Numerical Linear Algebra

This introductory text is based on courses within a multi-semester cycle on “Numerical Mathematics” given by the author at the Universities in Saarbrücken and Heidelberg.
In the present part basic concepts of numerical methods are presented for solving linear optimization problems (so-called “Linear Programming”). This includes besides the classical ”Simplex method“ also modern ”Interior-point methods“. As natural extensions methods for convex nonlinear, especially quadratic, optimization problems are discussed.
Theoretical as well as practical aspects are considered. As prerequisite only that prior knowledge is required, which is usually taught in the introductory Analysis, Linear Algebra, and Numerics courses. For facilitating self-learning the book contains theoretical and practical exercises with solutions collected in the appendix. Dieser einführende Text basiert auf Vorlesungen innerhalb eines mehrsemestrigen Zyklus ”Numerische Mathematik“, die der Autor an den Universitäten Saarbrücken und Heidelberg gehalten hat. Im vorliegenden Band werden die Konzepte numerischer Verfahren zur Lösung linearer Optimierungsaufgaben (sog. ”Lineare Programme“) entwickelt. Dazu gehören neben dem klassischen ”Simplex-Verfahren“ insbesondere auch modernere ”Innere Punkte-Methoden“. Als naheliegende Weiterungen werden auch Methoden für konvexe nichtlineare, speziell quadratische Optimierungsaufgaben diskutiert. Dabei finden sowohl theoretisch-mathematische als auch praktische Aspekte Berücksichtigung. Das Verständnis der Inhalte erfordert nur solche Vorkenntnisse, wie sie üblicherweise in den Grundvorlesungen über Analysis, Lineare Algebra und Numerik vermittelt werden. Zur Erleichterung des Selbststudiums dienen theoretische und praktische Übungsaufgaben mit Lösungen im Anhang.