A Course in Mathematical Biology

Quantitative Modeling with Mathematical and Computational Methods


Author: Gerda de Vries,Thomas Hillen,Mark Lewis,Johannes Mller,Birgitt SchÓnfisch

Publisher: SIAM

ISBN: 0898718252

Category: Mathematics

Page: 309

View: 1679

This is the only book that teaches all aspects of modern mathematical modeling and that is specifically designed to introduce undergraduate students to problem solving in the context of biology. Included is an integrated package of theoretical modeling and analysis tools, computational modeling techniques, and parameter estimation and model validation methods, with a focus on integrating analytical and computational tools in the modeling of biological processes. Divided into three parts, it covers basic analytical modeling techniques; introduces computational tools used in the modeling of biological problems; and includes various problems from epidemiology, ecology, and physiology. All chapters include realistic biological examples, including many exercises related to biological questions. In addition, 25 open-ended research projects are provided, suitable for students. An accompanying Web site contains solutions and a tutorial for the implementation of the computational modeling techniques. Calculations can be done in modern computing languages such as Maple, Mathematica, and MATLAB?.

Transactions on Computational Systems Biology XIV

Special Issue on Computational Models for Cell Processes


Author: Ion Petre,Erik de Vink

Publisher: Springer

ISBN: 3642355242

Category: Computers

Page: 233

View: 2469

The LNCS journal Transactions on Computational Systems Biology is devoted to inter- and multidisciplinary research in the fields of computer science and life sciences and supports a paradigmatic shift in the techniques from computer and information science to cope with the new challenges arising from the systems oriented point of view of biological phenomena. This, the 14th Transactions on Computational Systems Biology volume, guest edited by Ion Petre and Erik de Vink, focuses on Computational Models for Cell Processes and features a number of carefully selected and enhanced contributions, initially presented at the CompMod workshop, which took place in Aachen, Germany, in September 2011. The papers, written from different points of view and following various approaches, cover a wide range of topics within the field of modeling and analysis of biological systems. In addition, two regular submissions deal with models of self-assembling systems and metabolic constraints on the evolution of genetic codes.

Mathematical Modeling and Simulation in Enteric Neurobiology


Author: Roustem Miftahof,Hong Gil Nam,David L. Wingate

Publisher: World Scientific

ISBN: 981283480X

Category: Mathematics

Page: 319

View: 3397

The lack of scientists equally trained and prepared to understand both mathematics and biology/medicine hampers the development and application of computer simulation methods in biology and neurogastrobiology. Currently, there are no texts for navigating the extensive and intricate field of mathematical and computational modeling in neurogastrobiology. This book bridges the gap between mathematicians, computer scientists and biologists, and thus assists in the study and analysis of complex biological phenomena that cannot be done through traditional in vivo and in vitro experimental approaches.The book recognizes the complexity of biological phenomena under investigation and treats the subject matter with a degree of mathematical rigor. Special attention is given to computer simulations for interpolation and extrapolation of electromechanical and chemoelectrical phenomena, nonlinear self-sustained electromechanical wave activity, pharmacological effects including co-localization and co-transmission by multiple neurotransmitters, receptor polymodality, and drug interactions.Mathematical Modeling and Simulation in Enteric Neurobiology is an interdisciplinary book and is an essential source of information for biologists and doctors who are interested in knowing about the role and advantages of numerical experimentation in their subjects, as well as for mathematicians who are interested in exploring new areas of applications.

