Paderborner Mathezirkel: Fixpunktiteration und Fixpunktsatz

Online-Workshop der Uni Paderborn für Schülerinnen und Schüler

Veranstaltungsinformationen

Der Paderborner Mathezirkel richtet sich an Schülerinnen und Schüler (Vorkenntnisse Mittelstufenmathematik), die Interesse haben, spannende Mathematik jenseits der Schule kennenzulernen.

Paderborner Mathezirkel: Fixpunktiteration und Fixpunktsatz

Einen Punkt x, in dem f(x) = x für eine Funktion f gilt, nennt man einen Fixpunkt der Funktion f (weil x von f auf sich selbst abgebildet wird, also "fix" bleibt). Z.B. hat f(x) = x^3 zwei Fixpunkte, nämlich x = 1 und x = -1. Fixpunktgleichungen f(x) = x spielen an vielen Stellen in der Mathematik eine wichtige Rolle. Z.B. hilft es manchmal, ein Nullstellenproblem f(x) = 0 in eine Fixpunktgleichung g(x) = x mit einer geeigneten Funktion g (die von f abhängt) umzuwandeln. Dieses ist natürlich nur dann von praktischem Interesse, wenn sich die Nullstelle bzw. der Fixpunkt nicht einfach berechnen lässt. – Bei dem numerischen Verfahren der Fixpunktiteration zur Bestimmung eines Fixpunkts z einer Funktion f werden ausgehend von einem Startwert x_0 mit x_{n+1} = f(x_n), n = 0,1,2,..., nacheinander neue x-Werte berechnet. Es ist zunächst sehr überraschend, dass die Fixpunktiteration x_{n+1} = f(x_n), n = 0,1,2,..., unter geeigneten Voraussetzungen an f und für einen hinreichend guten Startwert x_0 mit wachsendem n durch x_{n+1} = f(x_n) immer bessere Näherungswerte für den Fixpunkt z liefert! Unter welchen Voraussetzungen das passiert, erklärt der Fixpunktsatz, der auch bewiesen wird. Wir wenden die Fixpunktiteration für verschiedene Beispiele an und untersuchen diese sowohl experimentell (Anwenden des Verfahrens) als aus theoretisch. – Die Programmierung der Fixpunktiteration erfolgt mit Excel-Tabellenkalkulation, d.h. du solltest Excel bzw. ein vergleichbares Programm zur Verfügung haben.

Informationen

BeginnDer Beginn ist um 10:00 Uhr, aber es ist sinnvoll, ein paar Minuten früher zu kommen, damit bis um 10:00 Uhr alles mit der Anmeldung mit Audio und Mikrofon richtig funktioniert.
EinlassDie Videokonferenz ist ab 9:45 Uhr geöffnet.
AnmeldungBitte vorab bis zum 13.06.2023 mit dem Anmeldeformular von unserer Webseite anmelden. Die Materialien und die Zugangsdaten zu dem Online-Treffen mit der Videokonferenz-Software BigBlueButton werden in der Regel am Mittwoch vor dem Treffen per E-Mail verschickt.

Eintritt

Die Teilnahme ist kostenlos.