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Der Python-Kurs für Ingenieure und Naturwissenschaftler

Geeignet für Studium und Beruf. Mit vielen Praxisaufgaben und Musterlösungen - Ausgabe 2023
BuchGebunden
549 Seiten
Deutsch
Rheinwerk Verlagerschienen am06.09.20232., überarb. Aufl.

Dieses Handbuch bietet Ingenieuren und Wissenschaftlern einen praxisnahen Einstieg in die Programmierung mit Python. Python ist die ideale Sprache für schnelle, unkomplizierte Lösungen von klar umrissenen Problemen. Grenzwerte bestimmen, Differenzialgleichungen lösen, Testreihen visualisieren und vieles mehr - die Ingenieurs- und Naturwissenschaften stecken voller Aufgaben, die Sie elegant mit Python lösen können. Wie das geht, lernen Sie in übersichtlich strukturierten Kapiteln mit kommentierten Codebeispielen, Übungen und Musterlösungen.

Aus dem Inhalt:

Python: Grundlagen und SprachstrukturBoolesche AlgebraStatistische BerechnungenRechnen mit komplexen ZahlenNumerische Berechnungen mit NumPyComputeralgebra mt SymPyFunktionsdarstellungen mit MatplotlibSimulationen mit SciPy3D-Grafik mit VPython


Die Fachpresse zur Vorauflage:

iX - Magazin für professionelle Informationstechnik: »Jeder ambitionierte Python-Entwickler kann hier noch eine Menge lernen.«

LINUX MAGAZIN: »Ein exzellentes Buch.«

LINUX MAGAZIN: »Lohnende Lektüre für jeden Python-Programmierer, der es mit wissenschaftlichem Rechnen zu tun bekommt.«


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Verfügbare Formate
BuchGebunden
EUR34,90
E-BookEPUB0 - No protectionE-Book
EUR34,90

Produkt

Klappentext
Dieses Handbuch bietet Ingenieuren und Wissenschaftlern einen praxisnahen Einstieg in die Programmierung mit Python. Python ist die ideale Sprache für schnelle, unkomplizierte Lösungen von klar umrissenen Problemen. Grenzwerte bestimmen, Differenzialgleichungen lösen, Testreihen visualisieren und vieles mehr - die Ingenieurs- und Naturwissenschaften stecken voller Aufgaben, die Sie elegant mit Python lösen können. Wie das geht, lernen Sie in übersichtlich strukturierten Kapiteln mit kommentierten Codebeispielen, Übungen und Musterlösungen.

Aus dem Inhalt:

Python: Grundlagen und SprachstrukturBoolesche AlgebraStatistische BerechnungenRechnen mit komplexen ZahlenNumerische Berechnungen mit NumPyComputeralgebra mt SymPyFunktionsdarstellungen mit MatplotlibSimulationen mit SciPy3D-Grafik mit VPython


Die Fachpresse zur Vorauflage:

iX - Magazin für professionelle Informationstechnik: »Jeder ambitionierte Python-Entwickler kann hier noch eine Menge lernen.«

LINUX MAGAZIN: »Ein exzellentes Buch.«

LINUX MAGAZIN: »Lohnende Lektüre für jeden Python-Programmierer, der es mit wissenschaftlichem Rechnen zu tun bekommt.«


Details
ISBN/GTIN978-3-8362-9286-3
ProduktartBuch
EinbandartGebunden
Erscheinungsjahr2023
Erscheinungsdatum06.09.2023
Auflage2., überarb. Aufl.
Seiten549 Seiten
SpracheDeutsch
Gewicht1136 g
Artikel-Nr.54114729

Inhalt/Kritik

Inhaltsverzeichnis

  Materialien zum Buch ... 14
  1.  Einführung ... 15

       1.1 ... Entwicklungsumgebungen ... 16
       1.2 ... Die Module von Python ... 20
       1.3 ... Die Schlüsselwörter von Python ... 25
       1.4 ... Ihr Weg durch dieses Buch ... 26

