Bøger udgivet af Springer Spektrum

Dieses Buch erleichtert Ihnen den Einstieg in das eigenständige Lösen von Aufgaben zur Algebra, indem es Ihnen nicht einfach nur Aufgaben mit Lösungen, sondern vor allem auch Hinweise zur Lösungsfindung und ausführliche Motivationen bietet.Damit ist das Werk ideal geeignet zur Prüfungsvorbereitung, wenn Sie ein tieferes Verständnis der Algebra entwickeln wollen oder wenn Sie sich gerne an kniffligen Aufgaben einer faszinierenden mathematischen Disziplin versuchen.In den mehr als 300 Aufgaben unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade durchleuchten wir die grundlegenden algebraischen Strukturen Gruppen, Ringe und Körper, wie sie typischerweise in einer Anfängervorlesung für Mathematikstudierende behandelt werden.Vielfach berufen wir uns in den Lösungen auf Sätze, Lemmata und Korollare der 6. Auflage des Buches Algebra, Gruppen -Ringe - Körper von Ch. Karpfinger. Der AutorPD Dr. Christian Karpfinger lehrt an der Technischen Universität München; 2004 erhielt er den Landeslehrpreis des Freistaates Bayern.

In ihrem Buch beschäftigt sich Nina Flottmann mit Lösungsstrategien, die Kinder beim Modellieren ausgewählter Fermi-Aufgaben wählen und anwenden, als auch mit den kooperativen Mustern, die beim Lernen am gemeinsamen Gegenstand abbildbar sind. Im Zentrum stehen dabei die konzeptionellen Eckpfeiler des bildungspolitisch begründeten Anspruchs des Von- und Miteinanderlernens, als auch der inklusive Mathematikunterricht und seine wissenschaftliche Rahmung, die Wahl von geeigneten Aufgaben für den Mathematikunterricht und das Postulat des Lernens am gemeinsamen Gegenstand. Die Arbeit ist an der Schnittstelle von Mathematikdidaktik und Erziehungswissenschaft zu verorten und nimmt die zunehmende Heterogenität der Schüler*innen zum Ausgangspunkt.

Die Simulation des menschlichen Herzens, die Vorhersage des morgigen Wetters, die Optimierung der Aerodynamik eines Segelboots, die Suche nach der idealen Garzeit für einen Hamburger: Bei der Lösung dieser Probleme können Kardiologen, Meteorologen, Sportler und Ingenieure auf mathematische Hilfe zählen. Dieses Buch führt Sie zur Entdeckung einer magischen, aus Gleichungen bestehenden Welt, die für eine Vielzahl von wichtigen Problemen unseres Lebens nützliche Antworten liefern können.Die Übersetzung wurde mit Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt. Eine anschließende menschliche Überarbeitung erfolgte vor allem in Bezug auf den Inhalt.

Food is a means of life. The way it is produced affects us all. Largely unnoticed by the public, a system of the agricultural and food industry has developed in recent decades that supplies us with an abundance of food at excessively low prices. However, the undesirable side effects and external costs of this system have long been ignored. Enormous environmental and climate impacts, loss of biodiversity, animal welfare problems and the continuing death of farms only inadequately describe the true extent of the harmful effects. In the interests of the public welfare, these can no longer be tolerated. However, the complexity of the issues and the diversity of vested interests stand in the way of simple solutions. This professional book provides a comprehensive systemic analysis from very different perspectives and explains how this development has come about. It shows what fundamental changes are needed in all areas in order to find a way out of the destructive pursuit ofcost minimisation through evidence-based quality production. Professionals in the agricultural and food industry and the scientific disciplines involved, including veterinary medicine, as well as decision-makers in political institutions, professional associations and NGOs can use this knowledge to redesign the food sector for the future.

