Image Reconstruction

Applications in Medical Sciences

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Author: Gengsheng Lawrence Zeng

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110500590

Category: Medical

Page: 240

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This book introduces the classical and modern image reconstruction technologies. It covers topics in two-dimensional (2D) parallel-beam and fan-beam imaging, three-dimensional (3D) parallel ray, parallel plane, and cone-beam imaging. Both analytical and iterative methods are presented. The applications in X-ray CT, SPECT (single photon emission computed tomography), PET (positron emission tomography), and MRI (magnetic resonance imaging) are discussed. Contemporary research results in exact region-of-interest (ROI) reconstruction with truncated projections, Katsevich’s cone-beam filtered backprojection algorithm, and reconstruction with highly under-sampled data are included. The last chapter of the book is devoted to the techniques of using a fast analytical algorithm to reconstruct an image that is equivalent to an iterative reconstruction. These techniques are the author’s most recent research results. This book is intended for students, engineers, and researchers who are interested in medical image reconstruction. Written in a non-mathematical way, this book provides an easy access to modern mathematical methods in medical imaging. Table of Content: Chapter 1 Basic Principles of Tomography 1.1 Tomography 1.2 Projection 1.3 Image Reconstruction 1.4 Backprojection 1.5 Mathematical Expressions Problems References Chapter 2 Parallel-Beam Image Reconstruction 2.1 Fourier Transform 2.2 Central Slice Theorem 2.3 Reconstruction Algorithms 2.4 A Computer Simulation 2.5 ROI Reconstruction with Truncated Projections 2.6 Mathematical Expressions (The Fourier Transform and Convolution , The Hilbert Transform and the Finite Hilbert Transform , Proof of the Central Slice Theorem, Derivation of the Filtered Backprojection Algorithm , Expression of the Convolution Backprojection Algorithm, Expression of the Radon Inversion Formula ,Derivation of the Backprojection-then-Filtering Algorithm Problems References Chapter 3 Fan-Beam Image Reconstruction 3.1 Fan-Beam Geometry and Point Spread Function 3.2 Parallel-Beam to Fan-Beam Algorithm Conversion 3.3 Short Scan 3.4 Mathematical Expressions (Derivation of a Filtered Backprojection Fan-Beam Algorithm, A Fan-Beam Algorithm Using the Derivative and the Hilbert Transform) Problems References Chapter 4 Transmission and Emission Tomography 4.1 X-Ray Computed Tomography 4.2 Positron Emission Tomography and Single Photon Emission Computed Tomography 4.3 Attenuation Correction for Emission Tomography 4.4 Mathematical Expressions Problems References Chapter 5 3D Image Reconstruction 5.1 Parallel Line-Integral Data 5.2 Parallel Plane-Integral Data 5.3 Cone-Beam Data (Feldkamp's Algorithm, Grangeat's Algorithm, Katsevich's Algorithm) 5.4 Mathematical Expressions (Backprojection-then-Filtering for Parallel Line-Integral Data, Filtered Backprojection Algorithm for Parallel Line-Integral Data, 3D Radon Inversion Formula, 3D Backprojection-then-Filtering Algorithm for Radon Data, Feldkamp's Algorithm, Tuy's Relationship, Grangeat's Relationship, Katsevich’s Algorithm) Problems References Chapter 6 Iterative Reconstruction 6.1 Solving a System of Linear Equations 6.2 Algebraic Reconstruction Technique 6.3 Gradient Descent Algorithms 6.4 Maximum-Likelihood Expectation-Maximization Algorithms 6.5 Ordered-Subset Expectation-Maximization Algorithm 6.6 Noise Handling (Analytical Methods, Iterative Methods, Iterative Methods) 6.7 Noise Modeling as a Likelihood Function 6.8 Including Prior Knowledge 6.9 Mathematical Expressions (ART, Conjugate Gradient Algorithm, ML-EM, OS-EM, Green’s One-Step Late Algorithm, Matched and Unmatched Projector/Backprojector Pairs ) 6.10 Reconstruction Using Highly Undersampled Data with l0 Minimization Problems References Chapter 7 MRI Reconstruction 7.1 The 'M' 7.2 The 'R' 7.3 The 'I'; (To Obtain z-Information, x-Information, y-Information) 7.4 Mathematical Expressions Problems References Indexing

