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This book focuses on the theoretical aspects of calculus. The book begins with a chapter on set theory before thoroughly discussing real numbers, then moves onto sequences, series, and their convergence. The author explains why an understanding of real numbers is essential in order to create a foundation for studying analysis. Since the Cantor set is elusive to many, a section is devoted to binary/ternary numbers and the Cantor set. The book then moves on to continuous functions, differentiations, integrations, and uniform convergence of sequences of functions. An example of a nontrivial uniformly Cauchy sequence of functions is given. The author defines each topic, identifies important theorems, and includes many examples throughout each chapter. The book also provides introductory instruction on proof writing, with an emphasis on how to execute a precise writing style.

This book explores fractional differential equations with a fixed point approach. The authors highlight the existence, uniqueness, and stability results for various classes of fractional differential equations. All of the problems in the book also deal with some form of of the well-known Hilfer fractional derivative, which unifies the Riemann-Liouville and Caputo fractional derivatives. Classical and new fixed point theorems, associated with the measure of noncompactness in Banach spaces as well as several generalizations of the Gronwall's lemma, are employed as tools. The book is based on many years of research in this area, and provides suggestions for further study as well. The authors have included illustrations in order to support the readers'understanding of the concepts presented. Includes illustrations in order to support readers understanding of the presented concepts · Approaches the topic of fractional differential equations while employing fixed point theorems as tools · Presents novel results, which build upon previous literature and many years of research by the authors

This book covers problems involving a variety of fractional differential equations, as well as some involving the generalized Hilfer fractional derivative, which unifies the Riemann-Liouville and Caputo fractional derivatives. The authors highlight the existence, uniqueness, and stability results for various classes of fractional differential equations based on the most recent research in the area. The book discusses the classic and novel fixed point theorems related to the measure of noncompactness in Banach spaces and explains how to utilize them as tools. The authors build each chapter upon the previous one, helping readers to develop their understanding of the topic. The book includes illustrated results, analysis, and suggestions for further study.

Ulam Stability of Operators presents a modern, unified, and systematic approach to the field. Focusing on the stability of functional equations across single variable, difference equations, differential equations, and integral equations, the book collects, compares, unifies, complements, generalizes, and updates key results. Whenever suitable, open problems are stated in corresponding areas. The book is of interest to researchers in operator theory, difference and functional equations and inequalities, differential and integral equations. - Allows readers to establish expert knowledge without extensive study of other books - Presents complex math in simple and clear language - Compares, generalizes and complements key findings - Provides numerous open problems

Der vorliegende Band stellt den zweiten Teil eines Analysis-Kurses für Studenten der Mathematik und Physik dar. Das erste Kapitel befaßt sich mit der Differentialrechnung von Funktionen mehrerer reeller Veränderlichen. Nach einer Einführung in die topalogischen Grundbegriffe werden Kurven im IRn, partielle Ableitungen, totale Differenzierbarkeit, Taylorsche Formel, Maxima und Minima, implizite Funktionen und parameterabhängige Integrale behandelt. Das zweite Kapitel gibt eine kurze Einführung in die Theorie der gewöhnlichen Differentialgleichungen. Nach dem Beweis des allgemeinen Existenz- und Eindeutigkeitssatzes und der Besprechung der Methode der Trennung der Variablen wird besonders auf die Theorie der linearen Differentialgleichungen eingegangen. Wie im ersten Band wurde versucht, allzu große Abstraktionen zu vermeiden und die allgemeine Theorie durch viele konkrete Beispiele zu erläutern, insbesondere solche, die für die Physik relevant sind. Bei der Bemessung des Stoffumfangs wurde berücksichtigt, daß die Analysis 2 meist in einem Sommersemester gelesen wird, in dem weniger Zeit zur Verfugung steht als in einem Wintersemester. Wegen der Kürze des Sommersemesters ist nach meiner Meinung eine befriedigende Behandlung der mehrdimensionalen Integration im 2. Semester nicht möglich, die besser dem 3. Semester vorbehalten bleibt. Dies Buch ist entstanden aus der Ausarbeitung einer Vorlesung, die ich im Sommer­ semester 1971 an der Universität Regensburg gehalten habe. Die damalige Vor­ lesungs-Ausarbeitung wurde von Herrn R. Schimpl angefertigt, dem ich hierfür meinen Dank sage.

