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Modulbeschreibung

Mathematik 3 / Programmieren

Inhalt

Der Erwerb der genannten Kompetenzen und Fähigkeiten erfolgt durch Behandlung folgender Themen:

  • Laplace-Transformation (Eigenschaften, Transformation elementarer Funktionen, Rücktransformation mittels Korrespondenztabellen, Anfangswertaufgaben).

  • Differentialrechnung mehrerer Variablen (partielle Ableitungen, Gradient, Richtungsableitung, Extremwerte mit und ohne Nebenbedingungen, Ausgleichsrechnung, totales Differenzial und Fehlerrechnung, Taylorreihen).

  • Integralrechnung mehrerer Variabler (Doppel- und Dreifachintegrale, Schwerpunkte, Trägheitsmomente, Linienintegrale in Skalar- und Vektorfeldern, Potentialfunktion mit Anwendung auf exakte Differenzialgleichungen)

  • Grundlagen: Computerorganisation, Algorithmen, Programmierkonzepte, Zahlensysteme, Darstellung von Zahlen und Zeichen im Computer, numerische Probleme, Programmerstellung

  • Syntax: Grundelemente des Sprache, elementare Datentyen, Konstanten, Operatoren; Kontrollstrukturen (Blöcke, Bedingte Anweisungen, Schleifen); Methoden; Referenzdatentypen (ein- und mehrdimensionale Felder, Klassen)

  • einfache Algorithmen und Datenstrukturen, Anwendungen auf Probleme des Maschinenbaus

  • Grundbegriffe der objektorientierten Programmierung

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz/Mathematik

  • die Methoden der Differenzial- und Integralrechnung für Funktionen in mehreren Variablen nutzen, um Anwendungsprobleme (insbesondere in der Fehler- und Ausgleichsrechnung) zu lösen

  • die Laplace Transformation zur Lösung von anwendungsorientierten Problemen einsetzen

Fachkompetenz/Programmieren

  • Grundprinzpien der Programmierung (Variablen, Kontrollstrukturen, Funktionen) kennen und anwenden

  • Einfache Programme in einer modernen Programmiersprache erstellen

  • Praktische Problemformulierungen in Code umsetzen

  • Fehlerquellen in Programmen erkennen

Methodenkompetenz:

  • Reale Probleme mit Hilfe mathematischer Modelle beschreiben und systematisch mit mathematischen Hilfsmitteln lösen

  • Einfache Problemstellungen in der Softwareentwicklung analysieren

  • Programmieraufgaben systematisch angehen und erstellte Programme testen

Sozial- und Selbstkompetenz:

  • mit anderen Studierenden in Kleingruppen zusammenarbeiten, um Lösungswege zu abstrakten und praktischen Aufgabenstellungen zu entwickeln

  • kleine Programmieraufgaben im Team lösen

  • programmierte Lösungen vor anderen erklären und verteidigen

  • Progammieraufgaben aus der Praxis mit Computerfachleuten besprechen

  • die eigenen Fähigkeiten bei der Analyse von Problemstellungen und der Erarbeitung von Lösungswegen einschätzen

ECTS

8 Punkte

Studien- und Prüfungsleistungen

Prüfungsleistungen:
  • Mathematik 3 (90 min, Klausur)
  • Programmieren (Laborarbeit)

Lehr- und Lernformen

  • Mathematik 3 (4 SWS, Vorlesung)
  • Programmieren (2 SWS, Vorlesung)
  • Programmieren (2 SWS, Übung)

Studiengänge

  • Fahrzeugtechnik, Schwerpunkt Konstruktion(FZ) - Pflichtmodul
  • Fahrzeugtechnik, Schwerpunkt System- und Antriebstechnik(FZ) - Pflichtmodul
  • Maschinenbau, Schwerpunkt Automatisierung und Energietechnik(MB) - Pflichtmodul
  • Maschinenbau, Schwerpunkt Konstruktion(MB) - Pflichtmodul

Modulverantwortliche

Prof. Dr. Ursula Weiß

Dozenten

Prof. Dr. Manuela Boin, Prof. Dr. Thomas Baier, Prof. Dr. Hubert Mantz

Literatur

D. Ratz, J. Scheffler, D. Seese, J. Wiesenberger. Grundkurs Programmieren in Java. Carl Hanser Verlag, 2007.
H. Herold, B. Lurz, J. Wohlrab. Grundlagen der Informatik. Pearson Studium, 2007.
F. Jobst. Programmieren in Java. Carl Hanser Verlag, 2006.
J. Erven, D. Schägerl. Mathematik für Ingenieure. Oldenburg Verlag, 2008.
L. Göllmann, R. Hübl, S. Pulha u.a.. Mathematik für Ingenieure: Verstehen-Rechnen-Anwenden. Springer Verlag, 2017.

Quicklinks