Numerische Mathematik 2

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Numerik II, SS 2019

Personen  Inhalte  Zeit und Ort  Prüfung  Skript  Übung 

Aktuelle Mitteilungen

  • 27.04. Die mündlichen Nachprüfung am 28.4.20 finden in Raum 0.001 im Mathematik-Gebäde statt. In diesem Raum können wir gut lüften und durch die Verwendung eines Visualizers großen Abstand halten. Bitte bringen Sie aus hygienischen Gründen Ihre eigenen Stifte mit und, wenn Sie möchten, auch eigenes Papier.
    Beachten Sie, dass die Türen zum Mathematik-Gebäude zur Zeit abgeschlossen sind. Der Eintritt ist bei jedem Wechsel zwischen den Prüfungen von der Englerstraße aus möglich.
  • Die Nachklausur vom 26.02.2020 inklusive Lösung kann hier heruntergeladen werden.
  • 20.4. Raumänderung: Die Klausureinsicht am 21.04. findet in Raum 0.001 statt.
  • 8.4. Die Termine der mündlichen Nachprüfung am 28.4.20 finden Sie hier.
  • 8.4. Die zweite Klausureinsicht findet Stand jetzt wie geplant am Dienstag, den 21.4.20, um 13:15 Uhr in Raum 3.060 statt. Erscheinen Sie bitte nur, wenn es unbedingt notwendig ist. Beachten Sie außerdem, dass es zu längeren Wartezeiten kommen kann, da maximal 2 bis 3 Personen gleichzeitig ihre Klausur einsehen können.
  • 6.4. Ab dem 20.4. sind mündliche Prüfungen am KIT wieder erlaubt. Der neue Termin für die mündlichen Nachprüfungen ist am Dienstag, den 28.04.20. Die genauen Uhrzeiten folgen und werden hier bekannt gegeben.
    Wir werden diese Prüfungen unter Wahrung des Mindestabstandes in einem Seminarraum durchführen.

