| Vorlesungsskript
Vorwort (August 2010):
Das Skript ist als Textversion meiner Vorlesung " Mathematik
für Physiker" in den Studienjahren 1998/1999 und 1999/2000
entstanden. Bei der Stoffauswahl und der Darstellung habe ich
mich konsequent darum bemüht, die Substanz der ja ganz
klassischen Themen herauszuarbeiten. Daß dabei so manches
gewohnheitsmäßig zum Stoff gezählte Detail
auf der Strecke geblieben ist, bedaure ich nicht: die Vorlesung
ist dadurch entrümpelt.
Der Substanz den Vorrang vor den Ausschmückungen zu geben,
dieses Prinzip hat sich auch bewährt, als ich später
die entsprechende einjährige Grundvorlesung für
Mathematikstudenten gehalten habe; daher jetzt der Zusatz im
Titel. Der nicht der Physik zugetane Student mag sich zwar an der
Vielzahl von physikalischen Beispielen stören, aber diese
sind zumeist ohnehin nicht durch vergleichbare aus anderen
Anwendungsfächern zu ersetzen.
In einem Anhang zum Skript habe ich Material zusammengestellt,
das alternative Versionen des Kurses erlaubt. Da sind
zunächst die Abschnitte 30 1/3 und 30 2/3 zur
Maßtheorie. Die Entscheidung, das lebesguesche Maß
und Integral in der einführenden Vorlesung axiomatisch zu
begründen und die Konstruktion einer Vorlesung über
Maßtheorie zu überlassen, halte ich auch für
Mathematikstudenten für richtig. Je nach äußeren
Vorgaben habe ich das aber auch anders gemacht; die genannten
Abschnitte ersetzen dann, entsprechend der Numerierung
eingeschoben, Teile der Abschnitte 31 und 33.
Mathematikstudenten sollten sich nicht nur mit dem Satz von der
lokalen Umkehrabbildung befassen, sondern auch mit dessen Beweis in
Abschnitt 35 1/2, einem schönen Lehrbeispiel für eine
schon etwas komplexere Beweisaufgabe. Noch einige Ergänzungen
findet im Anhang der sehr knapp gehaltenene Abschnitt 43 über
höhere Ableitungen. --- Natürlich muß aus
Zeitgründen jede Erweiterung durch Kürzung an anderer
Stelle kompensiert werden. Eine solche Kürzungsmöglichkeit
besteht darin, auf Abschnitt 44 mit seinen Morse-Punkten zu
verzichten und sich mit der hausbackeneren Version 44 E über
lokale Extrema zu begnügen.
Zahlreiche Schreib- und andere Fehler im Skript konnte ich aufgrund
von Hinweisen aufmerksamer Leser berichtigen, von denen ich Thorsten
Fütterer und Martin Busley nennen möchte.
Inhalt:
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1. Mengen und Abbildungen |
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2. Zahlen |
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3. Konvergente Zahlenfolgen |
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4. Cauchy-Folgen |
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5. Reihen |
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6. Abzählbare Mengen |
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7. Stetige Funktionen |
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8. Stetige Funktionen auf Intervallen |
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9. Grenzwerte von Funktionen |
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10. Komplexe Zahlen, Grenzwerte und Funktionen |
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11. Potenzreihen |
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12. Die Exponentialfunktion |
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13. Differenzieren |
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14. Der Mittelwertsatz |
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15. Analytische Funktionen |
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16. Taylor-Reihen |
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17. Vektorräume |
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18. Basen |
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19. Karten und Matrizen |
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20. Der Gaußsche Algorithmus |
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21. Lineare Gleichungen |
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22. Die Determinante |
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23. Reelle und komplexe Vektorräume |
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24. Lineare Endomorphismen |
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25. Euklidische Vektorräume |
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26. Orthogonale Abbildungen und Komplemente |
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27. Dualraum und Skalarprodukt |
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28. Normale Endomorphismen |
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29. Reelle quadratische Formen |
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30. Stetige Funktionen in mehreren Variablen |
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31. Integrieren |
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32. Integral und Limes |
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33. Mehrdimensionale Maße und Integrale |
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34. Differenzieren in mehreren Variablen |
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35. Diffeomorphismen |
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36. Differenzierbare Karten und Untermannigfaltigkeiten
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37. Tangentialvektoren |
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38. Pfaffsche Formen |
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39. Alternierende Multilinearformen |
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40. Differentialformen |
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41. Das Cartansche Differential |
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42. Differentialformen und Integral |
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43. Höhere Ableitungen in mehreren Variablen |
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44. Morse-Punkte |
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30 1/3 Messen |
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30 2/3 Vom Maß zum Integral |
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35 1/2 Zum Satz von der lokalen Umkehrung |
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43 1/2 Höhere Ableitungen in mehreren Variablen (Ergänzungen)
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44 E Lokale Extrema |
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