Dieses Buch trägt der enormen Bedeutung der Evolutionstheorie als Bestandteil einer aufgeklärten Bildung und eines modernen Selbst‐ und Weltverständnisses Rechnung. Die Evolutionstheorie zählt zu den bedeutendsten naturwissenschaftlichen Theorien, wurde aber wie kaum eine andere Theorie kontrovers diskutiert und ideologisch missbraucht. Eine wirksame Vermittlung der Evolutionstheorie muss dieser enormen Bedeutung und den Voraussetzungen der Lernenden gerecht werden. Expertinnen und Experten aus der fachwissenschaftlichen und fachdidaktischen Forschung sowie der Unterrichtspraxis stellen in 31 Beiträgen Fachkonzepte zur Evolutionstheorie und lebensweltliche Vorstellungen von Lernenden dar, die dann nach dem Modell der "Didaktischen Rekonstruktion" aufeinander bezogen werden. Bei dieser didaktischen Strukturierung werden lebensweltliche Vorstellungen von Lernenden als Lernchance genutzt, um davon ausgehend fachlich angemessene Konzepte zu vermitteln. Die Beiträge berücksichtigen die Teilgebiete der Evolutionstheorie sowie die Besonderheiten verschiedener Schulstufen, die Kontroversen um die Evolutionstheorie und außerschulische Lernorte. Sie richten sich an Forschende aus der Fachdidaktik ebenso wie an Lehrpersonal in Schule, Hochschule und Lehrkräfteausbildung.

Strukturgussbauteile aus Aluminium nehmen in Zeiten der Elektromobilität und immer weiter steigender Fahrzeuggewichte einen hohen Stellenwert in der Automobilindustrie ein. Besonders hochfeste Legierungen bieten dabei die Möglichkeit, Wandstärke zu reduzieren, den Leichtbau voranzutreiben und wertvolle Ressourcen zu schonen. Diese weisen dabei allerdings zumeist einen spröden Charakter auf, wodurch ihr Einsatzspektrum stark begrenzt ist. Das Ziel dieses Buches ist es, die Verformbarkeit hochfester Aluminium-Silizium-Druckgusslegierungen zu verbessern, ohne sonstige Eigenschaften negativ zu beeinträchtigen. Hierzu wird ein umfassendes Grundverständnis zur Reduktion intermetallischer Phasen geschaffen, sowie die Rolle unterschiedlichster Legierungselemente bei der Entstehung von Formkleben und ihr Einfluss auf Gießbarkeit, Festigkeit und Duktilität analysiert. Auf Basis der erarbeiteten Erkenntnisse wird eine optimierte Strukturgusslegierung vorgestellt, welche bis zu 40 % höhere Bruchdehnungen erreicht und ein Vordringen in bisher unerreichte Festigkeiten eröffnet.

Actinomycetes are a group of Gram-positive bacteria of which many representatives are prominent for being prolific producers of bioactive natural products including antibiotics, fungicides, antitumor agents, or immunosuppressants. SARP transcriptional regulators are widely distributed among actinomycetes, especially in streptomycetes and are known to activate antibiotic biosynthesis. The set of genes responsible for the production of natural products, including pathway specific transcriptional regulators such as SARPs, are typically located in contiguous regions of the genome known as "biosynthetic gene clusters" (BGCs). In this book, Oona Rössler reports on the activation of antibiotic BGCs in selected actinomycetes strains upon heterologous expression of the SARP-type regulator PapR2 from Streptomyces pristinaespiralis. Applying a bioinformatic screening for the abundance of SARP genes and SARP consensus sequences as part of BGCs, the author has selected actinomycetes candidate strains from the DSMZ strain collection for heterologous SARP expression. It is shown that overexpression of papR2 increased the production of predominantly unknown antimicrobial compounds in more than half of the selected actinomycetes strains, as observed by bioassays against different microbial test strains including bacteria and fungi.

Die Entwicklung pflanzlicher Lebensmittelalternativen ist eines der am schnellsten fortschreitenden Gebiete in unserem modernen Ernährungssystem. Viele Verbraucher*innen reduzieren den Konsum von tierischen Lebensmitteln und greifen vermehrt zu pflanzlichen Alternativen. Die Lebensmittelindustrie greift dieses Konsummuster auf und bietet zunehmend innovative pflanzliche Alternativprodukte an. Die Entwicklung und Herstellung dieser alternativen Lebensmittel geht jedoch mit großen Herausforderungen einher, da viele tierische Lebensmittel aus sehr komplexen Strukturen mit hochfunktionellen Inhaltsstoffen bestehen. Eine wissenschaftliche Herangehensweise ist daher eine wesentliche Voraussetzung, um pflanzliche Lebensmittelalternativen mit einer hohen Verbraucherakzeptanz und hohem Nährwert zu entwickeln.Dieses Fachbuch beschreibt die Wissenschaft und Technologie von pflanzlichen Lebensmittelalternativen. Leser*innen erhalten einen Überblick über die verwendeten Zutaten und Verarbeitungsprozesse sowie über die wichtigsten Ernährungs- und Qualitätsmerkmale spezifischer pflanzlicher Lebensmittelkategorien wie Alternativen zu Milch und Milchprodukten, Eiern und Eiprodukten sowie Fleisch und Meeresfrüchten. Fachkräfte mit Bezug zur Lebensmitteltechnologie können dieses grundlegende Wissen nutzen, um die nächste Generation gesünderer und nachhaltigerer pflanzlicher Lebensmittelalternativen herzustellen.

