2022-12-01 22:10:27

5 Anwendungen in Matlab

Viele Studierende lernen die Anwendung von Matlab an der Universität. Matlab zählt als höhere Programmiersprache. Diese wurde entwickelt, um das Lösen mathematischer Probleme schneller, leichter und konsistenter zu machen. Doch wer bei Matlab nur an Mathe-Studierende oder Ingenieure denkt, die langweilige Mathe-Aufgaben lösen müssen, liegt falsch. Denn Matlab wird in vielen anderen Bereichen benötigt, die nur wenige erwarten. Die wichtigsten Anwendungsbereiche von Matlab haben wir im folgenden Artikel für euch zusammengetragen. 

Matlab wird auf unterschiedliche Weisen und von vielen verschiedenen Menschen in unterschiedlichsten Bereichen verwendet. Immerhin wird Mathematik auch in vielen Bereichen verwendet, bei denen wir uns dies zunächst nicht vorstellen können. Wie beispielsweise in der Musik und in der Kunst.

(Lesetipp: Mathematik und Forschung: Wie viel Mathematik steckt in Musik? ) 

Im folgenden stellen wir die Top 7 Anwendungsbereiche von Matlab vor. 

  1. Matlab in den Ingenieurwissenschaften

Zwar gibt es viele verschiedene Bereiche der Ingenieurwissenschaften, doch alle haben eines gemeinsam: die Mathematik. Immerhin basieren alle Ingenieurfelder auf unterschiedlichsten Bereichen der Mathematik. Ob die Berechnung der Größe oder Lebensdauer von Bauteilen, Erstellung von Simulationen oder die Ermittlung und Berechnung von Signalen. Mathe ist ein wesentlicher Teil für Ingenieure.

Die Entwicklung neuer Technologien bedeutet zunächst zu berechnen, wie diese voraussichtlich arbeiten und funktionieren werden. Viele Ideen und Konzepte im Ingenieurwesen benötigen die Mathematik als Ausgangspunkt, weil die Mathematik die Sprache zur Verfügung stellt, die nötig ist, um die Idee anderen verständlich  zu machen. Matlab kann Ingenieuren bei der Problembearbeitung und deren Lösung helfen. 

  1. Matlab in der linearen Algebra

Die lineare Algebra ist Teil unseres Alltags. Sie wird beispielsweise dafür verwendet, Kapitalrendite oder den ROI (return on investment) zu berechnen. Zudem kommt die lineare Algebra in folgenden Bereichen zum Einsatz: 

  • Vorhersage eines Umsatzes einer Gesellschaft

  • Berechnung der Lagerhaltung von Waren

  • Treffen von Geschäfts- und Lebensentscheidungen

  • Finanzplan-Erstellung

Dies bedeutet jedoch nicht, dass jeder, der diese Aufgaben ausführt, sich unmittelbar Matlab kaufen muss. Vielmehr ist dieses für Menschen gedacht, die diese Aufgaben regelmäßig durchführen, beispielsweise als Berater oder Wissenschaftler, die anderen beim Lösen dieser Aufgaben schnell und kompetent helfen.

  1. Matlab in der angewandten Mathematik

Ein weiterer Bereich, in dem Matlab zur Anwendung kommt, ist die angewandte Mathematik. Diese ist das Mittel der Wahl, wenn es um die Beschreibung der realen Welt geht. Die angewandte Mathematik arbeitet in erster Linie mit Näherungen. Weniger werden hier exakte, geschlossene Lösungen benötigt, die man aus Schule und Ausbildung kennt. Bereiche wie Astronomie und die Konstruktion von Gebäuden sind ohne angewandte Mathematik nicht möglich. 