Unbuilding Walls

Vom Todesstreifen zum freien Raum / From Death Strip to Freespace

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Author: GRAFT Architekten,Marianne Birthler

Publisher: Birkhäuser

ISBN: 3035615942

Category: Architecture

Page: 288

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Im Jahr 2018 ist Deutschland 28 Jahre vereint, exakt so lange, wie die innerdeutsche Mauer bestand hatte (1961-1989). Im Deutschen Pavillon der Architekturbiennale 2018 in Venedig nehmen GRAFT Architekten Lars Krückeberg, Wolfram Putz und Thomas Willemeit gemeinsam mit der Politikerin Marianne Birthler diese Zeitengleiche zum Anlass, die Auswirkungen von Teilung und den Prozess der Heilung als dynamisches, räumliches Phänomen zu untersuchen. Die begleitende Publikation legt das Augenmerk auf herausragende stadträumliche und architektonische Beispiele der ehemaligen innerdeutschen Mauer, die sich mit Trennung und Zusammenwachsen auseinandersetzen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der ehemaligen Berliner Mauer. Zahlreiche Essays namhafter Architekten, Städtebauer und Politologen widmen sich den urbanen Ausprägungen dieser Entwicklung, die sich auch andernorts zeigt.

Adaptive Lösung partieller Differentialgleichungen

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Author: Peter Deuflhard,Martin Weiser

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110218038

Category: Mathematics

Page: 442

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Thistextbook expands the standard work on numerical mathematics to include the numerics of partial differential equations. The volume is intended for students of mathematics as well as physicists, chemists and engineers who are confronted with finding efficient solutions for complex application problems.

Computational Methods for Applied Inverse Problems

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Author: Yanfei Wang,Anatoly G. Yagola,Changchun Yang

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110259052

Category: Mathematics

Page: 550

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This monograph reports recent advances of inversion theory and recent developments with practical applications in frontiers of sciences, especially inverse design and novel computational methods for inverse problems. Readers who do research in applied mathematics, engineering, geophysics, biomedicine, image processing, remote sensing, and environmental science will benefit from the contents since the book incorporates a background of using statistical and non-statistical methods, e.g., regularization and optimization techniques for solving practical inverse problems.

Close-Range Photogrammetry and 3D Imaging

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Author: Thomas Luhmann,Stuart Robson,Stephen Kyle,Jan Boehm

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110302780

Category: Science

Page: 702

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This is the second edition of the established guide to close-range photogrammetry which uses accurate imaging techniques to analyse the three-dimensional shape of a wide range of manufactured and natural objects. After more than 20 years of use, close-range photogrammetry, now for the most part entirely digital, has become an accepted, powerful and readily available technique for engineers, scientists and others who wish to utilise images to make accurate 3D measurements of complex objects. Here they will find the photogrammetric fundamentals, details of system hardware and software, and broad range of real-world applications in order to achieve this. Following the introduction, the book provides fundamental mathematics covering subjects such as image orientation, digital imaging processing and 3D reconstruction methods, as well as a discussion of imaging technology, including targeting and illumination, and its implementation in hardware and software. It concludes with an overview of photogrammetric solutions for typical applications in engineering, manufacturing, medical science, architecture, archaeology and other fields.

1979-1990

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Author: Henryk Sawoniak

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110975068

Category: Reference

Page: 1278

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Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers

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Author: Urs Häfeli,Wolfgang Schütt,Joachim Teller,Maciej Zborowski

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 1475764820

Category: Science

Page: 628

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The discovery of uniform latex particles by polymer chemists of the Dow Chemical Company nearly 50 years ago opened up new exciting fields for scientists and physicians and established many new biomedical applications. Many in vitro diagnostic tests such as the latex agglutination tests, analytical cell and phagocytosis tests have since become rou tine. They were all developed on the basis of small particles bound to biological active molecules and fluorescent and radioactive markers. Further developments are ongoing, with the focus now shifted to applications of polymer particles in the controlled and di rected transport of drugs in living systems. Four important factors make microspheres interesting for in vivo applications: First, biocompatible polymer particles can be used to transport known amounts of drug and re lease them in a controlled fashion. Second, particles can be made of materials which bio degrade in living organisms without doing any harm. Third, particles with modified surfaces are able to avoid rapid capture by the reticuloendothelial system and therefore en hance their blood circulation time. Fourth, combining particles with specific molecules may allow organ-directed targeting.