Interatomic energy transfer phenomena caused by efficient long-range electron correlations are among the most studied processes in atomic physics today. They can provide important insights into the interaction dynamics of single atomic species with their environment in more complex systems. Part I of this book covers fundamental aspects of two interatomic ionization processes relying on the efficient transfer of electronic energy via long-range electron correlations between two spatially well-separated atomic species with an emphasis on the influence of relativistic effects on ionization. Part II of this book deals with an application of interatomic energy transfer in antimatter physics, investigating attachment mechanisms for the production of substantial amounts of the positive ion of antihydrogen in view of experiments on the free-fall of antihydrogen currently planned at CERN.

Maximilian Klein analyses nested Monte Carlo simulations for the approximation of conditional expected values. Thereby, the book deals with two general risk functional classes for conditional expected values, on the one hand the class of moment-based estimators (notable examples are the probability of a large loss or the lower partial moments) and on the other hand the class of quantile-based estimators. For both functional classes, the almost sure convergence of the respective estimator is proven and the underlying convergence speed is quantified. In particular, the class of quantile-based estimators has important practical consequences especially for life insurance companies since the Value-at-Risk falls into this class and thus covers the solvency capital requirement problem. Furthermore, a novel non parametric confidence interval method for quantiles is presented which takes the additional noise of the inner simulation into account.

Dieses Open-Access-Buch präsentiert aktuelle Erkenntnisse einer Schwerpunkttagung zum Reflektieren über die Natur der Naturwissenschaften (Nature of Science). Sie erfahren weiterführende Ideen durch neue theoretische und damit innovative Forschungsansätze von Expert*innen der Didaktik der Biologie. Ergänzend finden Sie konkrete Vorschläge zur Vermittlung verschiedener Aspekte des komplexen Themenbereichs für den Unterricht und die Lehrkräftebildung. Eine unverzichtbare Lektüre, wenn Sie sich mit dem Gebiet näher auseinandersetzen wollen. Dieser Band richtet sich an Studierende des Lehramts Biologie, an Biologielehrkräfte, an Forschende der Biologiedidaktik sowie an Hochschullehrkräfte, die wiederum Lehramtsstudierende mit Schwerpunkt Biologie betreuen. Reflektieren Sie über die Natur der Naturwissenschaft Biologie und erkennen Sie die Bedeutung der Biologie in unserer dynamischen Welt. Dieses Buch ist nicht nur ein Leitfaden, sondern vor allem ein Impulsgeber für zukünftige Forschungsinitiativen.

This book is an up-to-date synopsis of aquatic dance flies (Clinocerinae and Hemerodromiinae), insects that have been studied for more than 200 years in Europe. Its publication comes about 80 years since the last summary report and follows a period when new scientific methods were applied to long-standing unresolved taxonomical, systematic problems. In a period of environmental change, it also provides information for habitat conservation.The inclusion of data for larvae, pupae and adults is aimed not only at professional scientists, but will be of interest to amateur researchers. The work provides comprehensive information on the morphology, ecology, behavior, flight period and geographical distribution of individual species. Keys for males of all species together with drawings of terminalia are given, although females must still be associated with active males. Keys to larvae and pupae are provided wherever possible. Drawings and photographs of wings andmale terminalia are supplemented by photographs of larvae, pupae and adults of characteristic, widespread European species in their natural environment. The book covers the Central European Fauna and includes a few additional species from North Europe and Great Britain. Further, at the end of the presentation of every genus, all species described to date from all over Europe are listed so that people working in other European countries and even adjacent areas may get quick access to relevant information for their research and species identification. This is necessary because environmental change will affect distribution and abundance of genera and species restricted either to high-altitude mountains or to drying-up of streams and rivers.

