Numerische Mathematik 1

VortragsspracheDeutsch

Numerik I, WS 2018/19

Aktuelle Mitteilungen

  • Die Numerik I Nachklausur vom 13.08. inklusive Lösung kann hier heruntergeladen werden.
  • Die zweite Klausureinsicht zur Nachklausur findet am Mittwoch, den 16.10., um 13:10 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 Freitag, den 23.8., um 12 Uhr in Raum 3.061 statt. Eine zweite Klausureinsicht wird es in der ersten Vorlesungswoche geben.
  • Die Klausurergebnisse der Nachklausur sind nun im Studierendenportal eingetragen. Die genauen Termine der mündlichen Nachprüfungen am 1. oder 2.10.2019 werden noch bekanntgegeben. Wer im QISPOS verwaltet wird und dort keine Note sieht muss ebenfalls in die mündliche Nachprüfung.
  • Die Nachklausur am 13.08.2019 findet von 11:30-13:00 im Tulla-Hörsaal statt.

  • Die Anmeldung zur Nachklausur am 13.08.2019 ist jetzt freigeschaltet.
    Die Anmeldefrist endet am 03.08.2019, eine Abmeldung ist bis ein Tag vor der Klausur möglich.
  • Die Numerik I Nachklausur findet am Dienstag, den 13.08.2019, von 11:30-13:00 Uhr statt, die dazugehörigen mündlichen Nachprüfungen am 1. oder 2.10.2019.
  • Die zweite Klausureinsicht findet am Mittwoch, den 24.4., in Raum 3.060 statt:
    A–K um 13.10 Uhr, L–Z um 13:30 Uhr.
  • Die Numerik I Klausur vom 27.02. inklusive Lösung kann hier heruntergeladen werden.
  • Die Klausurergebnisse sind nun im Studierendenportal eingetragen. Wer mitgeschrieben hat und dort keine Note sieht, findet hier den Termin für die mündliche Prüfung.
  • Die erste Klausureinsicht findet am Mittwoch, den 6.3, in Raum 1.067 statt:
    A–K um 11:30 Uhr, L–Z um 12:00 Uhr.
    Eine zweite Klausureinsicht wird es in der ersten Vorlesungswoche geben.
  • Hörsaaleinteilung für die Klausur am 27.02.2019:
    A–K im Hörsaal am Fasanengarten (HSaF), L–Z im Tulla-Hörsaal.
    Die Hörsaaleinteilung findet nach dem Nachnamen statt.
  • Die Hörsaaleinteilung für die Klausur wird am Montag bekanntgegeben.
  • Die Lösungen zu den Numerik I Klausuren aus dem WS13/14 wurden ergänzt und können hier heruntergeladen werden.
  • Die Hörsaaleinteilung für die Klausur wird am Montag bekanntgegeben.
  • Zur Klausurvorbereitung wird am 20.02. um 11:30 Uhr in Raum 1.067 eine Altklausur vorgestellt, im Anschluss können Fragen gestellt werden. Zusätzlich findet am 25.02. um 11:30 Uhr ebenfalls in Raum 1.067 eine Fragestunde statt.
  • Das Skript wurde aktualisiert.
  • Erinnerung: Die Anmeldung zur Prüfung ist freigeschaltet und bis einschießlich den 17.02.2019 möglich.
  • Das Skript wurde aktualisiert (Satz 4.30 ergänzt).
  • Die Programmiersprechstunde am Montag, den 04.02., entfällt.
  • Das siebte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das siebte Übungsblatt ist nun online.
  • Die Numerik I Klausuren aus dem WS13/14 können hier heruntergeladen werden.
  • Das Skript wurde aktualisiert (kleine Änderungen in Beispiel 3.25 und bei der Stabilität der Cholesky-Zerlegung).
  • Die Evaluationsergebnisse können hier herunter geladen werden:
  • Das sechste Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das sechste Übungsblatt ist nun online.
  • Am Montag, den 07.01.2019, findet die Programmiersprechstunde einmalig im Raum 3.060 im Mathematikgebäude statt.
  • Das fünfte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Kapitel 3 im Skript wurde aktualisiert und Kapitel 4 ergänzt.
  • Ab kommendem Montag (17.12.) beginnt die Sprechstunde zu den Programmieraufgaben bereits um 13:30.
  • Die Lösung zu Übungsaufgabe 15 kann unter Zusätzliche Materialien heruntergeladen werden.
  • Das fünfte Übungsblatt ist nun online.
  • Die Vorlesungs- und Übungstermine wurden ergänzt.
  • Das Skript wurde aktualisiert.
  • Das vierte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das Skript wurde aktualisiert und Kapitel 3 ergänzt.
  • Es gab eine Änderung in der Programmieraufgabe des vierten Übungsblattes.
  • Das vierte Übungsblatt ist nun online.
  • Die Vorlesungstermine wurden geändert (Vorlesung am 30.11.).
  • Das dritte Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Das Skript wurde aktualisiert.
  • Die Termine für die Numerik 1 Nachklausur und die Numerik 2 Klausur stehen nun fest.
  • Das dritte Übungsblatt ist nun online.
  • Die nicht abgeholten Abgaben des ersten Übungsblattes liegen in Raum 3.071 in der Schachtel mit der Aufschrift Numerik 1.
  • Es gab eine Änderung bei den Vorlesungsterminen (23.11. statt 30.11.).
  • Den Quicky zu Kapitel 1 (Numerische Integration) können Sie hier herunterladen.
  • Das zweite Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Die Programmiersprechstunde findet am kommenden Montag, den 05.11.2018, ausnahmsweise um 11:30 Uhr im Raum 3.073 im Mathematikgebäude statt.
  • Das zweite Übungsblatt ist nun online.
  • Die Vorlesungs- und Übungstermine wurden ergänzt.
  • Das erste Tutoriumsblatt ist nun verfügbar.
  • Die Einteilung der Tutorien ist erfolgt, die Ergebnisse sind im Wiwi-Portal einsehbar.
  • Das erste Übungsblatt ist nun verfügbar.
  • Die Aufgaben zum Üben von Python sind nun online und können hier heruntergeladen werden
  • Die Folien der ersten Vorlesung (ohne Motivation) können hier heruntergeladen werden.
  • In der ersten Übung am 17.10. findet eine Einführung in Python 3 statt. Sie können hierzu Ihren Laptop mitbringen. Zur Installation von Python 3 empfehlen wir anaconda. Das Python-Skript, mit dem wir arbeiten werden, können Sie hier herunterladen.
  • Die Einteilung für die Tutorien ist nun freigeschaltet und bis Mittwoch um 16 Uhr 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 Neuen Hörsaal. Die aktuellen Termine finden Sie hier.