In the last few decades the theory of ordinary differential equations has grown rapidly under the action of forces which have been working both from within and without: from within, as a development and deepen­ ing of the concepts and of the topological and analytical methods brought about by LYAPUNOV, POINCARE, BENDIXSON, and a few others at the turn of the century; from without, in the wake of the technological development, particularly in communications, servomechanisms, auto­ matic controls, and electronics. The early research of the authors just mentioned lay in challenging problems of astronomy, but the line of thought thus produced found the most impressive applications in the new fields. The body of research now accumulated is overwhelming, and many books and reports have appeared on one or another of the multiple aspects of the new line of research which some authors call'qualitative theory of differential equations'. The purpose of the present volume is to present many of the view­ points and questions in a readable short report for which completeness is not claimed. The bibliographical notes in each section are intended to be a guide to more detailed expositions and to the original papers. Some traditional topics such as the Sturm comparison theory have been omitted. Also excluded were all those papers, dealing with special differential equations motivated by and intended for the applications.

Das vorliegende WTB stellt eine Einführung in die Theorie der asymptotischen Methoden zur Lösung von Differentialgleiehungsproblemen dar. Mit den Grund­ fragen dieser Problematik beschäftigte man sich bereits in der zweiten Hälfte des vorigen Jahrhunderts. In den letzten 20 Jahren haben wichtige Anwendungsfälle der Physik und Technik das Studium der asymptotischen Methoden wieder in den Mittelpunkt des Interesses ge­ rückt und Anlaß zur Ausarbeitung einer nunmehr an­ wendungsreifen Theorie gegeben. Zur stärkeren Nutzung dieser Methoden kommt es gegenwärtig darauf an, sie in ihren Grundzügen einem breiteren Kreis von Anwendern zugänglich zu machen. Diese Aufgabe soll das WTB er­ füllen. Es wendet sich daher vorwiegend an in der Praxis tätige Ingenieure, Physiker und Mathematiker. In der Ausbildung kann es zur Gestaltung von Seminaren dienen. Da die exakte Lösung von Differentialgleichungen nur in Sonderfällen gelingt, besitzen die Näherungsmethoden eine große Bedeutung. Im wesentlichen unterscheidet man numerische und asymptotische Näherungsmethoden. Bei der angenäherten Lösung von Differentialgleichungs­ problemen haben sich die numerischen Methoden im all­ gemeinen bewährt. Benutzt man sie jedoch zur approxi­ mativen Berechnung der Lösungen von Differential­ gleichungen in Umgebung von Singularitäten, so werden sie meistens instabil. Bei derartigen Problemen sind die asymptotischen Näherungsmethoden geeigneter. Aus methodischen Gründen wurde eine der Zielstellung dieses WTB entsprechende einfache Darstellung gewählt.

Das vorliegende Lehrprogrammbuch, das aus einem Darbietungs- und einem Übungsprogramm besteht, gibt eine Einführung in die Differential­ rechnung. Es wendet sich sowohl an solche Leser, die bereits Kenntnisse über diesen Stoff besitzen und ihn festigen und vertiefen wollen, wie auch an solche Leser, die über keine Kenntnisse aus der Differentialrechnung verfügen. In Abhängigkeit von seinen Vorkenntnissen kann jeder Leser selbst bestimmen, welche Teile des Buches er zu studieren hat. Allen denjenigen, die durch wertvolle Hinweise und Anregungen zur Ge­ staltung des Buches beitrugen, sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Unser besonderer Dank gilt den Mitarbeitern des Forschungszentrums für Theorie und Methodologie der Programmierung der Karl-Marx-Universität Leipzig für die großzügige Unterstützung während der Erarbeitung des Lehrprogrammbuches sowie dem Verlag für das verständnisvolle Entgegen­ kommen bei der Drucklegung. Wir hoffen, daß das vorliegende Lehrpro­ grammbuch sich unter den Direkt-und Fernstudenten naturwissenschaft­ licher, ökonomischer, pädagogischer und technischer Studienrichtungen sowie unter den Lehrenden zahlreiche Freunde erwerben wird. Das Programm entstand unter Betreuung von Dr. sc. H. Lohse, Leipzig.

Wie der Titel sagt, will dies Buch in die Lehre von den Differential­ gleichungen einführen. In der Theorie spielt die Auffindung geschlos­ sener Ausdrücke für die Integrale eine geringe Rolle, denn meist kann man die Eigenschaften dfr Lösungen leichter an der Differential­ gleichung selbst als an expliziten Ausdrücken ablesen. Die Untersuchung der Natur der Lösungen ist aber die Aufgabe der Theorie. Dement­ sprechend gebe ich schon in der Einleitung im einfachsten Fall einer gewöhnlichen Differentialgleichung dy dx = j(x, y) Existenz- und Unitätssatz unter der Annahme einer LIPSCHITZ­ Bedingung für j (x, y). So geht der Leser schon mit einem gewissen Kenntnisstand über Differentialgleichungen an die systematische Dar­ stellung heran, die mit § 1 anhebt. Dieser Abschnitt klärt Existenz­ probleme und Fragen über die Gesamtheit aller Lösungen für alle gewöhnlichen Differentialgleichungen, bei denen die Ableitungen stetig von der unabhängigen Variablen und den unbekannten Funktionen abhängen. § 1 ist sehr ausführlich gehalten, da er die Grundlage alles Weiteren ist. Der § 2 wendet die gewonnenen Einsichten auf einige wichtige Typen von Differentialgleichungen an. Der § 3 ist einer ein­ dringlichen Darstellung der stationären Differentialgleichungen ge­ widmet, bei denen die Ableitungen nur von den unbekannten Funk­ tionen abhängen. Daran anschließend ergibt sich auch einiges bei Differentialgleichungen, deren stationärer Charakter durch den Zutritt relativ kleiner auch von der unabhängigen Veränderlichen abhängiger Glieder gestört ist.

