This textbook introduces geometric measure theory through the notion of currents. Currents, continuous linear functionals on spaces of differential forms, are a natural language in which to formulate types of extremal problems arising in geometry, and can be used to study generalized versions of the Plateau problem and related questions in geometric analysis. Motivating key ideas with examples and figures, this book is a comprehensive introduction ideal for both self-study and for use in the classroom. The exposition demands minimal background, is self-contained and accessible, and thus is ideal for both graduate students and researchers.
In 1848 James Challis showed that smooth solutions to the compressible Euler equations can become multivalued, thus signifying the onset of a shock singularity. Today it is known that, for many hyperbolic systems, such singularities often develop. However, most shock-formation results have been proved only in one spatial dimension. Serge Alinhac's groundbreaking work on wave equations in the late 1990s was the first to treat more than one spatial dimension. In 2007, for the compressible Euler equations in vorticity-free regions, Demetrios Christodoulou remarkably sharpened Alinhac's results and gave a complete description of shock formation. In this monograph, Christodoulou's framework is extended to two classes of wave equations in three spatial dimensions. It is shown that if the nonlinear terms fail to satisfy the null condition, then for small data, shocks are the only possible singularities that can develop. Moreover, the author exhibits an open set of small data whose solutions form a shock, and he provides a sharp description of the blow-up. These results yield a sharp converse of the fundamental result of Christodoulou and Klainerman, who showed that small-data solutions are global when the null condition is satisfied. Readers who master the material will have acquired tools on the cutting edge of PDEs, fluid mechanics, hyperbolic conservation laws, wave equations, and geometric analysis.
Minimal surfaces date back to Euler and Lagrange and the beginning of the calculus of variations. Many of the techniques developed have played key roles in geometry and partial differential equations. Examples include monotonicity and tangent cone analysis originating in the regularity theory for minimal surfaces, estimates for nonlinear equations based on the maximum principle arising in Bernstein's classical work, and even Lebesgue's definition of the integral that he developed in his thesis on the Plateau problem for minimal surfaces. This book starts with the classical theory of minimal surfaces and ends up with current research topics. Of the various ways of approaching minimal surfaces (from complex analysis, PDE, or geometric measure theory), the authors have chosen to focus on the PDE aspects of the theory. The book also contains some of the applications of minimal surfaces to other fields including low dimensional topology, general relativity, and materials science. The only prerequisites needed for this book are a basic knowledge of Riemannian geometry and some familiarity with the maximum principle.
Difference equations are playing an increasingly important role in the natural sciences. Indeed many phenomena are inherently discrete and are naturally described by difference equations. Phenomena described by differential equations are therefore approximations of more basic discrete ones. Moreover, in their study it is very often necessary to resort to numerical methods. This always involves a discretization of the differential equations involved, thus replacing them by difference equations. This book shows how Lie group and integrability techniques, originally developed for differential equations, have been adapted to the case of difference ones. Each of the eleven chapters is a self-contained treatment of a topic, containing introductory material as well as the latest research results. The book will be welcomed by graduate students and researchers seeking an introduction to the field. As a survey of the current state of the art it will also serve as a valuable reference.
Krone der Schöpfung? Vor 100 000 Jahren war der Homo sapiens noch ein unbedeutendes Tier, das unauffällig in einem abgelegenen Winkel des afrikanischen Kontinents lebte. Unsere Vorfahren teilten sich den Planeten mit mindestens fünf weiteren menschlichen Spezies, und die Rolle, die sie im Ökosystem spielten, war nicht größer als die von Gorillas, Libellen oder Quallen. Vor 70 000 Jahren dann vollzog sich ein mysteriöser und rascher Wandel mit dem Homo sapiens, und es war vor allem die Beschaffenheit seines Gehirns, die ihn zum Herren des Planeten und zum Schrecken des Ökosystems werden ließ. Bis heute hat sich diese Vorherrschaft stetig zugespitzt: Der Mensch hat die Fähigkeit zu schöpferischem und zu zerstörerischem Handeln wie kein anderes Lebewesen. Anschaulich, unterhaltsam und stellenweise hochkomisch zeichnet Yuval Harari die Geschichte des Menschen nach und zeigt alle großen, aber auch alle ambivalenten Momente unserer Menschwerdung.
