, die noch sehr wenig von der Mathematik verstehen. Weshalb aber sollte nicht der eine oder andere von ihnen eines Tages den Autor dieses 1 Buches durch seine Vorlesungen in Staunen versetzen? Ich hoffe, daß auch meine Mathematikerkollegen Freude an dem Werk haben werden, und ich würde mir wünschen, daß auch andere Leser, bei denen die Wertschätzung für die Mathematik stärker als die Furcht vor ihr ist, Gefallen an ihm finden mögen.