Personen

Umfang

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

Inhalte und Ziele

Numerische Integration, Interpolation, Stabilität numerischer Rechnungen und numerische Lösung linearer Gleichungssysteme.

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.
  • 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.

Die Übungsblätter mit den Theorie- und Programmieraufgaben werden jede zweite Woche mittwochs bereitgestellt. Durch Bearbeiten der Aufgaben kann ein Notenbonus für die Klausur erreicht werden.

Zeit und Ort

Vorlesung und Übung

Dienstag, 15:45-17:15 Uhr im Chemie-Hörsaal I (HS1), Gebäude 30.41
Mittwoch, 09:45-11:15 Uhr im Kleinen Hörsaal Bauingenieure, Gebäude 10.50
Freitag, 08:00-09:30 Uhr im Neuen Hörsaal, Gebäude 20.40 (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 42: Di, 16.10. Vorlesung Mi, 17.10. Übung
KW 43: Mi, 24.10. Vorlesung Fr, 26.10. Vorlesung
KW 44: Di, 30.10. Vorlesung Mi, 31.10. Übung
KW 45: Di, 06.11. Vorlesung Mi, 07.11. Vorlesung
KW 46: Mi, 14.11. Übung Fr, 16.11. Vorlesung
KW 47: Di, 20.11. Vorlesung Fr, 23.11. Vorlesung
KW 48: Di, 27.11. Vorlesung Mi, 28.11. Übung Fr, 30.11. Vorlesung
KW 49: Fr, 07.12. Vorlesung
KW 50: Di, 11.12. Vorlesung Mi, 12.12. Übung
KW 51: Di, 18.12. Vorlesung Mi, 19.12. Vorlesung
KW 02: Di, 08.01. Vorlesung Mi, 09.01. Übung Fr, 11.01. Vorlesung
KW 03: Di, 15.01. Vorlesung Mi, 16.01. Vorlesung
KW 04: Di, 22.01. Vorlesung Mi, 23.01. Übung
KW 05: Di, 29.01. Vorlesung Mi, 30.01. Vorlesung
KW 06: Mi, 06.02. Übung

Tutorien

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

 

Donnerstag, 09:45-11:15 Uhr in SR -1.012, Mathegebäude,
Donnerstag, 14:00-15:30 Uhr in SR 3.069, Mathegebäude,
Donnerstag, 15:45-17:15 Uhr in SR 2.067, Mathegebäude,
Freitag, 09:45-11:15 Uhr in SR 3.061, 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 Mittwoch, 17.10.2018, um 16:00 Uhr über das Wiwi-Portal.

Sprechstunde zu den Programmieraufgaben

Bei Fragen zu den Programmieraufgaben und zum Programmieren in Python gibt es ab dem 29.10.2018 wöchentlich montags um 13:30 Uhr eine Sprechstunde im Poolraum (SR -1.031).

Klausurvorbereitung

Am 20.02. um 11:30 Uhr wird in Raum 1.067 eine Altklausur vorgestellt, im Anschluss können Fragen gestellt werden.

Am 25.02. findet um 11:30 in Raum 1.067 eine Fragestunde statt.

Prüfung

Eine Prüfung für die Vorlesung Numerische Mathematik 1 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 27.02.2019 inklusive Lösungen:
Hauptklausur, Musterlösung

Nachklausur vom 13.08.2019 inklusive Lösungen:
Nachklausur, Musterlösung

Klausuren zur Vorlesung Numerik I im Wintersemester 2013/14:
Hauptklausur (mit Lösung), Nachklausur (mit Lösung)

Termine

Die Hauptklausur findet am Mittwoch, den 27.02.2019, von 08:00-09:30 Uhr statt.

Die Nachklausur findet am Dienstag, den 13.08.2019, von 11:30-13:00 Uhr statt, die dazugehörigen mündlichen Nachprüfungen am 1. oder 2.10.2019.

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, davon mindestens 60% in den Übungsblättern 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 1 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

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