Der Integralbegriff in seiner Ausprägung durch Henri Lebesgue ist ein grundlegendes Werkzeug in der modernen Analysis, Numerik und Stochastik. Für Lehrveranstaltungen zu diesen Gebieten der Mathematik bereiten die Autoren wesentliche Sachverhalte in kompakter Weise auf. Das Buch liefert Orientierung und Material für verschiedene Varianten zwei- oder vierstündiger Lehrveranstaltungen. In einem ergänzenden Abschnitt werden um den Begriff der Konvexität herum Verbünde zur Funktionalanalysis hergestellt.
Grundlagen der Entwicklung und Konzeption klassischer Spiele von einem der weltweit führenden Game Designer Mehr als 100 Regeln und zentrale Fragen zur Inspiration für den kreativen Prozess Zahlreiche wertvolle Denkanstöße für die Konzeption eines erfolgreichen Spiels Jeder kann die Grundlagen des Game Designs meistern – dazu bedarf es keines technischen Fachwissens. Dabei zeigt sich, dass die gleichen psychologischen Grundprinzipien, die für Brett-, Karten- und Sportspiele funktionieren, ebenso der Schlüssel für die Entwicklung qualitativ hochwertiger Videospiele sind. Mit diesem Buch lernen Sie, wie Sie im Prozess der Spielekonzeption und -entwicklung vorgehen, um bessere Games zu kreieren. Jesse Schell zeigt, wie Sie Ihr Game durch eine strukturierte methodische Vorgehensweise Schritt für Schritt deutlich verbessern. Mehr als 100 gezielte Fragestellungen eröffnen Ihnen dabei neue Perspektiven auf Ihr Game, so dass Sie die Features finden, die es erfolgreich machen. Hierzu gehören z.B. Fragen wie: Welche Herausforderungen stellt mein Spiel an die Spieler? Fördert es den Wettbewerb unter den Spielern? Werden sie dazu motiviert, gewinnen zu wollen? So werden über hundert entscheidende Charakteristika für ein gut konzipiertes Spiel untersucht. Mit diesem Buch wissen Sie, worauf es bei einem guten Game ankommt und was Sie alles bedenken sollten, damit Ihr Game die Erwartungen Ihrer Spieler erfüllt und gerne gespielt wird. Zugleich liefert es Ihnen jede Menge Inspiration – halten Sie beim Lesen Zettel und Stift bereit, um Ihre neuen Ideen sofort festhalten zu können
Dieses Buch entstand nach einer einsemestrigen Vorlesung an der Humboldt-Universität Berlin im Studienjahr 1996/ 97 und ist eine Einführung in die Theorie der Spinoren und Dirac-Operatoren über Riemannschen Mannigfaltigkeiten. Vom Leser werden nur die grundlegenden Kenntnisse der Algebra und Geometrie im Umfang von zwei bis drei Jahren eines Mathematik- oder Physikstudiums erwartet. Ein Anhang gibt eine Einführung in das aktuelle Gebiet der Seiberg-Witten-Theorie.
Endlich liegt die anschauliche und fundierte Einführung zur Modernen Physik von Paul A. Tipler und Ralph A. Llewellyn in der deutschen Übersetzung vor. Eine umfassende Einführung in die Relativitätstheorie, die Quantenmechanik und die statistische Physik wird im ersten Teil des Buches gegeben. Die wichtigsten Arbeitsgebiete der modernen Physik - Festkörperphysik, Kern- und Teilchenphysik sowie die Kosmologie und Astrophysik - werden in der zweiten Hälfte des Buches behandelt. Zu weiteren zahlreichen Spezialgebieten gibt es Ergänzungen im Internet beim Verlag der amerikanischen Originalausgabe, die eine Vertiefung des Stoffes ermöglichen. Mit ca. 700 Übungsaufgaben eignet sich das Buch hervorragend zum Selbststudium sowie zur Begleitung einer entsprechenden Vorlesung. Die Übersetzung des Werkes übernahm Dr. Anna Schleitzer. Die Bearbeitung und Anpassung an Anforderungen deutscher Hochschulen wurde von Prof. Dr. G. Czycholl, Prof. Dr. W. Dreybrodt, Prof. Dr. C. Noack und Prof. Dr. U. Strohbusch durchgeführt. Dieses Team gewährleistet auch für die deutsche Fassung die wissenschaftliche Exaktheit und Stringenz des Originals.
Eine leichtverständliche Einführung in die Algebra, die den historischen und konkreten Aspekt in den Vordergrund rückt. Das Buch liefert eine gute Motivation für die moderne Galois-Theorie, die den Studierenden oft so abstrakt und schwer erscheint.

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