  2.  Programmstrukturen ... 29

       2.1 ... Lineare Programmstruktur ... 29
       2.2 ... Funktionen ... 38
       2.3 ... Verzweigungsstrukturen ... 47
       2.4 ... Wiederholungsstrukturen ... 52
       2.5 ... Datenstrukturen ... 67
       2.6 ... Funktionaler Programmstil ... 81
       2.7 ... Objektorientierter Programmstil ... 84
       2.8 ... Projektaufgabe: Dimensionierung einer Welle ... 91
       2.9 ... Aufgaben ... 93

  3.  Numerische Berechnungen mit NumPy ... 95

       3.1 ... NumPy-Funktionen ... 95
       3.2 ... Vektoren ... 106
       3.3 ... Matrizenmultiplikation ... 114
       3.4 ... Lineare Gleichungssysteme ... 122
       3.5 ... Projektaufgabe: Blitzschutzsystem ... 126
       3.6 ... Aufgaben ... 129

  4.  Funktionsdarstellungen und Animationen mit Matplotlib ... 131

       4.1 ... 2D-Funktionsplots ... 131
       4.2 ... 3D-Funktionsplots ... 174
       4.3 ... Vektoren ... 179
       4.4 ... Figuren, Linien und Pfeile darstellen ... 183
       4.5 ... Animationen ... 191
       4.6 ... Projektaufgabe: Stirling-Kreisprozess ... 200
       4.7 ... Projektaufgabe: Animation eines Fadenpendels ... 207
       4.8 ... Projektaufgabe: Animation eines Getriebes ... 211
       4.9 ... Aufgaben ... 215

  5.  Symbolisches Rechnen mit SymPy ... 219

       5.1 ... Mathematische Grundoperationen ... 223
       5.2 ... Matrizen multiplizieren ... 230
       5.3 ... Gleichungen ... 233
       5.4 ... Vereinfachungen von Ausdrücken ... 239
       5.5 ... Reihenentwicklung ... 241
       5.6 ... Partialbrüche ... 242
       5.7 ... Kettenbrüche ... 244
       5.8 ... Grenzwerte ... 248
       5.9 ... Differenzieren ... 252
       5.10 ... Integrieren ... 255
       5.11 ... Differenzialgleichungen ... 260
       5.12 ... Laplace-Transformation ... 270
       5.13 ... Projektaufgabe: Sprungantwort einer Kettenschaltung ... 279
       5.14 ... Projektaufgabe: Durchbiegung eines einseitig eingespannten Balkens ... 281
       5.15 ... Projektaufgabe: Reaktionskinetik ... 287
       5.16 ... Projektaufgabe: Zweimassenschwinger ... 291
       5.17 ... Aufgaben ... 294

  6.  Numerische Berechnungen und Simulationen mit SciPy ... 297

       6.1 ... Nullstellen numerisch berechnen ... 298
       6.2 ... Optimierungen ... 300
       6.3 ... Interpolationen ... 302
       6.4 ... Numerisches Differenzieren ... 304
       6.5 ... Numerisches Integrieren ... 312
       6.6 ... Differenzialgleichungen numerisch lösen ... 327
       6.7 ... Diskrete Fourier-Transformation ... 349
       6.8 ... Schreiben und Auslesen von Sounddateien ... 356
       6.9 ... Signalverarbeitung ... 359
       6.10 ... Projektaufgabe: Simulation eines Wälzlagerschadens ... 365
       6.11 ... Projektaufgabe: Räuber-Beute-Modell ... 368
       6.12 ... Projektaufgabe: Simulation einer Epidemie ... 373
       6.13 ... Aufgaben ... 375

