Nonlinear Dynamics and Chaos

With Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering

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Author: Steven H. Strogatz

Publisher: Westview Press

ISBN: 0813349117

Category: Mathematics

Page: 500

View: 3182

This textbook is aimed at newcomers to nonlinear dynamics and chaos, especially students taking a first course in the subject. The presentation stresses analytical methods, concrete examples, and geometric intuition. The theory is developed systematically, starting with first-order differential equations and their bifurcations, followed by phase plane analysis, limit cycles and their bifurcations, and culminating with the Lorenz equations, chaos, iterated maps, period doubling, renormalization, fractals, and strange attractors. A unique feature of the book is its emphasis on applications. These include mechanical vibrations, lasers, biological rhythms, superconducting circuits, insect outbreaks, chemical oscillators, genetic control systems, chaotic waterwheels, and even a technique for using chaos to send secret messages. In each case, the scientific background is explained at an elementary level and closely integrated with mathematical theory. In the twenty years since the first edition of this book appeared, the ideas and techniques of nonlinear dynamics and chaos have found application to such exciting new fields as systems biology, evolutionary game theory, and sociophysics. This second edition includes new exercises on these cutting-edge developments, on topics as varied as the curiosities of visual perception and the tumultuous love dynamics in Gone With the Wind.

The Joy of x

Die Schönheit der Mathematik

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Author: Steven Strogatz

Publisher: Kein & Aber AG

ISBN: 3036992693

Category: Mathematics

Page: 352

View: 8507

Mathematik durchdringt den ganzen Kosmos. Das weiß jeder, doch nur die wenigsten verstehen die Zusammenhänge wirklich. Steven Strogatz nimmt uns bei der Hand und spaziert mit uns durch diese Welt der Weisheit, Klarheit und Eleganz. Als Reiseleiter geht er neue, erfrischende Wege, deutet auf Besonderheiten, schildert Hintergründe und erklärt die unsichtbaren Mechanismen. Wir erfahren unter anderem von dem Wunder des Zählens, der genialen Einfachheit der Algebra, dem ewigen Erbe Newtons, dem Tango mit Quadraten, der Zweisamkeit von Primzahlen und der Macht des Unendlichen. Mit all seiner Begeisterung, seinem Scharfblick und seinem leichtem Ton hat Steven Strogatz ein herrliches Buch für alle geschrieben, die ihr Verständnis von Mathematik auf eine neue Art vertiefen möchten.

Die Erforschung des Chaos

Dynamische Systeme

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Author: John Argyris,Gunter Faust,Maria Haase,Rudolf Friedrich

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662545462

Category: Computers

Page: 913

View: 9246

Der Band ist Lehrbuch und wissenschaftliche Monografie in einem und enthält zahlreiche Beispiele, Bilder und Simulationen. „Inhalt des Buches ist eine in sich geschlossene, in jeder Weise überzeugende Darstellung des Themengebiets naturwissenschaftliche Chaosforschung. Sie richtet sich in gleicher Weise an den, der sich mit der Chaosphysik und der Nichtlinearen Dynamik intensiv auseinandersetzen möchte, wie auch an den, der sich erstmalig mit Aufgaben, Zielen und Ergebnissen dieses Arbeitsgebiets vertraut machen will." Werner Martienssen, Frankfurt.

Die Erforschung des Chaos

Eine Einführung in die Theorie nichtlinearer Systeme

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Author: John Argyris,Gunter Faust,Maria Haase,Rudolf Friedrich

Publisher: Springer

ISBN: 9783540710714

Category: Mathematics

Page: 893

View: 9806

Der Band ist Lehrbuch und wissenschaftliche Monografie in einem und enthält zahlreiche Beispiele, Bilder und Simulationen. „Inhalt des Buches ist eine in sich geschlossene, in jeder Weise überzeugende Darstellung des Themengebiets naturwissenschaftliche Chaosforschung. Sie richtet sich in gleicher Weise an den, der sich mit der Chaosphysik und der Nichtlinearen Dynamik intensiv auseinandersetzen möchte, wie auch an den, der sich erstmalig mit Aufgaben, Zielen und Ergebnissen dieses Arbeitsgebiets vertraut machen will." Werner Martienssen, Frankfurt.

Symmetry in Graph Theory

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Author: Jose M. Rodriguez

Publisher: MDPI

ISBN: 303897658X

Category: Mathematics

Page: 340

View: 8994

This book contains the successful invited submissions to a Special Issue of Symmetry on the subject of “Graph Theory”. Although symmetry has always played an important role in Graph Theory, in recent years, this role has increased significantly in several branches of this field, including but not limited to Gromov hyperbolic graphs, the metric dimension of graphs, domination theory, and topological indices. This Special Issue includes contributions addressing new results on these topics, both from a theoretical and an applied point of view.

System Identification, Environmental Modelling, and Control System Design

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Author: Liuping Wang,Hugues Garnier

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9780857299741

Category: Technology & Engineering

Page: 648

View: 1042

This book is dedicated to Prof. Peter Young on his 70th birthday. Professor Young has been a pioneer in systems and control, and over the past 45 years he has influenced many developments in this field. This volume comprises a collection of contributions by leading experts in system identification, time-series analysis, environmetric modelling and control system design – modern research in topics that reflect important areas of interest in Professor Young’s research career. Recent theoretical developments in and relevant applications of these areas are explored treating the various subjects broadly and in depth. The authoritative and up-to-date research presented here will be of interest to academic researcher in control and disciplines related to environmental research, particularly those to with water systems. The tutorial style in which many of the contributions are composed also makes the book suitable as a source of study material for graduate students in those areas.

