Vorwort

In dem vorliegenden Buch behandeln wir die Lösung mathematischer Aufgaben mittels Computer unter Verwendung von MATLAB und legen die aktuelle Version 5.3 für WINDOWS 95/98 zugrunde.

Während MATLAB ursprünglich als reines System für numerische Rechnungen unter einer grafischen Benutzeroberfläche konzipiert war, besitzt es in seinen neuen Versionen eine abgerüstete Variante des Symbolprozessors von MAPLE für exakte (symbolische) Rechnungen. Damit hat sich MATLAB zu einem ebenbürtigen Partner der bekannten Computeralgebra- und Mathematik-Systeme AXIOM, DERIVE, MACSYMA, MAPLE, MATHCAD, MuPAD, MATHEMATICA und REDUCE entwickelt, die wir kurz als Systeme bezeichnen.

MATLAB wird bevorzugt von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern verwendet. Das liegt hauptsächlich daran, daß

* MATLAB hervorragende Fähigkeiten bei numerischen Rechnungen besitzt und auch als Programmiersprache ähnlich wie C anwendbar ist, wobei als Vorteil sämtliche vordefinierten Funktionen einsetzbar sind.

* eine Vielzahl von Zusatzprogrammen existieren, mit deren Hilfe man Probleme aus Technik und Naturwissenschaften lösen kann. Diese Zusatzprogramme werden in MATLAB als Toolboxen bezeichnet.

MATLAB existiert für verschiedene Computerplattformen, so u.a. für IBM-kompatible Personalcomputer (kurz: PCs), Workstations und Großcomputer unter UNIX und APPLE-Computer.

Wir verwenden im Buch die Version 5.3 von MATLAB für PCs, die unter WINDOWS 95/98 läuft. Da sich der Aufbau der Benutzeroberfläche und die integrierten Funktionen/Kommandos für die einzelnen Computertypen nur unwesentlich unterscheiden, können die in diesem Buch gegebenen Grundlagen von MATLAB für alle Computerplattformen angewendet werden.

Da bisher nur wenige deutschsprachige Bücher über MATLAB erschienen sind, soll das vorliegende Buch mit dazu beitragen, diese Lücke zu schließen.

Im Buch werden alle Gebiete betrachtet, die zur mathematischen Grundausbildung technischer und naturwissenschaftlicher Fachrichtungen gehören. Dazu kommen weiterführende Gebiete der Mathematik, die für viele praktische Problemstellungen relevant sind.

So kann das vorliegende Buch als begleitendes Nachschlage und Übungsbuch zu Mathematikvorlesungen und Belegen für Studenten und als Handbuch für Dozenten, Professoren und Praktiker in Technik und Naturwissenschaften dienen.

Um den Rahmen des Buches nicht zu sprengen, wird die Theorie der mathematischen Aufgaben nur soweit behandelt, wie es für eine Lösung mittels MATLAB erforderlich ist.

Der Schwerpunkt dieses Buches liegt auf der Umsetzung des zu lösenden mathematischen Problems in die Sprache von MATLAB und der Interpretation der gelieferten Ergebnisse. Wenn beim Anwender Unklarheiten mathematischer Natur auftreten, so sollten entsprechende Fachbücher herangezogen werden, von denen im Literaturverzeichnis einige angegeben werden.

Alle behandelten Probleme werden durch zahlreiche Beispiele illustriert, die zum Üben genutzt werden sollten. Diese Beispiele zeigen den Anwender Möglichkeiten und Grenzen bei der Anwendung von MATLAB auf.

MATLAB kann ebenso wie die anderen Systeme nicht die Mathematik ersetzen. Es kann aber von langwierigen Rechnungen befreien und Rechenfehler vermeiden, so daß der Anwender Zeit hat, sich um eine schöpferische Anwendung der Mathematik zu bemühen und seine verwendeten Modelle zu verbessern.

Da sich die Struktur der Funktionen, Kommandos und Menüs auch bei zukünftigen Versionen von MATLAB nicht wesentlich ändern wird, kann das vorliegende Buch auch in den nächsten Jahren als eine Anleitung zum Lösen mathematischer Probleme mittels MATLAB dienen.

An dieser Stelle möchte ich mich bei allen bedanken, die mich bei der Realisierung des vorliegenden Buchprojekts unterstützten:

• Bei Herrn Dr. Merkle vom Springer-Verlag für die Aufnahme des Buchvorschlags in das Verlagsprogramm.

• Bei meiner Gattin Doris, die großes Verständnis für meine Arbeit an den Abenden und Wochenenden aufgebracht hat.

• Bei meiner Tochter Uta, die das Manuskript kritisch gelesen und die Reproduktionsvorlage auf dem Computer erstellt hat.

• Bei Frau Naomi Fernandes von Math Works in Nattick (USA) für die kostenlose Überlassung der neuesten Version von MATLAB und der benötigten Toolboxen.

Über kritische Hinweise und Verbesserungsvorschläge würde sich der Autor freuen. Sie können an die folgende E-Mail-Adresse gesendet werden: benker@mathematik.uni-halle.de