Titel
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Maple

Maple ist ein sehr mächtiges wissenschaftlich-mathematisches Computeralgebrasystem; seine Funktionen umfassen u.a.:

Maple bildet zusammen mit Mathematica, Macsyma und MuPAD die Spitzenklasse mathematischer Anwendungsprogramme. Für nahezu jedes Problem existieren in Maple Lösungsmöglichkeiten. Das Programm hält sich in der Regel an die gewohnten mathematischen Schreibweisen, so dass es nicht sonderlich schwierig ist, sich einzuarbeiten. Darüber hinaus kann das Arbeiten mit Maple sehr viel Spaß bereiten und das 'Feingefühl' für die Mathematik ganz erheblich fördern. Nicht umsonst hält Maple verstärkt Einzug in Schulen und Universitäten, wobei die Lehre nur einen der vielen Anwendungsschwerpunkte dieses Systemes darstellt.

Zweck und Aufbau dieses Buches

Dieser Grundeinstieg soll Sie durch eine Vorstellung der verschiedenen elementaren Befehle und Funktionen in kurzer Zeit mit dem Umgang mit Maple vertraut machen. Der Text zeigt die außerordentlichen Fähigkeiten und Einsatzmöglichkeiten des Programmes auf, geht hierbei aber nicht allzu sehr in die Tiefe, da dieses für den Einstieg in Maple nur hinderlich wäre. Zumeist werden die einzelnen Befehle kurz in ihrer Funktion und Syntax vorgestellt und ihr Einsatz anhand einfacher, verständlicher, größtenteils im Kopf nachvollziehbarer und vor allem übersichtlicher Beispiele demonstriert. Am Ende eines jeden Kapitels werden die zuvor vorgestellten Befehle und ihre Syntax tabellarisch aufgeführt.

Maple arbeitet kommandozeilenorientiert, d.h. Anweisungen werden generell über eine Eingabezeile erfasst. Es ist daher notwendig, dass der Einsteiger die Syntax elementarer Befehle und den generellen Umgang mit Maple erlernt, auch wenn dieses anfangs ein wenig Zeit und Geduld erfordern wird. Der Aufwand lohnt sich allemal.

In das Buch sind sowohl die eigenen Erfahrungen des Autors mit anfänglichen Problemen bei der Anwendung Maples als auch die einiger Dozenten, die an Schulen und Universitäten in der Bundesrepublik Deutschland und den Vereinigten Staaten von Amerika Maple-Kurse durchführen, eingeflossen.

Das Buch beschreibt die Anwendung von Maple 7 unter dem Betriebssystem MS Windows, es lässt sich aber aufgrund der 100%igen Kompatibilität der Befehle und Programmiersprache sowie der durch Maple erzeugten Dateien auch für alle anderen Betriebssystemversionen von Maple 7 verwenden. Da sich Maple 6 kaum von Maple 7 unterscheidet, kann das Buch auch für Maple 6 fast uneingeschränkt eingesetzt werden.

Auf Unterschiede zu den Vorgängerversionen Maple V Release 3 bis Maple 6 wird in den Kapiteln eingegangen, so dass der Anwender leicht auf Maple 7 umsteigen kann.

Das Buch ist dreigeteilt:

Teil 1 - Mathematik mit Maple - macht Sie mit dem Computeralgebrasystem bekannt, erklärt, wie Problemstellungen der Algebra, Analysis inkl. Differentialgleichungen, linearen Algebra, analytischen Geometrie, Statistik und Kombinatorik zu lösen sind, erläutert die Erstellung von Graphiken und beschäftigt sich mit typischen Fehlern, die dem Anfänger zum Beginn der Arbeit mit Maple unterlaufen können.

Teil 2 - Die Programmiersprache Maple - beschreibt Sprachkonstrukte wie Bedingungen und Schleifen, Datenstrukturen, die Erstellung eigener Prozeduren und Maple-Bibliotheken sowie von Online-Hilfeseiten.

Die Anhänge enthalten diverse Übersichten, das System Maple betreffende Informationen, Installationsanleitungen für Maple Library Updates und Pakete sowie Maple im Internet.

