Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage:
- elementare mathematische Modelle zu verstehen und diese adäquat bei entsprechenden Fragestellungen einzusetzen,
- mathematische Sprache und Formalismus ausreichend zu verstehen, um damit selbständig mathematische Literatur studieren und sich in weitere Fachgebiete einarbeiten zu können,
- mit den behandelten Lehrinhalten verständig umzugehen und diese in anderen LVAen (z.B. Physik, physikalische Chemie, ...) anwenden zu können.
Sie haben ein Verständnis für die mathematische Methode entwickelt, um Sachverhalte und Probleme zu analysieren, zu strukturieren und systematisch zu untersuchen.
Mathematischer Methoden und Modelle aus den folgenden Gebieten:
- Algebra: Logik und Grundlagen, mathematischer Formalismus; Mengen, Relationen, Funktionen, Permutationen; Gruppen, Symmetriegruppen von Molekülen; Zahlbereiche und Zahlkörper; komplexe Zahlen; Polynome; Rechnen mit Potenzreihen, Partialbruchzerlegung
- Differential- und Integralrechnung von Funktionen in einer Variablen: Folgen, Limites; Reihen; Konvergenzkriterien; Potenzreihen und Konvergenzradius; elementare Funktionen; Stetigkeit, Limites und Differenzierbarkeit; Modellierung Reaktionskinetik; Mittelwertsatz der Differentialrechnung; Regel von de l'Hospital; Monotonie- und Konvexitätskriterien; Satz von Taylor; Extremwerte; Riemann-Integral; Mittelwertsatz der Integralrechnung; Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung; Stammfunktionen und uneigentliches Integral; Integrationsregeln; Integration rationaler Funktionen; uneigentliche Integrale und die Gammafunktion
- Gewöhnliche Differentialgleichungen (DGL): Grundlagen; Näherungslösung durch Potenzreihenentwicklung; Lösungsmethoden für spezielle DGL 1. Ordnung (z. B. separable, lineare); DGL für die Umsatzrate; Lösungstheorie linearer DGL; Existenz und Eindeutigkeit von Lösungen; Differentialgleichungssysteme 1. Ordnung und Stabilität von Gleichgewichtszuständen; lineare DGL 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten; optional Schrödingergleichung im einfachsten Fall
- Elemente der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik: Ereignisalgebra und Wahrscheinlichkeitsraum; Unabhängigkeit und bedingte Wahrscheinlichkeit; Zufallsgrößen, deren Verteilung, Momente und Quantile; beurteilende Statistik; Punkt- und Intervallschätzer; lineare Regression; Konfidenzintervalle für den Erwartungswert normalverteilter Zufallsgrößen
Über die Gebiete verteilt werden praktische Anwendungsbeispiele in Chemie bzw. Physik behandelt.
Vortrag der mathematischen Inhalte hauptsächlich durch Datenprojektion unter Einbeziehung von Illustrationen und Beispielen zum Teil mit Anwendungsbezug zur Chemie
Studierendenseite: aktiver Besuch der Vorlesung; Anfertigen einer Mitschrift; Überprüfung, Festigung und Ausbau des Verständnisses durch Nacharbeiten des Vorlesungsstoffs an Hand der eigenen Notizen, dann eigenständiges Lösen von Übungsaufgaben
Gute Schulkenntnisse in Mathematik.
Besuch der LV "101.748 Angleichungskurs Mathematik" zur Auffrischung (oder Verbesserung) der Schulkenntnisse wird ausdrücklich empfohlen. Beachten Sie, daß dieser Kurs bereits in der 2. Septemberhälfte beginnt.