  • 18.3. Bitte beachten Sie die Fragen und Antworten des Corona-Krisenstabs des KIT zu organisatorischen Fragen rund um die Prüfungen und den Lehrbetrieb und haben Sie Geduld mit den Personen, die dort arbeiten. Wir setzen um, was der Krisenstab entscheidet und müssen daher auch auf weitere Informationen warten. Da die mündlichen Prüfungen keine eigenständigen Prüfungen sind, sondern eine Chance, die nicht bestandene Klausur doch noch zu bestehen, können Sie sich von der Prüfung nicht abmelden.
  • 17.3. Das KIT hat heute Abend bis mindestens zum 19.4.20 alle Prüfungen abgesagt. Wir informieren Sie hier über neue Termine.
  • 16.3. Raumänderung: Die Prüfungen am 17.3. finden in Raum 0.001 statt.
  • 14.3.Die mündlichen Prüfungen am Dienstag, den 17.3., finden nach aktuellem Stand statt und zwar zur Sicherheit aller Beteiligter in Seminarraum 3.060. Sollten Sie auch nur sehr leichte Anzeichen einer Erkrankung haben, informieren Sie uns bitte umgehend per E-Mail und erscheinen Sie auf keinen Fall persönlich am KIT. Ein Attest ist nicht erforderlich.
  • 13.3. Die Termine der mündlichen Nachprüfung am 17.3.20 finden Sie hier.
  • Die mündlichen Nachprüfungen finden wahlweise am Dienstag, den 17.3.20, oder am Mittwoch, den 15.4.20, statt. Um Ihre Teilnahme an der mündlichen Nachprüfung zu bestätigen und Ihren Termin auszuwählen, tragen Sie sich bitte bis zum 12.3.20 mit Ihrem Namen in folgende Liste ein. Wer sich nicht einträgt, bekommt den Termin nach Verfügbarkeit der Plätze an einem der beiden Tage zugeteilt.
    Für alle Teilnehmer gibt es eine gemeinsame Sprechstunde am 12.3.20 um 10:30 Uhr in Raum 3.061.
  • Die erste Klausureinsicht findet am Donnerstag, den 12.3.20, um 10:00 Uhr in Raum 3.061 statt, die zweite am Dienstag, den 21.4.20, um 13:15 Uhr in Raum 3.060.
  • Die Klausurergebnisse der Nachklausur sind nun im Studierendenportal eingetragen. Wer im QISPOS verwaltet wird und dort keine Note sieht, hat eine mündliche Nachprüfung.
  • Die Nachklausur findet am 26.02.2020 von 8:00 bis 9:30 Uhr im Tulla-Hörsaal statt.
  • In der Musterlösung zur Numerik II Klausur vom 14.08. wurden in der Lösung von Aufgabe 2b) kleine Fehler korrigiert.
  • Die Anmeldung zur Nachklausur am 26.02.2020 ist jetzt freigeschaltet.
    Die Anmeldefrist endet am 16.02.2020, eine Abmeldung ist bis einen Tag vor der Klausur möglich.
  • Die Numerik II Klausur vom 14.08. inklusive Lösung kann hier heruntergeladen werden.
  • Die zweite Klausureinsicht findet am Mittwoch, den 16.10., um 13:30 Uhr in Raum 3.060 statt.
  • Die Termine der mündlichen Nachprüfung finden Sie hier.
  • Die mündlichen Nachprüfungen finden am Dienstag, den 1. Oktober statt. Um Ihre Teilnahme an der mündlichen Nachprüfung zu bestätigen, schicken Sie bitte bis zum 15.9.2019 eine Mail an na-sek ∂does-not-exist.math kit edu.
    Für alle Teilnehmer gibt es eine gemeinsame Sprechstunde am 12.9.2019 um 9:30 Uhr in Raum 3.073.
  • Die erste Klausureinsicht findet am Donnerstag, den 12.9. in Raum 1.067 statt und zwar in Gruppen nach Namen um
    11:00 Uhr: A–F, 11:20 Uhr: G–L, 11:40 Uhr: M–Z.
    Eine zweite Klausureinsicht wird es in der ersten Vorlesungswoche geben.
  • Die Noten der Klausur vom 14.8. sind jetzt im Studierendenportal eingetragen. Wer seine Note dort nicht findet, kann hier nachsehen.
  • Hörsaaleinteilung für die Klausur am 14.08.2019:
    A–J im Tulla-Hörsaal, K–Z im Neue Chemie-Hörsaal.
    Die Hörsaaleinteilung findet nach dem Nachnamen statt.
  • Die Lösungen zu den Numerik II Klausuren aus dem SS14 wurden ergänzt und können hier heruntergeladen werden.
  • Die Hörsaaleinteilung für die Klausur wird am Montag, den 12.08., bekanntgegeben.
  • Das Skript wurde aktualisiert.
  • Zur Klausurvorbereitung wird am 07.08. um 10:00 Uhr in Raum 1.067 eine Altklausur vorgestellt, im Anschluss können Fragen gestellt werden. Zusätzlich findet am 12.08. um 10:00 Uhr ebenfalls in Raum 1.067 eine Fragestunde statt.
  • Die Numerik II Klausuren aus dem Sommersemester 2014 können hier heruntergeladen werden.
  • Das sechste Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das siebte Übungsblatt ist nun online.
  • Die Lösung zur Übungsaufgabe 23 kann unter Zusätzliche Materialien heruntergeladen werden.
  • Das Skript wurde aktualisiert (10.07.).
  • Das Skript wurde um das 8. Kapitel ergänzt.
  • Das fünfte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das Skript wurde aktualisiert (Tippfehler in Algorithmus 7.10 behoben).
  • Die Evaluationsergebnisse können hier herunter geladen werden:
  • Die Lösung zur Übungsaufgabe 19 kann unter Zusätzliche Materialien heruntergeladen werden.
  • Das sechste Übungsblatt ist nun online.
  • Das Skript wurde aktualisiert.
  • Die Veranstaltungstermine wurden vervollständigt.
  • Das vierte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das fünfte Übungsblatt ist nun online.
  • In Aufgabe 13, Teil (a), auf dem 4. Übungsblatt wurden die Voraussetzungen angepasst, sodass die Aussage nun richtig ist.
  • In Aufgabe 14 auf dem 4. Übungsblatt wurde ein kleiner Fehler korrigiert.
  • Aufgrund des Feiertages findet die Programmiersprechstunde in der kommenden Woche am Dienstag, den 11.06., um 13:30 statt.
  • Das dritte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das vierte Übungsblatt ist nun online.
  • Die Anmeldung zur Klausur am 14.08.2019 ist jetzt freigeschaltet.
    Die Anmeldefrist endet am 04.08.2019, eine Abmeldung ist bis ein Tag vor der Klausur möglich.
  • Im Skript wurde das 7. Kapitel ergänzt.
  • Das zweite Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Die Veranstaltungstermine bis Ende Juni wurden ergänzt.
  • Das dritte Übungsblatt ist nun online.
  • Das Skript wurde aktualisiert.
  • In der Übung am Mittwoch, den 15.05., wird neben dem zweiten Übungsblatt auch die neue Programmieraufgabe (Programmieraufgabe 2) thematisch vorgestellt.
  • Das erste Tutoriumsblatt ist nun (verspätet) verfügbar.
  • Das zweite Übungsblatt ist nun online.
  • Die Einteilung der Tutorien ist erfolgt, die Ergebnisse sind im Wiwi-Portal einsehbar.
  • Die Vorlesung am Dienstag findet von nun an im Chemie-Hörsaal I (HS1) statt.
  • Die Folien zur Taylor-Entwicklung in mehreren Dimensionen können Sie hier herunterladen.
  • Die Einteilung für die Tutorien ist nun freigeschaltet und bis Donnerstag um 16 Uhr möglich (Link zur Anmeldung).
  • Die Aufgaben für die Programmiertutorien am 03.05. können Sie hier herunterladen. Diese Aufgaben sind nicht relevant für den Klausurbonus.
  • Das erste Übungsblatt ist nun online. Die Abgabe der Aufgaben des ersten Blattes ist bis Freitag, den 03.05., um 7:30 Uhr in den Abgabekästen oder vor Beginn der Übung beim Übungsleiter möglich.
  • Um häufige Vertretungen der Vorlesungen zu vermeiden (aufgrund von Verpflichtungen von Prof. Hochbruck für die DFG), gibt es einen Ausweichtermin freitags um 8:00 Uhr im Kleinen Hörsaal Bauingenieure. Die aktuellen Termine finden Sie hier.
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Personen