Mathematical Methods in Biology


Author: J. David Logan,William Wolesensky

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 0470525878

Category: Mathematics

Page: 417

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A one–of–a–kind guide to using deterministic and probabilistic methods for solving problems in the biological sciences Highlighting the growing relevance of quantitative techniques in scientific research, Mathematical Methods in Biology provides an accessible presentation of the broad range of important mathematical methods for solving problems in the biological sciences. The book reveals the growing connections between mathematics and biology through clear explanations and specific, interesting problems from areas such as population dynamics, foraging theory, and life history theory. The authors begin with an introduction and review of mathematical tools that are employed in subsequent chapters, including biological modeling, calculus, differential equations, dimensionless variables, and descriptive statistics. The following chapters examine standard discrete and continuous models using matrix algebra as well as difference and differential equations. Finally, the book outlines probability, statistics, and stochastic methods as well as material on bootstrapping and stochastic differential equations, which is a unique approach that is not offered in other literature on the topic. In order to demonstrate the application of mathematical methods to the biological sciences, the authors provide focused examples from the field of theoretical ecology, which serve as an accessible context for study while also demonstrating mathematical skills that are applicable to many other areas in the life sciences. The book′s algorithms are illustrated using MATLAB®, but can also be replicated using other software packages, including R, Mathematica®, and Maple; however, the text does not require any single computer algebra package. Each chapter contains numerous exercises and problems that range in difficulty, from the basic to more challenging, to assist readers with building their problem–solving skills. Selected solutions are included at the back of the book, and a related Web site features supplemental material for further study. Extensively class–tested to ensure an easy–to–follow format, Mathematical Methods in Biology is an excellent book for mathematics and biology courses at the upper–undergraduate and graduate levels. It also serves as a valuable reference for researchers and professionals working in the fields of biology, ecology, and biomathematics.

Kompendium Systembiologie

Mathematische Modellierung und Modellanalyse


Author: Andreas Kremling

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3834886076

Category: Science

Page: 300

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Das Buch beschreibt die Grundlagen der mathematischen Modellierung zellulärer Systeme. Nach einer Klassifikation von Modellen wird schwerpunktmäßig auf deterministische Modelle eingegangen und für alle relevanten zellulären Prozesse entsprechende Gleichungen angegeben. Anschließend werden eine Reihe von Verfahren zur Modellanalyse vorgestellt. Etwas kürzer werden Verfahren zum Reverse Engineering und zur Analyse von Netzwerkgraphen abgehandelt. Am Ende werden noch Verfahren der Parameteridentifikation besprochen.

Quantitative Energy Finance

Modeling, Pricing, and Hedging in Energy and Commodity Markets


Author: Fred Espen Benth,Valery A. Kholodnyi,Peter Laurence

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 1461472482

Category: Business & Economics

Page: 308

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Finance and energy markets have been an active scientific field for some time, even though the development and applications of sophisticated quantitative methods in these areas are relatively new—and referred to in a broader context as energy finance. Energy finance is often viewed as a branch of mathematical finance, yet this area continues to provide a rich source of issues that are fuelling new and exciting research developments. Based on a special thematic year at the Wolfgang Pauli Institute (WPI) in Vienna, Austria, this edited collection features cutting-edge research from leading scientists in the fields of energy and commodity finance. Topics discussed include modeling and analysis of energy and commodity markets, derivatives hedging and pricing, and optimal investment strategies and modeling of emerging markets, such as power and emissions. The book also confronts the challenges one faces in energy markets from a quantitative point of view, as well as the recent advances in solving these problems using advanced mathematical, statistical and numerical methods. By addressing the emerging area of quantitative energy finance, this volume will serve as a valuable resource for graduate-level students and researchers studying financial mathematics, risk management, or energy finance.

Books in Print


Author: N.A

Publisher: N.A


Category: American literature

Page: N.A

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Produktionsfaktor Mathematik


Author: Martin Grötschel,Klaus Lucas,Volker Mehrmann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540894357

Category: Mathematics

Page: 480

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Mathematik trägt immer stärker zur Produktentwicklung und Produktionssicherheit, zur Wertschöpfung und Ressourcenschonung bei. Das Buch erörtert in verschiedenen ingenieurwissenschaftlichen Themenfeldern das Verhältnis von Mathematik und Technikwissenschaften, den Beitrag der Mathematik zur industriellen Wertschöpfung und die Schlüsselrolle der Mathematik bei der Beherrschung komplexer Systeme. Gleichzeitig schlagen die Autoren Maßnahmen zur Verbesserung der Interaktion zwischen Mathematik und Technikwissenschaften, Forschung und Industrie vor.

Algebraic Biology

Third International Conference, AB 2008, Castle of Hagenberg, Austria, July 31-August 2, 2008, Proceedings


Author: Katsuhisa Horimoto,Georg Regensburger,Markus Rosenkranz,Hiroshi Yoshida

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3540851003

Category: Computers

Page: 244

View: 8598

This book constitutes the refereed proceedings of the Third International Conference on Algebraic Biology, AB 2008, held at the Castle of Hagenberg, Austria in July 2008 as part of the RISC Summer 2008, organized by the Research Institute for Symbolic Computation. The 14 revised full papers presented together with 3 tutorial lectures were carefully reviewed and selected from 27 submissions. The conference is the interdisciplinary forum for the presentation of research on all aspects of applications of symbolic computation (computer algebra, computational logic, and related methods) to various issues in biology and life sciences as well as other problems in biology being approached with symbolic methods.