§ 1. VORSTELLUNG DES ZAHLENGEBIETES Wir konnen jede ganze Zahl bildlich oder geometrisch darstellen. Nehmen wir zum Beispiel eine Linie von beliebiger Lange an, und auf derselben einen Punkt o. So konnen wir die Zahl eins so darstellen, indem wir eine beliebige konstante Lange auf dieser vom Nullpunkt aus nach rechts auftragen. Dieses Stuck reprasen­ tirt uns also die Zahl eins. Wollen wir die Zahl 2 geometrisch darstellen, so wissen wir, dass 2 = 1 + 1 ist. Wir haben also nur die Einheit zweimal vom Nullpunkt aus aufzutragen, oder von 1 aus noch einmal und erhalten das geometrische Bild der Zahl 2. Urn das Bild der Zahl 3 zu erhalten, konnen wir unsere Langeneinheit dreimal vom Nullpunkt aus auftragen. Ebenso k- nen wir 4,5,6,7,8... bis bildlich darstellen. Wollen wir hingegen eine gebrochene Zahl geometrisch darstellen, zum Beispiel t, so waren wir dies mit unsern Langeneinheiten 7 3 3 nicht imstande, denn 4 = 14'und 4 ist eine Grosse, die kleiner ist als 1. Wir mussen daher unsere Lange in noch klei­ nere Theile eintheilen und zwar in Viertel. Dann sind wir erst 7 imstande, 4 geometrisch darzustellen.

Introduction to Functional Equations grew out of a set of class notes from an introductory graduate level course at the University of Louisville. This introductory text communicates an elementary exposition of valued functional equations where the unknown functions take on real or complex values. In order to make the presentation as manageable as p

On Functions and Functional Equations introduces the main topics in iteration theory and the theory of functional equations with emphasis on applications in the fields of mathematics, physics, biology, chemistry, and electronics and mechanical engineering. The book contains many classical results as well as important, more recent results. It also includes numerous exercise and some problems that have yet to be resolved. The book is accessible to readers having a secondary level mathematical education.

On Applications and Theory of Functional Equations focuses on the principles and advancement of numerical approaches used in functional equations. The publication first offers information on the history of functional equations, noting that the research on functional equations originated in problems related to applied mathematics. The text also highlights the influence of J. d'Alembert, S. D. Poisson, E. Picard, and A. L. Cauchy in promoting the processes of numerical analyses involving functional equations. The role of vectors in solving functional equations is also noted. The book ponders on the international Fifth Annual Meeting on Functional Equations, held in Waterloo, Ontario, Canada on April 24-30, 1967. The meeting gathered participants from America, Asia, Australia, and Europe. One of the topics presented at the meeting focuses on the survey of materials dealing with the progress of approaches in the processes and methodologies involved in solving problems dealing with functional equations. The influence, works, and contributions of A. L. Cauchy, G. Darboux, and G. S. Young to the field are also underscored. The publication is a valuable reference for readers interested in functional equations.

Optimal Control of Differential and Functional Equations presents a mathematical theory of deterministic optimal control, with emphasis on problems involving functional-integral equations and functional restrictions. The book reviews analytical foundations, and discusses deterministic optimal control problems requiring original, approximate, or relaxed solutions. Original solutions involve mathematicians, and approximate solutions concern engineers. Relaxed solutions yield a complete theory that encompasses both existence theorems and necessary conditions. The text also presents general optimal control problems, optimal control of ordinary differential equations, and different types of functional-integral equations. The book discusses control problems defined by equations in Banach spaces, the convex cost functionals, and the weak necessary conditions for an original minimum. The text illustrates a class of ordinary differential problems with examples, and explains some conflicting control problems with relaxed adverse controls, as well as conflicting control problems with hyper-relaxed adverse controls. The book is intended for mature mathematicians, graduate students in analysis, and practitioners of optimal control whose primary interests and training are in science or engineering.