Umfang

3 SWS Vorlesung + 1 SWS Übungen + 2 SWS Tutorien (abwechselnd Theorie und Programmieren),
6 Leistungspunkte

Inhalte und Ziele

Numerische Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme, Eigenwertprobleme, Krylov-Verfahren zur Lösung großer linearer Gleichungssysteme, schnelle Fourier-Transformation und Anwendungen

Lernziel: Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden und Algorithmen der Numerischen Mathematik. Dabei werden alle Aspekte von der Modellbildung über die algorithmische Umsetzung bis zur Stabilitäts- und Fehleranalyse gleichermaßen betrachtet.

Organisation

Das Übungsangebot zu der Vorlesung besteht aus drei Teilen:

  • In den Theorietutorien erarbeiten und diskutieren Sie unter der Anleitung Ihres Tutors bzw. Ihrer Tutorin Aufgaben. Anhand dieser Aufgaben sollen Sie die numerischen Techniken erlernen, sowie Inhalte der Vorlesung wiederholen und vertiefen.

  • Die Fähigkeit zur praktischen Umsetzung numerischer Methoden ist zentral für das Verständnis der Vorlesungsinhalte. Die auf den Übungsblättern gestellten Programmieraufgaben sollen Sie bei dem Transfer von der Theorie zur Praxis anleiten und werden in den Programmiertutorien besprochen.