Dieses Buch gibt einen umfassenden Überblick über die jüngsten Entwicklungen bei industriellen Anwendungen, Verarbeitungstechniken und Modifikationen von Polymeren aus marinen Quellen. Es führt den Leser systematisch in die Biomaterialien Chitin, Kollagen, Alginate, Cellulose und Polyester ein und stellt eine Verbindung zwischen ihrer industriellen Bedeutung und ihren Auswirkungen auf die Umwelt her. Das Buch verdeutlicht die Auswirkungen der industriellen Nutzung des aquatischen Systems für organische und anorganische Stoffe auf die Umwelt und vertieft das Verständnis der industriellen und wirtschaftlichen Bedeutung aquatischer Biopolymere. Darüber hinaus geht es um die Frage, wie die Erhaltung des aquatischen Lebens und das industrielle und wirtschaftliche Interesse an der Entwicklung biologisch abbaubarer Alternativen für Kunststoffe in Einklang gebracht werden können. Das Buch richtet sich daher an Wissenschaftler: innen aus den Bereichen Chemie, Material- und Polymerwissenschaften sowie Ingenieurwesen.

Die Kreisgeometrie eignet sich in idealer Weise, den Reichtum der Geometrie zu erschließen. Ausgehend von den klassischen, über 2000 Jahre alten Sätzen der Kreisgeometrie spannt der Autor den Bogen bis in die Neuzeit, in der neue, vor allem von Jacob Steiner entwickelte Werkzeuge der Kreisgeometrie einen enormem Schub brachten. Damit gelingt es ihm, ein breites Themenspektrum anzusprechen, das nicht nur viele berühmte Sätze, sondern auch zahlreiche kaum bekannte Resultate umfasst.Um die Beweisideen und deren geometrischen Kern transparent zu machen, steht bei allen Beweisen die geometrische Argumentation im Vordergrund. Über 250 Abbildungen begleiten den Leser bei dieser faszinierenden Reise durch die Kreisgeometrie.

Mathematics and mathematics education research have an ongoing interest in improving our understanding of mathematical problem posing and solving. This book focuses on problem posing in a context of mathematical giftedness. The contributions particularly address where such problems come from, what properties they should have, and which differences between school mathematics and more complex kinds of mathematics exist. These perspectives are examined internationally, allowing for cross-national insights.

Im Studium der Chemie sind mathematische Kenntnisse und Fertigkeiten unverzichtbar.Suchen Sie ein Lehrbuch, das Ihnen hilft, diese zu erwerben und den Einstieg ins Studium zu erleichtern? Und zwar eines, das verständlich ist und Ihnen dennoch den sicheren Umgang mit dem mathematischen Stoff vermittelt?Dieses Lehrbuch eignet sich als Begleitlektüre für die Mathematik-Vorlesungen in Ihrem Studium und auch als Grundlage für die Physik-Vorlesungen. Es kann Ihnen für die selbstständige Einarbeitung in mathematischen Stoff dienen ebenso wie für Ihre Prüfungsvorbereitungen. Die beiden Autoren Götz Brunner und Rainer Brück haben die in einer Darstellung der Mathematik unvermeidbare Strenge durch ausführliche Erläuterungen aufgelockert, ohne auf die mathematisch saubere Formulierung von Begriffen und Ergebnissen zu verzichten. Sie erklären neu gewonnene Erkenntnisse, rechnen zu Rechenregeln und Rechenverfahren konkrete Beispiele durch und formulieren Vorgehensweisen oft als "Rezepte". Außerdem gibt es zu jedem Thema eine Reihe von Aufgaben, deren Lösungen im Internet zum Download zur Verfügung stehen.Mathematik für Chemiker hat sich bei Studierenden besonders deshalb bewährt, weil Themenauswahl und Textaufbau den Erfordernissen angepasst sind. In dieser aktuellen Auflage ist daher beides unverändert beibehalten worden.Wir wünschen Ihnen mit diesem Lehrbuch einen guten Studienbegleiter für mathematische Probleme und Lösungsmethoden sowie viel Erfolg in Ihrem Studium!

