Numerische Methoden D-PHYS 2014 =============================== * **18-21.02.2014**: Organisatorisches; Motivation; Iterative Verfahren am Beispiel von algebraischen Gleichungen; lineare Konvergenz; Konvergenz der Ordnung p; Abbruchkriterien; Fehlerschaetzer fuer lineare Konvergenz; Fixpunktiterationen und deren Konvergenz; Bisektionsverfahren; Idee des Newton-Verfahrens * **25-28.02.2014**: Newton-Verfahren; angepasstes Newton-Verfahren; Sekantenverfahren; vereinfachtes Newton-Verfahren; gedaempftes Newton-Verfahren; Broyden-Quasi-Newton-Verfahren; Sherman-Morrison-Woodbury formula; Konvergenzordnungen und Rechenzeiten; Orthogonale Tarnsformationen. * **04-07.03.2014**: Matrix-Zerlegunegn: LU, QR, SVD; Kondition einer Matrix; Hauptkomponentenanalyse; numerischer Rank einer Matrix; Lineare Ausgleichsrechnung; Normalengleichungen; Kondition, Struktur und Tricks bei der Normalengleichungen; * **11-14.03.2014**: Ausgleichsrechnung mit der QR-Zerlegung und mit der SVD; Nichtlineare Ausgleichsrechnung mittels Newton-, Gauss-Newton- und Levenberg-Marquardt-Verfahren; Eigenwerte und Nullstellen von Polynome; Idee der QR-Methode zur Berechnung von Eigenwerte; einfache Implementierung; Komplexitaet und Rechenzeiten bei Verwendung professionellen Codes (eig, eigvals, eigh, eigvalsh), die auf QR-Verfahren mit Shift basieren; Krylov-Verfahren: Idee * **18-21.03.2014**: Krylov-Verfahren: Idee und Konvergenz, Arnoldi-Verfahren, Lanczos-Verfahren, Orthogonalitaetsverlust, professionelle Codes, Polynomiale Interpolation via polyfit/polyval, via Newton-Polynom, via Lagrange-Polynom; Lebesgue-Konstanten * **25-28.03.2014**: Polynomiale Interpolation via baryzentrische Formel; Chebyshev-Polynome, -Knoten, -Abszissen; wichtige Eigenschaften der Chebyshev-Polynome; Chebyshev-Interpolationsformel; Clenshaw-Schema; Stabilitaet von Rekurenzen; * **1-4.04.2014**: Ueberblick ueber die Fourier-Approximation; Fourier-Approximation; DFT; Verbindung zwischen die Fourier-Reihe, die Fourier-Approximation und die DFT; FFT und fftshift; * **8-15.04.2014**: Trigonometrische Interpolation; Auswertung; Konvergenzarten; Verbindung zur Chebyshev-Interpolation und Algorithmen; Clenshaw-Curtis-Quadratur; Wichtige Quadraturformel (MPR, TR, SR); Ordnung einer Quadraturformel und symmetrische Quadraturformel; zusammengesetzte Quadraturformel; * **29.04-2.05.2014**: zusammengesetzte Quadraturformel; adaptive Quadratur; Quadratur in mehrere Dimensionen: Tensorprodukt- und Duenngitter-Quadratur; Ueberblick ueber die Monte-Carlo Methode * **6-9.05.2014**: Monte-Carlo Methode fuer die Quadratur; Methoden fuer die Reduktion der Varianz mit Beispiele; Beispiele von ODEs; wichtige Definitionen und Notationen; ODEs mit konstanten Koeffizienten; Hamiltonische Differentialgleichungen; Erstes Integral und Erhaltungssatz; einfache Ein-Schritt-Verfahren; strukturerhaltende Verfahren: impliziter Mittelpunktsregel * **13-16.05.2014**: Stoermer-Verlet und wichtige Beispiele dazu; Runge-Kutta-Verfahren; ode45; Zeitschrittsteuerung mit Beispiele; Splitting Verfahren mit Beispiele; * **20-23.05.2014**: Splitting fuer gestoerte Systeme; Partitionierte Runge-Kutta-Verfahren; Magnus-Integratoren; Steife Differentialgleichugen: erste Beispiele und Definitionen; A-Stabile und L-Stabile Verfahren; Radau-Verfahren; semi-implizite Runge-Kutta-Verfahren, Rosenbock-Wanner-Methoden und ode23s; exponentiele Integratoren * **27-30.05.2014**: vorgeholt