Wavelets — Eine Einführung

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Author: Christian Blatter

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3663118177

Category: Mathematics

Page: 178

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Diese Einführung in die Welt der Wavelets ist gedacht für Studierende der Mathematik in oberen Semestern, aber auch für mathematisch interessierte Ingenieure. Sie hat zum Ziel, die notwendigen mathematischen Grundlagen und die eigentlichen Wavelet-Konstruktionen sowie die zugehörigen Algorithmen im Zusammenhang darzustellen. Die (für Studierende) abstrakten Inhalte der "höheren Analysis" werden konkret an Beispielen mathematisch durchsichtig gemacht, z.B. an signaltechnische Erfahrungen von Anwendern. Zahlreiche Figuren und durchgerechnete Beispiele bereichern den Band.

Graffiti als Interaktionsform

Geritzte Inschriften in den Wohnhäusern Pompejis

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Author: Polly Lohmann

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110574284

Category: Literary Criticism

Page: 496

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Aus Pompeji stammen mehrere tausend informeller Wandinschriften, die bei den Ausgrabungen zwar dokumentiert, aber nur sehr selektiv untersucht wurden. Für die damals neuartige Inschriftengattung prägte man im 19. Jahrhundert den Begriff „Graffiti", der heute für eine Vielzahl ganz unterschiedlicher Schrift- und Textformen verwendet wird. Assoziationen zu modernen Graffiti-Writings und Taggings werden dabei häufig leichtfertig auf antike Graffiti übertragen. Dabei stammt ein Großteil der pompejanischen Ritzinschriften aus den Innenräumen von Wohnhäusern und wirft damit die Frage nach ihrer Akzeptanz und Wahrnehmung auf. Polly Lohmann nähert sich den antiken Graffiti im Vergleich mit ihren modernen Namenspendants einerseits, mit anderen antiken Inschriften, Texten und Bildern andererseits. Fallstudien stellen einzelne Wohnhäuser mit ihren Graffiti vor, und in kontextübergreifenden Vergleichen werden Bezüge zu anderen Text- und Bildgattungen des urbanen Raums aufgezeigt. Sie machen deutlich, dass die pompejanischen Graffiti vielfach von dem geprägt waren, was man im Alltag sah und erlebte.

Der lange Weg zur Freiheit

Autobiographie

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Author: Nelson Mandela

Publisher: S. Fischer Verlag

ISBN: 3104031541

Category: History

Page: 864

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»Ich bin einer von ungezählten Millionen, die durch Nelson Mandelas Leben inspiriert wurden.« Barack Obama Eine fast drei Jahrzehnte währende Gefängnishaft ließ Nelson Mandela zum Mythos der schwarzen Befreiungsbewegung werden. Kaum ein anderer Politiker unserer Zeit symbolisiert heute in solchem Maße die Friedenshoffnungen der Menschheit und den Gedanken der Aussöhnung aller Rassen wie der ehemalige südafrikanische Präsident und Friedensnobelpreisträger. Auch nach seinem Tod finden seine ungebrochene Charakterstärke und Menschenfreundlichkeit die Bewunderung aller friedenswilligen Menschen auf der Welt. Mandelas Lebensgeschichte ist über die politische Bedeutung hinaus ein spannend zu lesendes, kenntnis- und faktenreiches Dokument menschlicher Entwicklung unter Bedingungen und Fährnissen, vor denen die meisten Menschen innerlich wie äußerlich kapituliert haben dürften.

Der Luthereffekt Im östlichen Europa

Geschichte, Kultur, Erinnerung

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Author: Joachim Bahlcke,Beate Störtkuhl,Matthias Weber