Im Zentrum dieses Lehrbuchs steht die Anwendung, weniger die die reine Wissensvermittlung der Ergebnisse aller chemisch biologischer Arbeiten (was auch den Rahmen eines Buches sprengen würde). Es gibt dem Leser durch die gezielte Auswahl von chemisch-biologischen Techniken und Konzepten das nötige Rüstzeug, um in dem komplexen Spannungsfeld der Chemischen Biologie und der Wirkstoffentwicklung neue Denkweisen und damit neue Therapiemöglichkeiten entwickeln zu können. Erklärtes Ziel dieses Buches ist es, Studenten, (Post-)Doktoranden sowie erfahrenen Wissenschaftlern an Universitäten sowie in der Industrie bei ihren Problemen konkret Lösungen aufzuzeigen und sie zu inspirieren. Als roter Faden dieses Buches dienen nach einer Einführung in die Problematik, die die Chemische Biologie in der Wirkstoffentwicklung adressiert, die drei Ebenen des molekularbiologischen Dogmas: DNA, RNA und Proteine und ihre Rolle als Wirkstoffziele.

Die subatomare Welt ist ganz anders als die uns vertraute. In ihr scheinen weder Teleportation noch alternative Realitäten unmöglich zu sein, und vieles von dem, was wir über das Funktionieren des Universums zu wissen glauben, wird auf den Kopf gestellt. Die Quantenmechanik ist die am wenigsten eingängige Theorie, die sich die Menschheit je ausgedacht hat, und doch verändert sie unsere Sicht der Dinge grundlegend, denn je besser wir verstehen, wie sich Materie auf kleinsten Skalen verhält, desto komplexer und faszinierender wird unsere Welt. 50 Schlüsselideen Quantenphysik bringt uns dieses esoterischste aller wissenschaftlichen Forschungsgebiete näher. In 50 klaren und prägnanten Kapiteln erklärt Joanne Baker die wichtigsten Bausteine dieser faszinierenden Theorie und zeigt anschaulich, wie sie aus überraschenden neuen Einsichten in die Natur des Lichts und den Aufbau von Atomen entstanden ist. Sie spannt den Bogen von dem im 19. Jahrhundert vollkommen unverständlichen Strahlungsverhalten eines schwarzen Körpers über die Heisenberg'sche Unschärferelation und die Entdeckung der Antimaterie bis hin zu modernsten Fragen der Stringtheorie, der Quantencomputer und des Quantenbewusstseins. Gleichzeitig veranschaulicht sie die vielen Paradoxa, wie Schrödingers Katze und die geheimnisvollen Verbindungen, die zwischen Quantenteilchen über Lichtjahre hinweg bestehen können, und die auch heute noch vielen Wissenschaftlern zu denken geben. Diese faszinierenden Erkundung von Raum, Zeit und der letzten Grenzen des Universums zeigt, wie sich die Quantenphysik auf das Leben, wie wir es kennen, auswirkt, und führt damit den Leser zu einem tieferen Verständnis der grundlegenden Natur unserer Welt.

Das essential bietet einen Überblick zur Entstehung der Quantenphysik, beginnend bei Plancks Formulierung des Strahlungsgesetzes über die Weiterentwicklung durch Albert Einstein bis hin zur modernen Quantenmechanik auf der Basis der Arbeiten von Heisenberg, Born und Jordan. Die am Fortschritt der modernen Quantenphysik beteiligten Wissenschaftler werden vorgestellt, ihre Theorien und die historischen Zusammenhänge ausführlich erläutert. Der Leser erhält auf diese Weise einen fundierten Einblick in diesen hochwichtigen Teilbereich der Physik.

In kompakter Form stellt dieses Handbuch das notwendige Wissen über den Umweltbereich "Abfall" zusammen. Es bietet einen guten Überblick zu wichtigen Fragen der betrieblichen Abfallwirtschaft. Im Werk werden rechtliche, technologische und naturwissenschaftliche Aspekte zu umweltrelevanten Fragestellungen der Kreislaufwirtschaft behandelt. Im rechtlichen Teil werden europäische und nationale Rechtsanforderungen beschrieben. Der technologische Teil umfasst zahlreiche aktuelle Recyclingmöglichkeiten, z. B. für Batterien, Bioabfälle, Altfahrzeuge, Verpackungen, Altöle, halogenierte Lösemittel, Altholz, Elektro- und Elektronikgeräte, Kunststoffe, Metalle. Zahlreiche Grafiken zeigen die entsprechenden Entwicklungen auf. Es werden die wichtigsten Verfahren zur thermischen Abfallbehandlung und zur Deponierung der Reststoffe erläutert.