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After providing an in-depth introduction to derivative-free global optimization with various constraints, this book presents new original results from well-known experts on the subject. A primary focus of this book is the well-known class of deterministic DIRECT (DIviding RECTangle)-type algorithms. This book describes a new set of algorithms derived from newly developed partitioning, sampling, and selection approaches in the box- and generally-constrained global optimization, including extensions to multi-objective optimization. DIRECT-type optimization algorithms are discussed in terms of fundamental principles, potential, and boundaries of their applicability. The algorithms are analyzed from various perspectives to offer insight into their main features. This explains how and why they are effective at solving optimization problems. As part of this book, the authors also present several techniques for accelerating the DIRECT-type algorithms through parallelization and implementing efficient data structures by revealing the pros and cons of the design challenges involved. A collection of DIRECT-type algorithms described and analyzed in this book is available in DIRECTGO, a MATLAB toolbox on GitHub. Lastly, the authors demonstrate the performance of the algorithms for solving a wide range of global optimization problems with various constraints ranging from a few to hundreds of variables. Additionally, well-known practical problems from the literature are used to demonstrate the effectiveness of the developed algorithms. It is evident from these numerical results that the newly developed approaches are capable of solving problems with a wide variety of structures and complexity levels. Since implementations of the algorithms are publicly available, this monograph is full of examples showing how to use them and how to choose the most efficient ones, depending on the nature of the problem being solved. Therefore, many specialists, students, researchers, engineers, economists, computer scientists, operations researchers, and others will find this book interesting and helpful.

Mathematical optimization. --- Algorithms. --- Computer software. --- Optimization. --- Mathematical Software.

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Whiteboards, e-Learning, Software zum Konstruieren im Raum und in der Ebene - für den modernen Mathematikunterricht steht eine Vielzahl von Technologien zur Verfügung. Doch wie können diese neuen Möglichkeiten gewinnbringend für den Mathematikunterricht eingesetzt werden?  Welche weiteren Entwicklungen darf man für die nahe Zukunft erwarten? Der Band greift diese Fragen an konkreten Beispielen auf und gibt durch Bezüge zur Unterrichtspraxis Antworten. Dabei werden Anfänger im Bereich der Technologienutzung an die Möglichkeiten einzelner Soft- und Hardwareprodukte Schritt für Schritt herangeführt. Durch tiefergehende Beispiele und die didaktische Diskussion aktueller Entwicklungen finden aber auch fortgeschrittene Nutzer im vorliegenden Band Anregungen, die von den neuen Technologien ausgehen. Der Inhalt Dynamische Geometriesoftware - Interaktive Whiteboards – Netbooks & Tablet PCs - Lernplattformen – Modellieren und Konstruieren im virtuellen Raum - Tabellenkalkulationsporgamme - Technologieeinsatz im fächerübergreifenden Unterricht - grafische Taschenrechner - Augmented Reality und mehr Die Software GeoGebra – SMART Notebook – Algodoo – Moodle – Wikis – Cabri 3D – Archimedes Geo3D – Trimble SketchUp – Tabellenkalkulation – Tinkerplots – Scratch – TI Nspire CAS App – Build AR – Google Earth – Lego®  Mindstorms® NXT und vieles mehr Die Zielgruppen Mathematiklehrerinnen und -lehrer in den Bereichen Realschule und Gymnasium, Lehramtsstudierende und Referendare aller Schularten sowie Dozenten im Bereich der Mathematiklehrerausbildung Die Herausgeber Markus Ruppert, Akademischer Rat a. Z., Universität Würzburg, Lehrstuhl Didaktik der Mathematik Jan Wörler, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Universität Würzburg, Lehrstuhl Didaktik der Mathematik Zahlreiche Beispieldateien und Begleitmaterialien zum Buch sind online verfügbar.

Mathematics. --- Mathematics—Study and teaching . --- Computer software. --- Mathematics, general. --- Mathematics Education. --- Mathematical Software.

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Dieser Band mit Beiträgen aus der nationalen und internationalen Forschung zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. Rolf Biehler (Universität Paderborn) präsentiert wissenschaftliche Arbeiten zum Werkzeugeinsatz beim Lehren und Lernen von Mathematik im Allgemeinen sowie von Statistik und Stochastik im Besonderen. Wie ein roter Faden durchzieht den Festband, wie auch schon das wissenschaftliche Oeuvre von Rolf Biehler, ein breites Verständnis des Begriffs „Werkzeug“ (engl.  „tools“). Die Themen decken das komplette Spektrum der Mathematikdidaktik auf allen Schulstufen sowie auf dem tertiären Sektor ab. Es gibt Beiträge zum Einsatz von Tools in der Grundschule, ebenso wie aus den Sekundarstufen, der Hochschule und der Lehreraus- und -weiterbildung. Im Band werden sowohl Beispiele zum konkreten Einsatz von Werkzeugen im Unterricht aufgezeigt, als auch Studien zur Wirksamkeit von Werkzeugen im Kontext von Mathematiklernen, theoretische Artikel zum Einsatz von Werkzeugen und Neuentwicklungen von Werkzeug-Software vorgelegt. Die Zielgruppen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Lehrende und Studierende der Mathematikdidaktik Die Herausgeber Thomas Wassong, Universität Paderborn, Institut für Mathematik Daniel Frischemeier, Universität Paderborn, Institut für Mathematik Dr. Pascal Rolf Fischer, Universität Kassel, Servicecenter Lehre Prof. Dr. Reinhard Hochmuth, Leuphana Universität Lüneburg, Institut für Mathematik und ihre Didaktik Prof. Dr. Peter Bender, Universität Paderborn, Institut für Mathematik  .

Mathematics. --- Mathematics—Study and teaching . --- Computer software. --- Mathematics, general. --- Mathematics Education. --- Mathematical Software.

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Programming --- Mathematical statistics --- 681.3*G4 --- Mathematical software: algorithm analysis; certification and testing; efficiency; portability; reliability and robustness; verification --- THAID. --- 681.3*G4 Mathematical software: algorithm analysis; certification and testing; efficiency; portability; reliability and robustness; verification --- THAID (Computer program)

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In den Natur-, und Ingenieurwissenschaften haben sich Computeralgebrasysteme wie MuPAD zu einem unentbehrlichen Werkzeug in Lehre und Forschung entwickelt. MuPAD überzeugt dabei durch klare Strukturen, vielfältige Visualisierungsmöglichkeiten und effiziente Berechnungen. Das Buch gibt eine elementare Einführung in die Welt der Computeralgebrasysteme am Beispiel MuPAD. Der Aufbau der Sprache und die wichtigsten Sprachelemente werden an vielen Beispielen demonstriert. Die Beispiele entstammen in der regel aus den mathematischen Grundvorlesungen in Analysis und Lineare Algebra. Auf diese Weise lerne der Leser nicht nur mit MuPAD umzugehen sondern erhält gleichzeitig eine intensive Wiederholung der mathematischen Grundlagen. Das Buch basiert auf MuPAD Pro 4.0.

Matrix theory. --- Algebra. --- Mathematical analysis. --- Analysis (Mathematics). --- Computer software. --- Linear and Multilinear Algebras, Matrix Theory. --- Analysis. --- Mathematical Software.