Publisher: De Gruyter Oldenbourg

ISBN: 9783110501599

Category: History

Page: 379

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Die Formierungsphase der reformatorischen Konfessionskirchen dauerte im �stlichen Europa l�nger als im deutschsprachigen Raum. Die Ausbreitung der lutherischen Lehre erfolgte nicht selten in Konkurrenz zu anderen evangelischen Str�mungen; dabei spielte der Zusammenhang zwischen Religion und Nation eine besondere Rolle. Die Beitr�ge untersuchen die Wechselwirkungen der lutherischen Lehre im �stlichen Europa. Der zeitliche Bogen reicht vom 16. Jahrhundert bis in die Gegenwart, um die heute noch manifesten Folgen der Reformation beispielsweise in Polen oder auf dem Gebiet des heutigen Rum�nien zu verdeutlichen. Neben der Ereignisgeschichte stehen die mediale Vermittlung reformatorischen Gedankenguts in Wort und Schrift, Kunst und Architektur sowie der Umgang mit diesem kulturellen Erbe im Zentrum des Interesses. Mit Beitr�gen von Joachim Bahlcke, Małgorzata Balcer, Katrin Boeckh, Hans-J�rgen B�melburg, Kęstutis Daugirdas, Winfried Eberhard, Konrad G�ndisch, Detlef Haberland, Jan Harasimowicz,Wilhelm H�ffmeier, Bernhart J�hnig, Grażyna Jurkowlaniec, Krista Kodres, Eva Kowalska, Kolja Lichy, Anna Mańko-Matysiak, P�ter �tv�s, Frank Pschichholz, Maciej Ptaszyński, Anja Rasche, Edit Szegedi, Matthias Weber, Evelin Wetter und Martin Z�ckert.

Chemie der hochenergetischen Materialien

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Author: Thomas M. Klapötke

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110214873

Category: Science

Page: 195

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This reference work treats the basic chemistry of high energy materials and offers an overview of current research. Both civilian and military uses of high-energy compounds are presented.

Der digitale Operationssaal

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Author: Wolfgang Niederlag,Heinz U. Lemke,Gero Strauß,Hubertus Feußner

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 311038924X

Category: Medical

Page: 325

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Computerassistierte Systeme haben längst Einzug in den Operationssaal gehalten, ohne solche Systeme sind bestimmte Interventionen in den großen chirurgischen Fächern mit dem heutigen Qualitätsanspruch nicht mehr denkbar. Trotzdem befinden wir uns erst am Anfang einer Entwicklung, die in der Zukunft weitere wichtige Neuerungen bereithält: Prä- und intraoperative Bildgebung, Bildverarbeitung, Modellierung, Simulation, Navigation, Robotik, Surgical Cockpit, prä- und intraoperative Prozessoptimierung, Workflow Management und Informationsintegration im OP werden in den nächsten Jahren an Bedeutung gewinnen. Was steckt hinter diesen Begriffen? Ändert sich durch diese Entwicklungen das Berufsbild des Chirurgen? Welche ökonomischen, rechtlichen und ethischen Aspekte sind zu beachten? Ausgewiesene Experten geben in diesem Buch Antworten auf diese Fragen.

Revisionen des Mythos

Hiob als Denkfigur der Kontingenzbewältigung in der deutschen Literatur

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Author: Clemens Heydenreich

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110391309

Category: Literary Criticism

Page: 260

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Hiob hat die deutsche Literatur inspiriert wie keine andere Figur des Alten Testaments. Der Band nimmt die Varianten der Geschichte in den Blick.Das Hiobbuch wird als Meta-Mythos über die Literatur gelesen, der als Mittel zur Kontingenzbewältigung dient. Die Hiobtexte vom 12. bis zum 20. Jahrhundert sind jeweils zeitaktuelle Antworten auf die Fragen: Wie viel Handlungsfreiheit hat der Mensch, wie viel in seinem Schicksal ist ‚höhere Gewalt‘?

Computerlinguistik und Sprachtechnologie

Eine Einführung

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Author: Kai-Uwe Carstensen,Christian Ebert,Cornelia Ebert,Susanne Jekat,Hagen Langer,Ralf Klabunde

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3827422248

Category: Computers

Page: 736

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Dieses Lehrbuch bietet eine umfassende Einführung in Grundlagen und Methoden der Computerlinguistik und stellt die wichtigsten Anwendungsgebiete in der Sprachtechnologie vor. Es richtet sich gleichermaßen an Studierende der Computerlinguistik und verwandter Fächer mit Bezug zur Verarbeitung natürlicher Sprache wie an Entwickler sprachverarbeitender Systeme. Für die dritte Auflage wurden sämtliche Kapitel überarbeitet und aktualisiert sowie zum Teil zu eigenständigen, neuen Kapiteln zusammengeführt. Insbesondere trägt die dritte Auflage der rasanten Entwicklung in der Computerlinguistik und Sprachtechnologie durch eine stärkere Fokussierung auf statistische Grundlagen und Methoden Rechnung.

