Dr. Frank Wübbeling: Praxisorientierte Einführung in die Numerik im Sommersemester 2021
Inhalte
In der Vorlesung werden wir anhand konkreter Beispiele die wichtigsten Algorithmen der angewandten (numerischen) Mathematik herleiten und untersuchen. Typische Inhalte sind die Lösung linearer und nichtlinearer Gleichungssysteme sowie die Behandlung gewöhnlicher Differentialgleichungen. Die Vorlesung soll anregen, sich auch im Unterricht mit den Ideen der numerischen Mathematik zu beschäftigen.
Hinweis zu Altklausurzulassungen
Ich interpretiere die Prüfungsordnung so, dass man die Klausurzulassung für das Modul erwirbt, nicht für die einzelne Vorlesung, so dass Ihre Klausurzulassung erhalten bleibt. Allerdings unterscheiden sich die Inhalte der Vorlesungen teilweise deutlich. Es läge dann in Ihrer Verantwortung, sich für die Klausur entsprechend vorzubereiten. Als Mindestmass dafür empfehle ich die Durcharbeit der Hausaufgaben (was Ihnen auch so die Klausurzulassung geben würde).
Falls Sie die Klausurzulassung nicht neu erwerben, bitte ich Sie, mir dies kurz vor der Klausur mitzuteilen, da ich überprüfen muss, ob eine Klausurzulassung vorhanden ist und Sie ja dann nicht in meinen Listen auftauchen.
Hinweise zur Durchführung
Online oder Präsenz?
Gemäß den Vorgaben des Rektorats wird die Veranstaltung als Online-Veranstaltung angeboten. Bis mindestens zu den Pfingstferien wird die Veranstaltung ausschließlich online stattfinden. Falls es die Bestimmungen bis dahin zulassen, werden wir die Online-Angebote durch Präsenzteile ergänzen. Es wird aber möglich sein, an der Vorlesung und den Übungen ausschließlich online teilzunehmen, so dass Sie nicht notwendig in die Universität kommen müssen (außer ggf. zur Klausur).
Format der Vorlesung
Das Format der Vorlesung wird sich sehr eng an das bewährte Format aus dem SS 2020 anlehnen. Ich veröffentliche in jeder Woche einen Satz Videos im Learnweb. An jedem Montag um 10 Uhr c.t. (zur eigentlichen Zeit der Vorlesung) ergänze ich dies durch eine (kurze) Live-Einführung in die Themen der aktuellen Woche. Hier haben Sie auch die Möglichkeit, Fragen zu stellen oder Bemerkungen zur Vorlesung zu machen. Diese Live-Teile werden nicht aufgezeichnet, so dass Sie dort frei sprechen können.
Die Videos werden im Learnweb ergänzt durch jeweils einen kleinen Wiederholungsblock mit einfachen Verständnisfragen zum Selbsttest (nicht abzugeben, natürlich) sowie einer Zusammenfassung der Merksätze (was sollte ich jetzt wissen?).
Die Kommunikation mit Ihnen läuft im Idealfall über das Forum des Learnweb, gern auch schon vor Beginn der Vorlesung. Ich bitte Sie daher, sich möglichst bald für diese Vorlesung im Learnweb einzuschreiben, damit ich Sie schon vor Beginn über administrative Sachen informieren kann. Wenn Sie sich verspätet einschreiben, bitte schauen Sie in das Forum, ob dort bereits wichtige Informationen stehen. Bis zum Beginn der Vorlesung ist die Einschreibung ohne Kennwort möglich, danach schreiben Sie mir bitte für das Kennwort.
Auch alle administrativen Dinge (zur Klausur etc.) erfahren Sie dort, diese Webseiten werden nicht aktualisiert.
Format der Übungen
Die Übungen werden digital per Zoom durchgeführt, zu den angegebenen Zeiten (die aktuell noch nicht feststehen). Die Aufteilung der Studierenden auf die Übungsgruppen erfolgt im Learnweb.
Wie üblich, erreichen Sie die Klausurzulassung natüriich über die Bearbeitung von Hausaufgaben (50% + Programmieraufgaben). Es sind bis zu drei Teilnehmer pro Abgabegruppe zugelassen. Die Aufgaben werden über das Learnweb Donnerstags verteilt und sind nach einer Woche abzugeben. Die Themen der Hausaufgaben werden die Themen der Klausur abdecken, sie sind eine sinnvolle Vorbereitung der Klausur.
Achtung: Die Besprechung der Hausaufgaben erfolgt ebenfalls per Video durch mich. In den Übungen sollten Ihre offengebliebene Fragen geklärt werden. Haben Sie keine, werden die Übungen kurz. Die Übungen werden nicht aufgezeichnet. Um eine minimale Übungsatmosphäre aufkommen zu lassen, bitten wir Sie, in den Übungen Ihre Kamera anzumachen.
Programmieraufgaben
Thema dieser Vorlesung ist Angewandte Mathematik, nicht Programmieren.
Aber: Viele Inhalte lassen sich besser, oder nur, verstehen, wenn man einfachste Algorithmen mal programmiert. Insbesondere weiß ich nicht, wie man einer Schüler/in etwas über Angewandte Mathematik erklären will, ohne mal einmal gesehen zu haben, wie sich Rechenfehler auswirken usw. Es gibt daher in der Vorlesung vorgefertigte numerische Experimente, die ich in der Vorlesung durchführe, und deren Quellcode ich Ihnen zur Verfügung stelle. Sie können dies dann im JupyterHub des Fachbereichs 10 oder auch auf Ihrem eigenen Rechner, indem Sie das kostenlose, plattformunabhängige Werkzeug Anaconda installieren, nachvollziehen.
Im Laufe der Vorlesung gibt es in den Übungen eingestreute, markierte Programmieraufgaben. Diese sind grundsätzlich abzugeben und sinnvoll zu bearbeiten (wobei sinnvoll heißt: Im Grunde löst das Programm die Aufgabe, kleinere Fehler werden zusammen mit der Übungsleitung besprochen). Die Programmiersprache bleibt dabei komplett Ihnen überlassen (aber ist vermutlich eher eine aus Python|Matlab|SageMath).
Audrücklich: In der Klausur werden keine Programmieraufgaben vorkommen.
Inhalte der Vorlesung
Im Learnweb finden Sie das Lernskript des Sommersemesters 2020. Die Inhalte werden zum großen Teil die gleichen sein.
Achtung: Bedingt durch die Verkürzung des Sommersemesters 2020, sind damals einige Inhalte nicht mehr aufgenommen worden. Die Vorlesung des SS 2021 wird diese Inhalte natürlich enthalten (etwa Randwertprobleme für gewöhnliche Differentialgleichungen).
Noch Fragen?
Falls Sie als Teilnehmer/in der Vorlesung Fragen zu administrativen Dingen haben, stehe ich Ihnen gern zur Verfügung. Wie beschrieben, bitte ich Sie, bei nicht-privaten Fragen grundsätzlich das Forum des Learnwebs zu nutzen, auch gern vor Beginn der Vorlesung, damit ich nicht immer wieder die gleichen Fragen beantworten muss.
Übungen usw.
Skript
Voraussichtlich wird kein spezifisches Skript zur Verfügung gestellt. Wir verweisen auf die entsprechenden Kapitel in den Skripten zur Vorlesung Numerische Lineare Algebra und Numerische Analysis. Eine Übersicht über die Skripte finden Sie hier, weiteres dazu in der Vorlesung.