    Zur Bearbeitung der Programmieraufgaben empfehlen wir Python 3, dieses kann mittels anaconda installiert werden. Das Python-Skript der Python-Einführung aus Numerik I im WS18/19 können Sie hier herunterladen.

  • In der Übung werden die Lösungen der Theorieaufgaben der Übungsblätter präsentiert. Diese Aufgaben sind im Vergleich zu den in den Tutorien gestellten Aufgaben anspruchsvoller und erfordern das selbstständige Erarbeiten von Zusammenhängen und Lösungsansätzen.

Durch Bearbeiten der Übungsblätter kann ein Notenbonus für die Klausur erreicht werden.

Zeit und Ort

Vorlesung und Übung

Dienstag, 15:45-17:15 Uhr im Chemie-Hörsaal 1 (HS1), Gebäude 30.41
Mittwoch, 09:45-11:15 Uhr im Kleinen Hörsaal Bauingenieure, Gebäude 10.50
Freitag, 08:00-09:30 Uhr im Kleinen Hörsaal Bauingenieure, Gebäude 10.50 (Ausweichtermin)

Vorlesungs- und Übungstermine

Bitte beachten Sie, dass die Termine der Vorlesung und Übung variieren. Die aktuellen Termine finden Sie hier, die Übungen finden in der Regel 14-täglich statt. Sollten Änderungen erforderlich sein, werden diese farblich hervorgehoben.

KW 17: Di, 23.04. Vorlesung Mi, 24.04. Vorlesung Fr, 26.04. Vorlesung
KW 18: Di, 30.04. Vorlesung       Fr, 03.05. Übung
KW 19: Di, 07.05. Vorlesung Mi, 08.05. Vorlesung      
KW 20: Di, 14.05. Vorlesung Mi, 15.05. Übung Fr, 17.05. Vorlesung
KW 21: Di, 21.05. Vorlesung Mi, 22.05. Vorlesung Fr, 24.05. Vorlesung
KW 22: Di, 28.05. Übung Mi, 29.05. Vorlesung
KW 23: Di, 04.06. Vorlesung Mi, 05.06. Vorlesung
KW 24: Di, 11.06. Vorlesung Mi, 12.06. Übung Fr, 14.06. Vorlesung
KW 25:       Mi, 19.06. Prog.-Übung
KW 26: Di, 25.06. Vorlesung Mi, 26.06. Übung
KW 27:             Fr, 05.07. Vorlesung
KW 28: Di, 09.07. Vorlesung Mi, 10.07. Übung Fr, 12.07. Vorlesung
KW 29: Di, 16.07. Vorlesung Mi, 17.07. Vorlesung
KW 30:       Mi, 24.07. Übung Fr, 26.07. Prog.-Übung

Tutorien

Es finden im wöchentlichen Wechsel Theorie- und Programmiertutorien statt. Die Tutorien beginnen in der zweiten Vorlesungswoche mit Programmiertutorien.
Die Termine und Räume der Theorietutorien sind

 

Mittwoch, 08:00-09:30 Uhr in SR 3.069, Mathegebäude,
Mittwoch, 11:30-13:00 Uhr in SR 2.066, Mathegebäude,
Freitag, 11:30-13:00 Uhr in SR 3.068, Mathegebäude,
Freitag, 14:00-15:30 Uhr in SR 3.061, Mathegebäude.

Die Programmiertutorien finden zu den gleichen Zeiten im Poolraum (SR -1.031) im Mathematikgebäude statt.

 

Die Einteilung erfolgt bis Donnerstag, 25.04.2019, um 16:00 Uhr über das Wiwi-Portal (Link zur Anmeldung).

Sprechstunde zu den Programmieraufgaben

Bei Fragen zu den Programmieraufgaben und zum Programmieren in Python gibt es ab KW19 montags um 11:30 Uhr eine Sprechstunde im Poolraum (SR -1.031).

Klausurvorbereitung

Am 07.08. um 10:00 Uhr wird in Raum 1.067 eine Altklausur vorgestellt, im Anschluss können Fragen gestellt werden.

Am 12.08. findet um 10:00 in Raum 1.067 eine Fragestunde statt.

