This welcome boon for students of algebraic topology cuts a much-needed central path between other texts whose treatment of the classification theorem for compact surfaces is either too formalized and complex for those without detailed background knowledge, or too informal to afford students a comprehensive insight into the subject. Its dedicated, student-centred approach details a near-complete proof of this theorem, widely admired for its efficacy and formal beauty. The authors present the technical tools needed to deploy the method effectively as well as demonstrating their use in a clearly structured, worked example. Ideal for students whose mastery of algebraic topology may be a work-in-progress, the text introduces key notions such as fundamental groups, homology groups, and the Euler-Poincaré characteristic. These prerequisites are the subject of detailed appendices that enable focused, discrete learning where it is required, without interrupting the carefully planned structure of the core exposition. Gently guiding readers through the principles, theory, and applications of the classification theorem, the authors aim to foster genuine confidence in its use and in so doing encourage readers to move on to a deeper exploration of the versatile and valuable techniques available in algebraic topology.
Many computer scientists, engineers, applied mathematicians, and physicists use geometry theory and geometric computing methods in the design of perception-action systems, intelligent autonomous systems, and man-machine interfaces. This handbook brings together the most recent advances in the application of geometric computing for building such systems, with contributions from leading experts in the important fields of neuroscience, neural networks, image processing, pattern recognition, computer vision, uncertainty in geometric computations, conformal computational geometry, computer graphics and visualization, medical imagery, geometry and robotics, and reaching and motion planning. For the first time, the various methods are presented in a comprehensive, unified manner. This handbook is highly recommended for postgraduate students and researchers working on applications such as automated learning; geometric and fuzzy reasoning; human-like artificial vision; tele-operation; space maneuvering; haptics; rescue robots; man-machine interfaces; tele-immersion; computer- and robotics-aided neurosurgery or orthopedics; the assembly and design of humanoids; and systems for metalevel reasoning.
The 1930s were important years in the development of modern topology, pushed forward by the appearance of a few pivotal books, of which this is one. The focus is on combinatorial and algebraic topology, with as much point-set topology as needed for the main topics. One sees from the modern point of view that the authors are working in a category of spaces that includes locally finite simplicial complexes. (Their definition of manifold is more properly known today as a ""triangulizable homology manifold"".)Amazingly, they manage to accomplish a lot without the convenient tools of homological algebra, such as exact sequences and commutative diagrams, that were developed later. The main topics covered are: simplicial homology (coefficients in $\mathbb{Z}$ or $\mathbb{Z}_2$), local homology, surface topology, the fundamental group and covering spaces, three-manifolds, Poincare duality, and the Lefschetz fixed point theorem. Few prerequisites are necessary. A final section reviews the lemmas and theorems from group theory that are needed in the text. As stated in the introduction to the important book by Alexandroff and Hopf (which appeared a year after ""Seifert and Threlfall""): 'Its lively and instructive presentation makes this book particularly suitable as an introduction or as a textbook.'
Dieses Buch behandelt hauptsächlich zwei Themenkreise: Der Bairesche Kategorie-Satz als Hilfsmittel für Existenzbeweise sowie Die "Dualität" zwischen Maß und Kategorie. Die Kategorie-Methode wird durch viele typische Anwendungen erläutert; die Analogie, die zwischen Maß und Kategorie besteht, wird nach den verschiedensten Richtungen hin genauer untersucht. Hierzu findet der Leser eine kurze Einführung in die Grundlagen der metrischen Topologie; außerdem werden grundlegende Eigenschaften des Lebesgue schen Maßes hergeleitet. Es zeigt sich, daß die Lebesguesche Integrationstheorie für unsere Zwecke nicht erforderlich ist, sondern daß das Riemannsche Integral ausreicht. Weiter werden einige Begriffe aus der allgemeinen Maßtheorie und Topologie eingeführt; dies geschieht jedoch nicht nur der größeren Allgemeinheit wegen. Es erübrigt sich fast zu erwähnen, daß sich die Bezeichnung "Kategorie" stets auf "Bairesche Kategorie" be zieht; sie hat nichts zu tun mit dem in der homologischen Algebra verwendeten Begriff der Kategorie. Beim Leser werden lediglich grundlegende Kenntnisse aus der Analysis und eine gewisse Vertrautheit mit der Mengenlehre vorausgesetzt. Für die hier untersuchten Probleme bietet sich in natürlicher Weise die mengentheoretische Formulierung an. Das vorlie gende Buch ist als Einführung in dieses Gebiet der Analysis gedacht. Man könnte es als Ergänzung zur üblichen Grundvorlesung über reelle Analysis, als Grundlage für ein Se minar oder auch zum selbständigen Studium verwenden. Bei diesem Buch handelt es sich vorwiegend um eine zusammenfassende Darstellung; jedoch finden sich in ihm auch einige Verfeinerungen bekannter Resultate, namentlich Satz 15.6 und Aussage 20.4. Das Literaturverzeichnis erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Häufig werden Werke zitiert, die weitere Literaturangaben enthalten.
Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder. TOC:Eine Einführung in den Gebrauch von Finite-Elemente-Verfahren.-Vektoren, Matrizen und Tensoren.-Einige Grundbegriffe ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen.-Formulierung der Methode der finiten Elemente.-Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Elemente-Matrizen.-Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen in der Festkörper- und Strukturmechanik.-Finite-Elemente-Berechnungen von Wärmeübertragungs- und Feldproblemen.-Lösung von Gleichgewichtsbeziehungen in statischen Berechnungen.-Lösung von Bewegungsgleichungen in kinetischen Berechnungen.-Vorbemerkungen zur Lösung von Eigenproblemen.-Lösungsverfahren für Eigenprobleme.-Implementierung der Finite-Elemente-Methode.
In the present time, objects generated by computers are replacing models made from wood, wire, and plaster. It is interesting to see how computer graphics can help us to understand the geometry of surfaces and illustrate some recent results on representations of the real projective plane.
Derived from the author’s course on the subject, Elements of Differential Topology explores the vast and elegant theories in topology developed by Morse, Thom, Smale, Whitney, Milnor, and others. It begins with differential and integral calculus, leads you through the intricacies of manifold theory, and concludes with discussions on algebraic topology, algebraic/differential geometry, and Lie groups. The first two chapters review differential and integral calculus of several variables and present fundamental results that are used throughout the text. The next few chapters focus on smooth manifolds as submanifolds in a Euclidean space, the algebraic machinery of differential forms necessary for studying integration on manifolds, abstract smooth manifolds, and the foundation for homotopical aspects of manifolds. The author then discusses a central theme of the book: intersection theory. He also covers Morse functions and the basics of Lie groups, which provide a rich source of examples of manifolds. Exercises are included in each chapter, with solutions and hints at the back of the book. A sound introduction to the theory of smooth manifolds, this text ensures a smooth transition from calculus-level mathematical maturity to the level required to understand abstract manifolds and topology. It contains all standard results, such as Whitney embedding theorems and the Borsuk–Ulam theorem, as well as several equivalent definitions of the Euler characteristic.
Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
The 11th International Conference on Medical Imaging and Computer Assisted Intervention, MICCAI 2008, was held at the Helen and Martin Kimmel Center of New York University, New York City, USA on September 6–10, 2008. MICCAI is the premier international conference in this domain, with - depth papers on the multidisciplinary ?elds of biomedical image computing and analysis, computer assisted intervention and medical robotics. The conference brings together biological scientists, clinicians, computer scientists, engineers, mathematicians, physicists and other interested researchers and o?ers them a forum to exchange ideas in these exciting and rapidly growing ?elds. The conference is both very selective and very attractive: this year we - ceived a record number of 700 submissions from 34 countries and 6 continents, fromwhich258papers were selectedfor publication,whichcorrespondsto a s- cess rate of approximately 36%. Some interesting facts about the distribution of submitted and accepted papers are shown graphically at the end of this preface. The paper selection process this year was based on the following procedure, which included the introduction of several novelties over previous years. 1. A ProgramCommittee (PC) of 49 members was recruited by the Program Chairs,to getthenecessarybody ofexpertiseandgeographicalcoverage.All PC members agreed in advance to participate in the ?nal paper selection process. 2. Key words grouped in 7 categories were used to describe the content of the submissions and the expertise of the reviewers.
