Mathematics for the Life Sciences

Author: Glenn Ledder
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1461472768
Format: PDF, ePub, Docs
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​​ ​​ Mathematics for the Life Sciences provides present and future biologists with the mathematical concepts and tools needed to understand and use mathematical models and read advanced mathematical biology books. It presents mathematics in biological contexts, focusing on the central mathematical ideas, and providing detailed explanations. The author assumes no mathematics background beyond algebra and precalculus. Calculus is presented as a one-chapter primer that is suitable for readers who have not studied the subject before, as well as readers who have taken a calculus course and need a review. This primer is followed by a novel chapter on mathematical modeling that begins with discussions of biological data and the basic principles of modeling. The remainder of the chapter introduces the reader to topics in mechanistic modeling (deriving models from biological assumptions) and empirical modeling (using data to parameterize and select models). The modeling chapter contains a thorough treatment of key ideas and techniques that are often neglected in mathematics books. It also provides the reader with a sophisticated viewpoint and the essential background needed to make full use of the remainder of the book, which includes two chapters on probability and its applications to inferential statistics and three chapters on discrete and continuous dynamical systems. The biological content of the book is self-contained and includes many basic biology topics such as the genetic code, Mendelian genetics, population dynamics, predator-prey relationships, epidemiology, and immunology. The large number of problem sets include some drill problems along with a large number of case studies. The latter are divided into step-by-step problems and sorted into the appropriate section, allowing readers to gradually develop complete investigations from understanding the biological assumptions to a complete analysis.

Mathematik und Technologie

Author: Christiane Rousseau
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642300928
Format: PDF, Kindle
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Zusammen mit der Abstraktion ist die Mathematik das entscheidende Werkzeug für technologische Innovationen. Das Buch bietet eine Einführung in zahlreiche Anwendungen der Mathematik auf dem Gebiet der Technologie. Meist werden moderne Anwendungen dargestellt, die heute zum Alltag gehören. Die mathematischen Grundlagen für technologische Anwendungen sind dabei relativ elementar, was die Leistungsstärke der mathematischen Modellbildung und der mathematischen Hilfsmittel beweist. Mit zahlreichen originellen Übungen am Ende eines jeden Kapitels.

Gew hnliche Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642564801
Format: PDF
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nen (die fast unverändert in moderne Lehrbücher der Analysis übernommen wurde) ermöglichten ihm nach seinen eigenen Worten, "in einer halben Vier telstunde" die Flächen beliebiger Figuren zu vergleichen. Newton zeigte, daß die Koeffizienten seiner Reihen proportional zu den sukzessiven Ableitungen der Funktion sind, doch ging er darauf nicht weiter ein, da er zu Recht meinte, daß die Rechnungen in der Analysis bequemer auszuführen sind, wenn man nicht mit höheren Ableitungen arbeitet, sondern die ersten Glieder der Reihenentwicklung ausrechnet. Für Newton diente der Zusammenhang zwischen den Koeffizienten der Reihe und den Ableitungen eher dazu, die Ableitungen zu berechnen als die Reihe aufzustellen. Eine von Newtons wichtigsten Leistungen war seine Theorie des Sonnensy stems, die in den "Mathematischen Prinzipien der Naturlehre" ("Principia") ohne Verwendung der mathematischen Analysis dargestellt ist. Allgemein wird angenommen, daß Newton das allgemeine Gravitationsgesetz mit Hilfe seiner Analysis entdeckt habe. Tatsächlich hat Newton (1680) lediglich be wiesen, daß die Bahnkurven in einem Anziehungsfeld Ellipsen sind, wenn die Anziehungskraft invers proportional zum Abstandsquadrat ist: Auf das Ge setz selbst wurde Newton von Hooke (1635-1703) hingewiesen (vgl. § 8) und es scheint, daß es noch von weiteren Forschern vermutet wurde.

Hilbert

Author: Constance Reid
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662286157
Format: PDF, Mobi
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Partielle Differentialgleichungen

Author: Walter A. Strauss
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 366312486X
Format: PDF, Docs
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Dieses Buch ist eine umfassende Einführung in die klassischen Lösungsmethoden partieller Differentialgleichungen. Es wendet sich an Leser mit Kenntnissen aus einem viersemestrigen Grundstudium der Mathematik (und Physik) und legt seinen Schwerpunkt auf die explizite Darstellung der Lösungen. Es ist deshalb besonders auch für Anwender (Physiker, Ingenieure) sowie für Nichtspezialisten, die die Methoden der mathematischen Physik kennenlernen wollen, interessant. Durch die große Anzahl von Beispielen und Übungsaufgaben eignet es sich gut zum Gebrauch neben Vorlesungen sowie zum Selbststudium.

Modeling Complex Systems

Author: Nino Boccara
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 0387216464
Format: PDF, Kindle
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This book explores the process of modeling complex systems in the widest sense of that term, drawing on examples from such diverse fields as ecology, epidemiology, sociology, seismology, as well as economics. It also provides the mathematical tools for studying the dynamics of these systems. Boccara takes a carefully inductive approach in defining what it means for a system to be "complex" (and at the same time addresses the equally elusive concept of emergent properties). This is the first text on the subject to draw comprehensive conclusions from such a wide range of analogous phenomena.

Bounded Noises in Physics Biology and Engineering

Author: Alberto d'Onofrio
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1461473853
Format: PDF, Kindle
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​​Since the parameters in dynamical systems of biological interest are inherently positive and bounded, bounded noises are a natural way to model the realistic stochastic fluctuations of a biological system that are caused by its interaction with the external world. Bounded Noises in Physics, Biology, and Engineering is the first contributed volume devoted to the modeling of bounded noises in theoretical and applied statistical mechanics, quantitative biology, and mathematical physics. It gives an overview of the current state-of-the-art and is intended to stimulate further research. The volume is organized in four parts. The first part presents the main kinds of bounded noises and their applications in theoretical physics. The theory of bounded stochastic processes is intimately linked to its applications to mathematical and statistical physics, and it would be difficult and unnatural to separate the theory from its physical applications. The second is devoted to framing bounded noises in the theory of random dynamical systems and random bifurcations, while the third is devoted to applications of bounded stochastic processes in biology, one of the major areas of potential applications of this subject. The final part concerns the application of bounded stochastic processes in mechanical and structural engineering, the area where the renewed interest for non-Gaussian bounded noises started. Pure mathematicians working on stochastic calculus will find here a rich source of problems that are challenging from the point of view of contemporary nonlinear analysis. Bounded Noises in Physics, Biology, and Engineering is intended for scientists working on stochastic processes with an interest in both fundamental issues and applications. It will appeal to a broad range of applied mathematicians, mathematical biologists, physicists, engineers, and researchers in other fields interested in complexity theory. It is accessible to anyone with a working knowledge of stochastic modeling, from advanced undergraduates to senior researchers.

Mathematische Modellierung

Author: Christof Eck
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662543354
Format: PDF, ePub, Mobi
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Das Lehrbuch bietet eine lebendige und anschauliche Einführung in die mathematische Modellierung von Phänomenen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften. Leser lernen, mathematische Modelle zu verstehen und selbst herzuleiten und finden eine Fülle von Beispielen, u. a. aus den Bereichen chemische Reaktionskinetik, Populationsdynamik, Strömungsdynamik, Elastizitätstheorie und Kristallwachstum. Die Methoden der Linearen Algebra, der Analysis und der Theorie der gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen werden sorgfältig eingeführt.

Differentialgleichungen und ihre Anwendungen

Author: Martin Braun
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642975151
Format: PDF, Kindle
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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#