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Modulbeschreibung - Analysis 2 (SG EUT)

Nummer
an2U
ECTS 3.0
Anspruchsniveau intermediate
Inhaltsübersicht Die Analysis gehört zu den zentralen Grundlagen des technischen Studiums. In diesem Modul wird die Differenzialrechnung erweitert, die Integralrechnung vertieft, Differentialgleichungen und deren technische Anwendungen disku-tiert.

    1. Integralrechnung
  • Integrationsmethoden: Substitution und partielle Integration
  • Numerische Integration

    2. Anwendungen Integralrechnung
  • Flächenberechnung
  • Volumen von Rotationskörpern
  • Bogenlänge einer Kurve
  • physikalische Anwendungen
  • Mittelwerte

    3. Gewöhnliche Differentialgleichungen
  • Begriffe und Bedeutung
  • Trennung der Variablen
  • Variation der Konstanten/Lösungsformel
  • Ansatzmethode für lineare DGL
  • Superpositionsprinzip für lineare DGL
  • DGL mit konstanten Koeffizienten

    4. Physikalische und technische Anwendungen
  • Mechanische Schwingungen
  • Elektrische Netzwerke

    5. SIMULINK / Numerik
  • Euler-Cauchy-Verfahren
  • Differentialgleichungen in SIMULINK modellieren und lösen
  • Simulationsresultate interpretieren und weiterverarbeiten

    6. Funktionen mehrerer Variablen
  • Partielle Ableitungen und geometrische Bedeutung

    7. MATLAB
  • Funktionen in MATLAB (Visualisierung)
  • Symbolisches und numerisches Integrieren mit MATLAB
  • Differentialgleichungen analytisch lösen
  • Einfache Skripte in MATLAB erstellen
  • Kommunikation zwischen MATLAB und SIMULINK

Lernziele Integralrechnung
Die Studierenden können Integrale, die im Ingenieurwesen vorkommen mittels Substitution und partieller Integration berechnen.
Die Studierenden kennen das Prinzip der numerischen Integralberechnung.
Anwendung der Integralrechnung
Die Studierenden können Volumen von Rotationskörpern berechnen. Die Studierenden können mittels Integralrechnung Längen- und Flächenberechnungen durchführen und kennen einige Anwendungen aus der Physik und Technik (Kinematik, Mittelwerte).
Gewöhnliche Differentialgleichungen
Die Studierenden verstehen Differentialgleichungen als mathematisches Objekt. Sie können Differentialgleichungen nach den gängigen Begriffen kategorisieren. Sie können gewöhnliche Differentialgleichungen mit verschiedenen analytischen Methoden lösen.
Physikalische Anwendungen
Die Studierenden kennen bedeutende physikalische Anwendungen von Differentialgleichungen. Sie können für diese Anwendungen Differentialgleichungen aufstellen und lösen. Die berechneten Resultate können die Studierenden interpretieren.
SIMULINK / Numerik
Die Studierenden können Differentialgleichungen in SIMULINK modellieren und numerisch lösen. Sie verstehen die Grundprinzipien der numerischen Lösungsverfahren und verstehen die Problematiken beim numerischen Lösen von Anfangswertproblemen.
Analysis mehrerer Variablen
Die Studierenden kennen Funktionen mehrerer Variablen. Sie können partielle erste Ableitungen berechnen und kennen die geometrischen Bedeutungen davon. Anwendung Fehlerrechnung.
CAS (MATLAB)
Die Studierenden können die mathematischen Techniken die im Modul behandelt werden auch mit MATLAB anwenden. Sie können Anwendungsaufgaben mit MATLAB lösen und das Tool für Visualisierungen nutzen. Im weiteren können die Studierenden das Tool für korrektes wissenschaftliches Arbeiten nutzen.
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis 1 (an1)
  • Algebra (algU)

Leistungsbewertung Erfahrungsnote und schriftliche Modulschlussprüfung
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