Die Autoren zeigen, dass man ein tiefgehendes Verstandnis der Modernen Physik vermitteln kann, ohne einen schwerfalligen mathematischen Apparat bemuhen zu mussen. Mit uber 500 Abbildungen, Zitaten beruhmter Physiker sowie mit ca. 700 sorgfaltig ausgewahlten Ubungsaufgaben und uber das Internet zuganglichen Erganzungen wurde die "Modern Physics" in den USA zu einem der beliebtesten Lehrbucher zu diesem Thema."
Das Buch bietet eine Einführung in die Topologie, Differentialtopologie und Differentialgeometrie. Es basiert auf Manuskripten, die in verschiedenen Vorlesungszyklen erprobt wurden. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Resultate aus der mengentheoretischen Topologie bereitgestellt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Jordansche Kurvensatz, der für Polygonzüge bewiesen wird und eine erste Idee davon vermitteln soll, welcher Art tiefere topologische Probleme sind. Im zweiten Kapitel werden Mannigfaltigkeiten und Liesche Gruppen eingeführt und an einer Reihe von Beispielen veranschaulicht. Diskutiert werden auch Tangential- und Vektorraumbündel, Differentiale, Vektorfelder und Liesche Klammern von Vektorfeldern. Weiter vertieft wird diese Diskussion im dritten Kapitel, in dem die de Rhamsche Kohomologie und das orientierte Integral eingeführt und der Brouwersche Fixpunktsatz, der Jordan-Brouwersche Zerlegungssatz und die Integralformel von Stokes bewiesen werden. Das abschließende vierte Kapitel ist den Grundlagen der Differentialgeometrie gewidmet. Entlang der Entwicklungslinien, die die Geometrie der Kurven und Untermannigfaltigkeiten in Euklidischen Räumen durchlaufen hat, werden Zusammenhänge und Krümmung, die zentralen Konzepte der Differentialgeometrie, diskutiert. Den Höhepunkt bilden die Gaussgleichungen, die Version des theorema egregium von Gauss für Untermannigfaltigkeiten beliebiger Dimension und Kodimension. Das Buch richtet sich in erster Linie an Mathematik- und Physikstudenten im zweiten und dritten Studienjahr und ist als Vorlage für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen geeignet.
Python ist eine moderne, interpretierte, interaktive und objektorientierte Skriptsprache, vielseitig einsetzbar und sehr beliebt. Mit mathematischen Vorkenntnissen ist Python leicht erlernbar und daher die ideale Sprache für den Einstieg in die Welt des Programmierens. Das Buch führt Sie Schritt für Schritt durch die Sprache, beginnend mit grundlegenden Programmierkonzepten, über Funktionen, Syntax und Semantik, Rekursion und Datenstrukturen bis hin zum objektorientierten Design. Zur aktualisierten Auflage Diese Auflage behandelt Python 3, geht dabei aber auch auf Unterschiede zu Python 2 ein. Außerdem wurde das Buch um die Themen Unicode, List und Dictionary Comprehensions, den Mengen-Typ Set, die String-Format-Methode und print als Funktion ergänzt. Jenseits reiner Theorie Jedes Kapitel enthält passende Übungen und Fallstudien, kurze Verständnistests und kleinere Projekte, an denen Sie die neu erlernten Programmierkonzepte gleich ausprobieren und festigen können. Auf diese Weise können Sie das Gelernte direkt anwenden und die jeweiligen Programmierkonzepte nachvollziehen. Lernen Sie Debugging-Techniken kennen Am Ende jedes Kapitels finden Sie einen Abschnitt zum Thema Debugging, der Techniken zum Aufspüren und Vermeiden von Bugs sowie Warnungen vor entsprechenden Stolpersteinen in Python enthält.
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