Eine Einführung


Author: R. Gasch,H. Pfützner

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662097869

Category: Technology & Engineering

Page: 188

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Während noch vor wenigen Jahrzehnten die Forschung auf dem Gebiet der Maschinendynamik hauptsächlich den Kolbenmaschinen galt, ist mittlerweile eine Akzentverschiebung zu den Maschinen mit ausschließlich rotierenden Teilen, wie Turbomaschinen und Elektro motoren eingetreten. Das hängt einmal damit zusammen, daß Gas turbinen, Turbopumpen, Turboverdichter und Elektromotoren Anwen dungsgebiete erobert haben, die früher Kolbenmaschinen vorbehalten waren. Außerdem sind durch das Bestreben, die Leistungsgewichte durch Drehzahlerhöhungen zu verringern, Probleme aufgetreten, wie beispiels weise Fragen der Laufstabilität, die früher ohne Bedeutung für die Praxis waren. Daher wurde die Forschung auf diesem Gebiet in den letzten Jahren intensiviert. In dieser Einführung in die Dynamik biegeelastischer Läufer haben wir versucht, die Fülle interessanter, oft sogar verblüffender Phänomene am einfachsten Rotormodell darzustellen. Wir haben uns auf die Behand lung des Laval-Läufers - der elastischen Welle mit aufgesetzter Scheibe - beschränkt, an dem sich bereits die wichtigsten Erscheinungen auf zeigen lassen. Da die Zahl der Freiheitsgrade niedrig ist, ist meist noch eine geschlossene Lösung der Bewegungsgleichungen möglich. Mit diesem Buch wenden wir uns an Studenten der Hochschulen und an Ingenieure in der Praxis. Wir hoffen, daß durch den sparsamen Ge brauch der höheren Mathematik das Verständnis auch dem Anfänger wesentlich erleichtert wird. Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler nehmen wir gern entgegen.

Inequalities for Finite Difference Equations


Author: B.G. Pachpatte

Publisher: CRC Press

ISBN: 9780824706579

Category: Mathematics

Page: 528

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"A treatise on finite difference ineuqalities that have important applications to theories of various classes of finite difference and sum-difference equations, including several linear and nonlinear finite difference inequalities appearing for the first time in book form."

Grundlagen zur Neuroinformatik und Neurobiologie

The Computational Brain in deutscher Sprache


Author: Patricia S. Churchland,Terrence J. Sejnowski

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322868214

Category: Technology & Engineering

Page: 702

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The Computational Brain, das außergewöhnliche Buch über vergleichende Forschung in den Bereichen von menschlichem Gehirn und neuesten Möglichkeiten der Computertechnologie, liegt hiermit erstmals in deutscher Sprache vor. Geschrieben von einem führenden Forscherteam in den USA, ist es eine Fundgrube für alle, die wissen wollen, was der Stand der Wissenschaft auf diesem Gebiet ist. Die Autoren führen die Bereiche der Neuroinformatik und Neurobiologie mit gut ausgesuchten Beispielen und der gebotenen Hintergrundinformation gekonnt zusammen. Das Buch wird somit nicht nur dem Fachwissenschaftler sondern auch dem interdisziplinären Interesse des Informatikers und des Biologen auf eine hervorragende Weise gerecht. Übersetzt wurde das Buch von Prof. Dr. Steffen Hölldobler und Dipl.-Biol. Claudia Hölldobler, einem Informatiker und einer Biologin. Rezension in Spektrum der Wissenschaft nr. 10, S. 122 f. im Oktober 1997 (...) Die 1992 erschienene amerikanische Originalausgabe des vorliegenden Werkes ist so erfolgreich, daß man bereits von einem Klassiker reden kann. (...) (...) ....ist das Buch sehr zu empfehlen. In Verbindung von Neurobiologie und Neuroinformatik konkurrenzlos, vermittelt es einiges von der Faszination theoretischer Hirnforschung, die auch in Deutschland zunehmend mehr Wissenschaftler in ihren Bann schlägt. Rezension erschienen in: Computer Spektrum 3/1997, S. 2 (...)Das Buch wird somit nicht nur dem Fachwissenschaftler, sondern auch den interdisziplinären Interesse des Informatikers und des Biologen auf eine hervorragende Weise gerecht(...)