Chaos and Its Reconstruction

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Author: Gérard Gouesbet,S. Meunier-Guttin-Cluzel,O. Minard

Publisher: Nova Science Pub Incorporated

ISBN: N.A

Category: Technology & Engineering

Page: 320

View: 5546

The editors (of the Universite et Institut National des Sciences Appliquees de Rouen, France) present six chapters exploring the application of chaos theory to such topics as the topological characterisation of attractors and the reconstruction of equations of motion from data. Specific topics include the development of a method of modelling called NARMAX (non-linear autoregressive moving average models with exogenous outputs), a summary of the work of the Centre of Applied Dynamics and Optimisation at the U. of Western Australia), time delayed feedback systems, and global modelling applications to biological data and secure communication.

Mathematical Methods for the Natural and Engineering Sciences

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Author: Ronald E Mickens

Publisher: World Scientific Publishing Company

ISBN: 9813106247

Category: Mathematics

Page: 540

View: 2425

This book provides a variety of methods required for the analysis and solution of equations which arise in the modeling of phenomena from the natural and engineering sciences. It can be used productively by both undergraduate and graduate students, as well as others who need to learn and understand these techniques. A detailed discussion is also presented for several topics that are usually not included in standard textbooks at this level: qualitative methods for differential equations, dimensionalization and scaling, elements of asymptotics, difference equations, and various perturbation methods. Each chapter contains a large number of worked examples and provides references to the appropriate literature.

Nonlinear Dynamics and Chaos with Student Solutions Manual

With Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering, Second Edition

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Author: Steven H. Strogatz

Publisher: CRC Press

ISBN: 0429680155

Category: Mathematics

Page: 404

View: 6304

This textbook is aimed at newcomers to nonlinear dynamics and chaos, especially students taking a first course in the subject. The presentation stresses analytical methods, concrete examples, and geometric intuition. The theory is developed systematically, starting with first-order differential equations and their bifurcations, followed by phase plane analysis, limit cycles and their bifurcations, and culminating with the Lorenz equations, chaos, iterated maps, period doubling, renormalization, fractals, and strange attractors.

Einführung in die Mechanik und Symmetrie

Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

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Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

View: 8077

Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.

Toward a Unified Theory of Development

Connectionism and Dynamic Systems Theory Re-considered

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Author: John P. Spencer,Michael S. C. Thomas,James L. McClelland

Publisher: Oxford University Press, USA

ISBN: N.A

Category: Psychology

Page: 389

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This resource defines and refines two major theoretical approaches within developmental science that address the central issues of development-connectionism and dynamical systems theory.

Differentialgleichungen und ihre Anwendungen

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Author: Martin Braun

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642973418

Category: Mathematics

Page: 596

View: 4379

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#

Relativistische Quantenmechanik

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Author: Armin Wachter

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540274847

Category: Science

Page: 390

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- Welche Probleme tauchen in relativistischen Erweiterungen der Schrödinger-Theorie auf, insbesondere wenn man an der gewohnten Ein-Teilchen-Wahrscheinlichkeitsinterpretation festhält? - Inwieweit können diese Schwierigkeiten überwunden werden? - Worin besteht die physikalische Notwendigkeit von Quantenfeldtheorien? Viele Bücher geben auf solch fundamentale Verständnisfragen nur unzureichend Antwort, indem sie das relativistisch-quantenmechanische Ein-Teilchenkonzept zugunsten einer möglichst frühen Einführung der Feldquantisierung relativ schnell abhandeln oder ganz weglassen. Im Gegensatz dazu betont das vorliegende Lehrbuch gerade diesen Ein-Teilchenaspekt (relativistische Quantenmechanik ‚im engeren Sinne’), diskutiert die damit einhergehenden Probleme und motiviert somit auf physikalisch verständliche Weise die Notwendigkeit quantisierter Felder. Die ersten beiden Kapitel beschäftigen sich mit der ausführlichen Darlegung und Gegenüberstellung der Klein-Gordon- und Dirac-Theorie - immer mit Blick auf die nichtrelativistische Theorie. Im dritten Kapitel werden relativistische Streuprozesse behandelt und die Feynman-Regeln aus Propagatorverfahren heraus entwickelt. Dabei wird auch hier deutlich, warum man letztlich um eine quantenfeldtheoretische Begründung nicht herumkommt. Dieses Lehrbuch wendet sich an alle Studierenden der Physik, die an einer übersichtlich geordneten Darstellung der relativistischen Quantenmechanik ‚im engeren Sinne’ und deren Abgrenzung zu Quantenfeldtheorien interessiert sind.

Selbstorganisation chemischer Strukturen

Arbeiten von Friedlieb Ferdinand Runge, Raphael Eduard Liesegang, Boris Pavlovich Belousov und Anatol Markovich Zhabotinsky

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Author: Uwe Niedersen

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Chemical structure

Page: 112

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Mechanik

Von den Newtonschen Gesetzen zum deterministischen Chaos

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Author: Florian Scheck

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662085933

Category: Science

Page: 431

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Die vierte Auflage der Mechanik wurde in einigen Abschnitten ergänzt (z.B. zur Hamiltonschen Prinzipialfunktion und zum Aufstehkreisel) und auf Fehler durchgesehen, zudem wurden die Aufgaben überarbeitet, wobei nun alle vollständigen Lösungen mit aufgenommen wurden. Das wird all jenen zugute kommen, die diese umfassende Einführung in die Mechanik vorlesungsbegleitend oder zum Selbststudium verwenden wollen. Am Grundaufbau des Buches wurde nichts geändert: von elementarer Newtonscher Mechanik bis zur Diskussion von deterministischem Chaos und kontinuierlichen Systemen. Ein mathematischer Anhang und ein Wegweiser durch die Literatur runden das Buch ab.