Bildverarbeitung für die Medizin

Grundlagen, Modelle, Methoden, Anwendungen

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Author: Thomas Lehmann,Walter Oberschelp,Erich Pelikan,Rudolf Repges

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642604870

Category: Medical

Page: 462

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Das Lehrbuch stellt den interdisziplinären Bereich Medizinische Bildverarbeitung erstmals zusammenfassend, systematisch und vollständig dar. Es ist von erfahrenen Autoren aus der Informatik, Medizin, Mathematik, Physik und Elektrotechnik verfaßt, die in diesen Disziplinen forschen und lehren. Entsprechend aktuell, inhaltlich ausgewogen und lerngerecht vermitteln sie den Wissensstoff - von den technischen Grundlagen über Bilderzeugung und Bildwahrnehmung zu den mathematischen Modellierungen und den Algorithmen, mit denen heute medizinische Bilder verarbeitet werden. Ein klarer Informationsvorsprung für Studenten und Praktiker in allen Bereichen der medizinischen Bildverarbeitung!

Forschungsmanagement

Ein praktischer Leitfaden

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Author: Lothar Behlau

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110517906

Category: Business & Economics

Page: 239

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Forschung findet global statt und nimmt in unserer Gesellschaft einen immer größeren Stellenwert zur Sicherung des Wohlstands und als Beitrag für eine nachhaltige Entwicklung der Welt ein. Deshalb muss sie effektiv, effizient und verantwortungsvoll durchgeführt werden. Jede Forschungseinrichtung braucht mittlerweile spezifische Alleinstellungsmerkmale und eine hohe wissenschaftliche Exzellenz, um innerhalb der weltweiten Scientific Community zu bestehen. Deshalb wird heutzutage von jedem einzelnen Wissenschaftler auch ein umfassendes Selbstmanagement außerhalb seiner originären Forschungstätigkeit gefordert; er muss Trends erkennen, Projekte konzipieren, Förderungen akquirieren, Kooperationen anbahnen, Ergebnisse kommunizieren und Nachwuchs ausbilden. Angesichts dieser Anforderungen etabliert sich - zur Organisation von Forschungseinrichtungen und zur Unterstützung der dort tätigen Wissenschaftler - ein neues Berufsbild: das des Forschungsmanagers. Für dieses Tätigkeitsprofil gibt es allerdings derzeit nur wenige Ausbildungsangebote, deshalb soll dieser Leitfaden einen ersten Einstieg vermitteln. Breiter und aktueller Überblick über das deutsche Wissenschaftssystem Instrumente, Methoden und praktische Tipps zum Management von Forschungseinrichtungen Darstellung der Handlungsfelder eines Forschers: von der Projektplanung über die Finanzierung bis zur Verwertung Dieses Buch ist besonders geeignet für aktive und zukünftige Forscher, Forschungsmanager in Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Unternehmen sowie Forschungsadministratoren in Ministerien und Förderorganisationen Über den Autor Dr. Lothar Behlau hat Bioingenieurwesen an der Hochschule Hamburg und Verfahrenstechnik an der TU Hamburg-Harburg studiert. Nach seiner Promotion wechselte er in das Forschungsmanagement. Dort ist er seit 30 Jahren in leitender Position in der Fraunhofer-Gesellschaft und in Nebentätigkeit beratend für verschiedene FuE-Einrichtungen im In- und Ausland tätig. Herr Behlau ist Mitglied in mehreren internationalen Evaluationsgremien und hat Lehraufträge an der Hochschule München und der Universität Oldenburg.

Tensoranalysis

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Author: Heinz Schade,Klaus Neemann

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110213214

Category: Science

Page: 462

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Dieses Lehrbuch stellt eine umfassende und leicht verständliche Einführung in die Tensoranalysis dar, die hier als Oberbegriff von klassischer Tensoranalysis und Tensoralgebra zu verstehen ist und die in vielen Anwendungen der Physik und der Ingenieurwissenschaften benötigt wird. Es vermittelt die nötigen algebraischen Hilfsmittel und enthält zahlreiche Übungsaufgaben mit Lösungen, so dass es sich auch für ein Selbststudium eignet.