Prüfung

Eine Prüfung für die Vorlesung Numerische Mathematik 2 wird jedes Semester angeboten.

Hilfsmittel: Ein DIN-A4-Blatt einseitig, handgeschrieben und nicht kopiert mit beliebigem Inhalt. Sonstige Hilfsmittel, insbesondere elektronische Geräte wie Smartphones, Smartwatches und Taschenrechner, sind nicht erlaubt.

Relevant ist alles, was Stoff der Vorlesung, der Übung und der (Programmier-) Tutorien war.

Hauptklausur vom 14.08.2019 inklusive Lösung:
Hauptklausur, Musterlösung

Nachklausur vom 26.02.2020 inklusive Lösung:
Nachklausur, Musterlösung

Klausuren zur Vorlesung Numerik II im Sommersemester 2014:
Hauptklausur(mit Lösung), Nachklausur(mit Lösung)

Termine

Die Klausur findet am Mittwoch, den 14.08.2019, von 11:30-13:00 Uhr statt, die dazugehörigen mündlichen Nachprüfungen am 01. oder 02.10.2019.

Die Nachklausur findet am Mittwoch, den 26.02.2020, von 08:00-09:30 Uhr im Tulla-Hörsaal statt.

Bonus

Für die Klausur kann ein Bonus erreicht werden, der zu einer Verbesserung der Klausurnote um maximal 0,4 Notenpunkte führt, falls die Klausur bestanden wird. Der Bonus ist erreicht, wenn

  • mindestens 60% der Punkte aller Theorieaufgaben erlangt werden, dabei mindestens 60% der Punkte der Übungsblätter 4 bis 7, und
  • 3 der 6 Programmieraufgaben (je mindestens eine aus der 1. oder 2., eine aus der 3. oder 4. sowie eine aus der 5. oder 6. Aufgabe) erfolgreich bearbeitet werden. Erfolgreich bedeutet:
    • Die Programme werden an einem Beispiel im Programmiertutorium vorgeführt und liefern das korrekte Ergebnis.
    • Fragen zum Programmcode können beantwortet werden.

Die Theorieaufgaben des Übungsblattes, die für das Erreichen des Bonus bearbeitet werden müssen, sind dabei mit einem "(K)" gekennzeichnet. Diese müssen bis dienstags 15 Uhr in den Wochen, in der die Übung stattfindet, in die blauen Abgabekästen "Numerik" im Foyer des Mathematikgebäudes eingeworfen werden. Die Rückgabe der korrigierten Aufgaben erfolgt in der Übung, nicht abgeholte Abgaben werden in Raum 3.071 in die Schachtel mit der Aufschrift Numerik 2 gelegt.
Die Programmieraufgaben werden in den Programmiertutorien von den Tutoren kontrolliert.

 

Skriptum zur Vorlesung (Vorabversion)

Ein Skript wird kostenlos zur Verfügung gestellt. Für Verbesserungs- und Korrekturvorschläge sind wir dankbar.

Übung

Übungsblätter

Blatt 1, Blatt 2, Blatt 3, Blatt 4, Blatt 5, Blatt 6, Blatt 7

Tutoriumsblätter

Blatt 1, Blatt 2, Blatt 3, Blatt 4, Blatt 5, Blatt 6

Zusätzliche Materialien

Literatur

  • M. Hochbruck, Skriptum zur Vorlesung
  • M. Hanke-Bourgeois, Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen Rechnens Teubner Verlag, Wiesbaden, 2. Auflage, 2006
  • R.W. Freund, R.H.W. Hoppe, Stoer/Bulirsch: Numerische Mathematik 1 Springer, 10. Aufl., 2007
  • A. Quarteroni, R. Sacco, F. Saleri, Numerische Mathematik 1, Springer, 2002
  • A. Quarteroni, R. Sacco, F. Saleri, Numerische Mathematik 2, Springer, 2002
  • P. Deuflhard, A. Hohmann, Numerische Mathematik. Eine algorithmisch orientierte Einführung, De Gruyter Lehrbuch, 2002