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Forschergruppe Theorie ungeordneter Systeme
THUS
Forschergruppe Theorie ungeordneter Systeme 
 

Theoretische Physik I - Mathematische Grundlagen/
Analyse theoretisch-physikalischer Probleme

Abfrage mathematischer Vorkenntnisse

ThemaNoch nie geh�rt!Da war mal was?Das kenne ich!Kann ich im Schlaf.
Elementare mathematische Fertigkeiten
Berechnung von Fl�chen- und Volumeninhalten geometrischer Formen
Umstellen von Gleichungen
Bruchrechnung
Zahlbegriff, reelle und rationale Zahlen
Einheitenbehaftete Gr��en, Umrechnungen
Folgen und Reihen
Konvergenz / Divergenz von Folgen,
anschauliches Verst�ndnis
Arithmetische Reihen
Geometrische Reihen
Konvergenz und Divergenz von Reihen
Konvergenzs�tze f�r Reihen
Cauchy-Produkt
Partialsummen, Leibniz-, Wurzel-, Quotientenkriterium
Vektoren
Skalare und Vektoren
Komponentendarstellung
Kartesische Koordinaten
Polarkoordinaten in zwei Dimensionen
Zylinderkoordinaten
Kugelkoordinaten
Rechenregeln f�r Vektoren
Winkel zwischen Vektoren
Gerade im Raum
Ebene im Raum
Lineare Unabh�ngigkeit
Skalarprodukt
Kreuzprodukt
Einfache Vektorfunktionen (z.B. v = dr/dt)
Vektorfelder
Einheitsvektor, orthonormales System
Spatprodukt
Schwarzsche Ungleichung
Matrizen
Rechenregeln mit Matrizen
Addition und Multiplikation
Inverse Matrix
Einheitsmatrix
Streckung, Punktspiegelung und Drehung
Verschiebung und Drehung des Koordinatensystems
Determinanten
Transponieren
Kronecker-Delta
Eigenvektoren und Eigenwerte
Symmetrische Matrizen, quadratische Formen, Hauptachsentransformation
Tensoren
Spur einer Matrix
Lineare Gleichungssysteme
L�sung einfacher linearer Gleichungssysteme
L�sungsalgorithmen (z.B. Gau�-Algorithmus)
Schnitte von Ebenen, Allgemeine L�sung in 3D
Einf�hrung des Matrix-Begriffs zur Darstellung von linearen Gleichungssystemen
Elementare Funktionen
Funktionsbegriff
Darstellung einer Funktion
Polynome, Rationale Funktionen
Binomischer Satz
Trigonometrische Funktionen
Exponentialfunktion
Rechenregeln f�r Exponentialfunktion
Logarithmus
Rechenregeln f�r Logarithmus
Arcusfunktionen
Begriffe: monoton, stetig, umkehrbar
Parameter in Funktionen, Bestimmung aus bekannten Funktionswerten
Kurvenscharen f�r sin, exp, Polynome
Funktionen mit mehreren Variablen
Verketten von Funktionen
Parit�t von Funktionen
Komplexe Zahlen
Definitionen und Rechenregeln
Imagin�re Einheit
Gau�sche Ebene
Eulersche Formel
Wurzel, Potenz
Logarithmus, trigonometrische Funktionen
Hyperbolische Funktionen, Areafunktionen
deMoivre's Theorem
Potenzreihenentwicklung von Funktionen
Reihendarstellung von Funktionen
Taylorentwicklung
Konvergenzbereich
Fehlerabsch�tzung
Konvergenzradius
Beispiele: Exponentialfunktion, Sin, Cos, Log
Addition, Multiplikation und Differentiation von Potenzreihen
Differentialrechnung
Bedeutung: Steigung, �nderungsrate
Differenzenquotient
Ableitungen elementarer Funktionen: Polynome, sin, cos, exp, 1/x
H�here Ableitungen
Produkt, Quotienten, Kettenregel
Partielle Differentiation
Totales Differential
Differentialoperatoren
Gradient
Divergenz
Rotation
Laplaceoperator
Differentialoperatoren in krummlinigen Koordinaten
Integralrechnung
Bestimmtes Integral
Interpretation als Fl�che unter einer Kurve und als Kumulieren einer Gr��e
Integral als Summe (von infinitesimalen Gr��en)
Unbestimmtes Integral, Stammfunktion
Integrale elementarer Funktionen
Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung
Linearit�t der Integration
Partielle Integration
Substitutionsregel
Unendliche Integrationsgrenzen
Partialbruchzerlegung
Kurvenintegrale
Fl�chenintegrale
Integration in Polarkoordinaten
Volumenintegral
Integration in Zylinder und Kugelkoordinaten
Gau�'scher und Stoke'scher Integralsatz
Differentialgleichungen
Wachstum einer Population, Radioaktiver Zerfall
Harmonische Schwingung eines Federpendels
Ordnungen
Lineare Differentialgleichungen
Inhomogene Differentialgleichungen
L�sung durch Trennung der Variablen,
Separationsverfahren
Anfangswertprobleme
Allgemeine lineare DGL n-ter Ordnung
Potenzreiheneinsatz
Taylor Reihenentwicklung
Potenzverfahren
Wronskideterminante
Reduktionsverfahren
Statistik
Zufallsgr��e, Ergebnis, Ergebnismenge, Ereignis, Laplacesche Wahrscheinlichkeit, Zufallsexperiment
Binominalverteilung
Normalverteilung
Verschiedenes
Vollst�ndige Induktion
Kegelschnitte
Fourier-Transformation
Delta Distribution