Die dem Buch beiliegende CD-ROM enthält Arbeitsblätter zu allen im Buch enthaltenen Beispielen, sowie diverse andere Dateien und Pakete. Beachten Sie, dass das Urheberrecht an dem auf der CD-ROM befindlichen Material bei den jeweiligen Schöpfern verbleibt, die Dateien nur für den persönlichen Gebrauch genutzt und nicht an Dritte weitergegeben bzw. zugänglich gemacht werden dürfen.

Die 2. Auflage

An dieser Stelle möchte ich den vielen Lesern der ersten Auflage danken, dass sie diesem Buch zu einem Erfolg verholfen und in einigen Fällen auch Feedback und Anregungen hierfür gegeben haben.

Die nun vorliegende 2. Auflage entstand zwischen April 2000 und September 2001 in einer beruflich sehr interessanten - wenn auch anstrengenden Zeit - und wurde um je ein Kapitel über Beschreibende Statistik und die in Maple 6 eingeführten Module ergänzt. Darüber hinaus wurden die meisten Kapitel überarbeitet und teilweise deutlich erweitert, wobei hier im Vordergrund stand, das Wissen zu den einzelnen Themengebieten in einer kompakten Form zu vermitteln.

Kapitel 3 enthält nun umfassende Informationen zum Umgang mit Maple-Datenstrukturen, die Ihnen die tägliche Arbeit erleichtern werden.

Die Befehle simplify, combine und collect werden in Kapitel 4 in all Ihren Fassetten und Variationen beschrieben. Ebenso werden die in Maple 7 eingeführten Pakete RealDomain (für rein reelle Berechnungen) sowie Units (naturwissenschaftliche Maßeinheiten) vorgestellt.

Kapitel 5 über Graphiken wurde um viele Tabellen, die die verschiedenen Plotoptionen übersichtlich darstellen, ergänzt.

In Kapitel 6 werden nun auch Fourier-Reihen und die Ableitung von Vektoren behandelt. Ferner wird die Lösung von Differentialgleichungen eingehender erläutert, abgerundet um numerische Lösungsverfahren und Reihenentwicklungen.

Der Integration numerischer NAG-Routinen in Maple trägt Kapitel 7 Rechnung. Das für die Lineare Algebra neu eingeführte Paket LinearAlgebra mit effizienteren Algorithmen wird anstatt linalg erklärt; der Ermittlung von Eigenwerten und -vektoren und der Analytischen Geometrie mehr Platz eingeräumt.

In die Kapitel über die Programmiersprache Maple sind die Erfahrungen, die der Autor in den letzten vier Jahren bei der Erstellung von Prozeduren und Paketen sammeln konnte, eingeflossen. Hierzu gehören vor allem ausführlichere Beschreibungen der vorhandenen Datenstrukturen sowie die Dokumentation der nach Maple V Release 4 eingeführten Module, der Ausnahmebehandlung und des Lexical Scoping. Das Kapitel über die Erstellung von Paketen wurde komplett neu geschrieben und die Möglichkeiten zum Einlesen und Erstellen von Dateien umfassender erläutert.

Danksagungen

Folgenden Personen bin ich zu besonderem Dank für Ihre langjährige Unterstützung für das Buchprojekt verpflichtet:

Die nun genannten Personen haben ihre Erfahrungen mit der Durchführung von Maple-Kursen an Schulen und Universitäten beigetragen: Ferner danke ich: Folgende Personen unterhalten meine WebSite "Maple bilingual": Meinen Lektoren Irmela Wedler und Martin Reck möchte ich für ihre Geduld aufgrund der Verzögerungen und ihre Unterstützung danken.

Dörte Vollstedt gehört mein Dank für ihren ständigen Antrieb und eine schöne Zeit.

Kiel im September 2001

Alexander Walz

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Author: Alexander F. Walz, alexander.f.walz@t-online.de
Original file location: http://www.math.utsa.edu/mirrors/maple/mplbuchR7_4.htm