Für folgende Berufsgruppen ist die Nutzung von Matlab sinnvoll: 

  • Forscher

  • Biologen

  • Wissenschaftler

  1. Matlab in der Wissenschaft

Die Wissenschaft ist ein dehnbarer Begriff. Wenn wir diesen jedoch beschreiben wollen, kann man sagen, dass es im engeren Sinne bei der Wissenschaft darum geht, mit Theorien über die Welt zu arbeiten. Matlab wird in diesem Umfeld ziemlich wahrscheinlich verwendet, um neue Theorien zu entwickeln. Zum besseren Verständnis ist es wichtig, zwischen Wissenschaft und Ingenieurwesen zu unterscheiden. Während bei letzterem bekannte wissenschaftliche Theorien und Erkenntnisse auf ein klar umrissenes Problem angewendet werden, um dieses deterministisch und häufig standardisiert lösen zu können, beschäftigt sich die Wissenschaft  mit der Entwicklung und dem Testen von Theorien und stellt die Prinzipien und Theorien zur Verfügung mit denen dann Probleme gelöst werden können. Wenn Matlab in der Wissenschaft angewendet wird, hat dies zum Ziel, Teile dieser zu testen und zu entwickeln. 

  1. Matlab für Simulationen

Mit Simulation meint man die Kunst, mithilfe von bekannten Fakten in der Theorie zu ermitteln, ob etwas grundsätzlich möglich ist. Vergleicht man eine Simulation mit einem Experiment, lässt sich sagen, dass erstere die preisgünstigste Variante ist, um ein Test durchzuführen. Dies hat folgende Gründe: 

  • schont Leben: Es müssen keine Menschen/Tiere für Experimente geopfert werden.

  • spart Zeit: Simulationen sind meist einfacher in der Durchführung im Vergleich zu Experimenten.

  • verschiedene Lösungen können schnell durchgeführt werden.

  • kostenreduzierend, da bei Simulationen vergleichsweise weniger Ressourcen verbraucht werden. 

  • Erfolgschancen neuer Technologien können schnell verbessert werden, indem die Zuverlässigkeit der Lösung getestet und verbessert werden kann, bevor die Technologie in die Realität umgesetzt wird. 

  • erhöht die Sicherheit im Umfeld der Entwicklung neuer Technologien, weil man die Technologie testen kann, ohne einen Prototypen zu entwickeln, von dem seinerseits Gefahren ausgehen können. 

Matlab kann für Simulationen folgende Aufgaben eingesetzt werden: 

  • Der Technologie bzw. Simulation zugrundeliegende mathematische Modell entwerfen und definieren. 

  • Einzelne Schnappschüsse erzeugen, die demonstrieren, wie die Technologie auf Basis des Modells arbeitet. 

  • Die Abläufe einer Technologie mithilfe von Animationsmethoden demonstrieren, sodass auch am Projekt Beteiligte ohne spezielle Ausbildung sehen können, wie die Technologie funktioniert. 

Fazit: 

Matlab ist ein vielseitiges Programm und kann daher für viele Bereiche eingesetzt werden. Das Ziel von Matlab ist es, den Einflussbereich von Wissenschaft und Technik zu erweitern sowie die Produktivität zu steigern, die Entwicklungszeit zu verkürzen und die Kreativität im Forschungsbereich zu verstärken. Für viele Studierende, insbesondere der ersten Master-Semester ist Matlab jedoch meist eine Herausforderung. Grund hierfür ist meist die numarische Mathematik, die für viele eine große Hürde im Studium darstellt. Zudem muss man programmieren und eigenständig Formeln entwickeln, um ein Problem lösen zu können. 

Daher helfen wir Studierenden, den Zugang zu Matlab zu erhalten und das Programm zu verstehen, indem wir Matlab-Aufgaben bearbeiten und die Lösung mit ausführlichen Kommentaren und Notizen bereitstellen. So können Studierende begreifen, wie die Aufgabe gelöst wurde und ihre dadurch erworbenen Kenntnisse für zukünftige Aufgaben selbstständig anwenden. Sende uns deine Matlab-Aufgabe einfach per Mail an info@matheloeser.com oder nutze unseren praktischen Service Aufgabe hochladen.