Differentialgleichungen und ihre Anwendungen


Author: Martin Braun

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642973418

Category: Mathematics

Page: 596

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Dieses richtungsweisende Lehrbuch für die Anwendung der Mathematik in anderen Wissenschaftszweigen gibt eine Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Fortran und APL-Programme geben den Studenten die Möglichkeit, verschiedene numerische Näherungsverfahren an ihrem PC selbst durchzurechnen. Aus den Besprechungen: "Die Darstellung ist überall mathematisch streng und zudem ungemein anregend. Abgesehen von manchen historischen Bemerkungen ... tragen dazu die vielen mit ausführlichem Hintergrund sehr eingehend entwickelten praktischen Anwendungen bei. ... Besondere Aufmerksamkeit wird der physikalisch und technisch so wichtigen Frage nach Stabilität von Lösungen eines Systems von Differentialgleichungen gewidmet. Das Buch ist wegen seiner geringen Voraussetzungen und vorzüglichen Didaktik schon für alle Studenten des 3. Semesters geeignet; seine eminent praktische Haltung empfiehlt es aber auch für alle Physiker, die mit Differentialgleichungen und ihren Anwendungen umzugehen haben." #Physikalische Blätter#

Mathematik kompakt

für Ingenieure und Informatiker


Author: Yvonne Stry,Rainer Schwenkert

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540323120

Category: Computers

Page: 486

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Dieses kompakte und gut verständliche Mathematikbuch besticht durch seine gelungene Stoffauswahl und didaktischen Vorzüge. Die Autoren konzentrieren sich auf den heute relevanten Stoff und verzichten auf überflüssige Beweise. Moderne Themen wie Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik stellen sie überzeugend dar. Das Buch eignet sich zur Vorlesungsbegleitung, zum Selbststudium und als Nachschlagewerk. Anschaulich mit Kapitelzusammenfassungen, Randnotizen zur schnellen Navigation, Testfragen, Hinweisen auf typische Fehler und hilfreichen Ratschlägen zu deren Vermeidung. Plus: Für Dozenten stehen im Internet Folien zum Download zur Verfügung.

Numerische lineare Algebra

Eine konzise Einführung mit MATLAB und Julia


Author: Folkmar Bornemann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658128844

Category: Mathematics

Page: 145

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Dieses Buch führt anhand grundlegender Problemstellungen der linearen Algebra in das algorithmisch-numerische Denken ein. Die Beschränkung auf die lineare Algebra sichert dabei eine stärkere thematische Kohärenz als sie sonst in einführenden Vorlesungen zur Numerik zu finden ist. Die Darstellung betont die Zweckmäßigkeit von Matrixpartitionierungen gegenüber einer komponentenweisen Betrachtung, was sich nicht nur in einer übersichtlicheren Notation und kürzeren Algorithmen auszahlt, sondern angesichts moderner Computerarchitekturen auch zu signifikanten Laufzeitgewinnen führt. Die Algorithmen und begleitenden numerischen Beispiele werden in der Programmierumgebung MATLAB angegeben, zusätzlich aber in einem Anhang auch in der zukunftsweisenden, frei zugänglichen Programmiersprache Julia. Das vorliegende Buch eignet sich für eine zweistündige Vorlesung über numerische lineare Algebra ab dem zweiten Semester des Bachelorstudiengangs Mathematik.

Angewandte Statistik


Author: Lothar Sachs

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662057476

Category: Mathematics

Page: 849

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Auch die 7., völlig neu bearbeitete Auflage dient zum Lernen, Anwenden und Nachschlagen. Da statistische Programmpakete weit verbreitet sind, hat man sich in dieser Auflage mehr auf die Planung von Untersuchungen konzentriert. Darüber hinaus wurden zahlreiche Gebiete ausführlicher behandelt (z.B. Kombinatorik) und neue Methoden wie der Jonckheer-Test neu aufgenommen. Zahlreiche aktualisierte Zusammenhänge und Verweise sowie viele neue Übersichten, Tabellen und Beispiele runden dieses Buch ab.