  7.  3D-Grafik und Animationen mit VPython ... 379

       7.1 ... Das Koordinatensystem ... 380
       7.2 ... Grundkörper, Punkte und Linien ... 382
       7.3 ... Körper bewegen sich ... 397
       7.4 ... Animation von Schwingungen ... 411
       7.5 ... Ereignisverarbeitung ... 416
       7.6 ... Projektaufgabe: Animation eines gekoppelten Federpendels ... 419
       7.7 ... Projektaufgabe: Animation von zwei gekoppelten Fadenpendeln ... 422
       7.8 ... Aufgaben ... 425

  8.  Rechnen mit komplexen Zahlen ... 427

       8.1 ... Mathematische Operationen ... 428
       8.2 ... Die eulersche Formel ... 430
       8.3 ... Rechnen mit komplexen Widerständen ... 432
       8.4 ... Funktionsplots mit komplexen Größen ... 435
       8.5 ... Projektaufgabe: Elektrisches Energieübertragungssystem ... 439
       8.6 ... Aufgaben ... 445

  9.  Statistische Berechnungen ... 447

       9.1 ... Messwerte erzeugen, abspeichern und auslesen ... 449
       9.2 ... Häufigkeitsverteilung ... 454
       9.3 ... Lageparameter ... 457
       9.4 ... Streuungsparameter ... 461
       9.5 ... Normalverteilung ... 465
       9.6 ... Schiefe ... 468
       9.7 ... Regressionsanalyse ... 470
       9.8 ... Projektaufgabe: Simulation einer Qualitätsregelkarte ... 475
       9.9 ... Aufgaben ... 480

10.  Boolesche Algebra ... 483

       10.1 ... Logische Verknüpfungen ... 484
       10.2 ... Gesetze der booleschen Algebra ... 488
       10.3 ... Schaltungssynthese ... 490
       10.4 ... Projektaufgabe: Siebensegmentcodierung ... 495
       10.5 ... Aufgaben ... 498

11.  Interaktive Programmierung mit Tkinter ... 501

       11.1 ... Interaktionen mit Befehlsschaltflächen, Textfeldern und Bezeichnungsfeldern ... 503
       11.2 ... Der Layout-Manager von Tkinter ... 505
       11.3 ... Auswahl mit Radiobutton ... 512
       11.4 ... Slider ... 514
       11.5 ... Die Zeichenfläche Canvas ... 515
       11.6 ... Projektaufgabe: Drehfrequenzregelung eines fremderregten Gleichstrommotors ... 521
       11.7 ... Aufgaben ... 534

  Anhang ... 535

       A.1 ... Glossar: Grundbegriffe der praktischen Informatik ... 535
       A.2 ... Ableitungen elementarer Funktionen ... 536
       A.3 ... Stammfunktionen elementarer Funktionen ... 537
       A.4 ... Fourier-Reihen wichtiger elektrotechnischer Spannungsverläufe ... 538
       A.5 ... Korrespondenztabelle wichtiger inverser Laplace-Transformationen ... 539
       A.6 ... Literaturverzeichnis ... 540

  Index ... 543
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Kritik
»Der Python-Kurs ist ein echtes Buch für die Praxis zu NumPy, SciPy und Matplotlib und eignet sich hervorragend für Studium und Beruf.« Ahadesign.eu 202309mehr

Schlagworte

Autor

Dr. Veit Steinkamp hat Elektrotechnik und Deutsch für das Lehramt studiert und dieses Wissen an beruflichen Schulen und Fachhochschulen weitergegeben. Dort hat er E-Technik, Anwendungsentwicklung und Maschinenbautechnik unterrichtet sowie Lehraufträge in Theoretischer Elektrotechnik und den Grundlagen der Elektrotechnik durchgeführt. Die Faszination für Mathematik und das Programmieren gibt er in diesem Buch weiter.Wenn Sie mehr über Veit Steinkamp und seine Python-Bücher erfahren möchten, besuchen Sie seine Webpräsenz auf drsteinkamp.de.