Modellierung und Simulation (2)

Beschreibung

Bachelor Informatik (Einführung in die Informatik) Karteikarten am Modellierung und Simulation (2), erstellt von Luca Rolshoven am 04/01/2017.
Luca Rolshoven
Karteikarten von Luca Rolshoven, aktualisiert more than 1 year ago
Luca Rolshoven
Erstellt von Luca Rolshoven vor fast 8 Jahre
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Zusammenfassung der Ressource

Frage Antworten
Trigonometrische Basisfunktionen
Kreisfrequenz ω
Frequenz ν
Fourier Analyse Jede periodische Funktion f mit einer Periode T=2π lässt sich durch Superposition von Basisfunktionen a_k*cos(kx), b_k*sin(kx) beliebig genau rekonstruieren. ("Fourrier-Reihe von f") Fourrier-Koeffizienten müssen geeignet berechnet werden.
Vorgehen Fourier Analyse
Beispiel: Superposition trigonometrischer Basisfunktionen
Wann tritt eine Frequenz ω nicht in einer Funktion f auf? Wenn die Fourrier-Koeffizienten für diese Frequenz Null sind. Jede Frequenz ω hat zwei Koeffizienten a_ω, b_ω.
Abtasttheorem Die Abtastfrequenz heisst Nyquist-Frequenz (Harry Nyquist, 1924)
Folgerungen aus dem Abtasttheorem • Doppelt so viele Abtastpunkte wie Frequenzen benötigt (zwei Koeffizienten pro Frequenz!) • Gleiche Anzahl Zahlen (nicht Null) in Fourrier-Reihe wie mist Abtastpunkten
Was passiert bei Unterabtastung? Aliasing! Abgetastete Funktion erscheint mit tieferer Frequenz als die Eingabe.
Fourier Transformation Erweiterung der Fourier Reihen auf nichtperiodische Funktionen. Findet Anwendung in Bildkompression (jpeg), Audiokompression (mp3), Lösung von partiellen Differentialgleichungen in Physik und angewandter Mathematik.
Differentialgleichungen Setzen Änderungen der untersuchten (kontinuierlichen) Grössen miteinander in Verbindung. Solche Änderungen sind Ableitungen. Können nur in Spezialfällen direkt gelöst werden. Lösung oft durch Computersimulation.
Was bedeutet "lineare partielle Differentialgleichung zweiter Ordnung"? • Linear: unbekannte Funktion u kommt linear vor • Partiell: enthält partielle Ableitungen • Zweite Ordnung: höchste Ableitung hat Grad 2
Lösung einer Differentialgleichung • Analytisch: Lösung direkt als Formel angeben. Häufig unmöglich. • Nummerisch: Durch Diskretisierung. Auch die Ableitungen müssen diskretisiert werden. Einfachstes Verfahren: Finite Differenzen
INFO: Diese Lernkartei wurde nicht fertiggestellt. Der behandelte Stoff dieser Lernkartei umfasst nur die ersten 50% der Vorlesung "Diskretisierung und Simulation (2)" INFO: Diese Lernkartei wurde nicht fertiggestellt. Der behandelte Stoff dieser Lernkartei umfasst nur die ersten 50% der Vorlesung "Diskretisierung und Simulation (2)"
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