David Stanovský    //   

PROSEMINÁŘ Z ALGEBRY 2024/25

Cílem Prosemináře z algebry (NMAG261) je ukázat, jak se probíraná teorie využije při řešení poblémů z jiných oblastí. Proseminář bude obsahovat různá témata prohlubující a doplňující probíranou látku, teorii i aplikace. Proseminář je doporučen souběžně s úvodním kurzem Algebry (NMAG206) pro 2. ročník jak studentům, kteří se v dalším studiu setkají s algebrou (tj. zejména studenti programů Mat. struktury a Mat. pro IT), tak těm studentům, kteří zatím váhají s výběrem svého oboru.

Stručný program:
Vysvětlíme si motivaci a základní principy několika navazujících disciplín (algebraická geometrie, algebraická topologie, algebraická teorie čísel), ukážeme si vybrané aplikace (samoopravné kódy, šifry, design experimentů), doplníme příklady k přednášce (volné grupy, grupy na eliptických křivkách, vzorce na řešení polynomiálních rovnic), ke konci možná využijeme čas na doplnění některých aspektů Galoisovy teorie, které se nestihnou na přednášce. V průběhu semestru shlédneme videopřednášku Kena Ribeta (Uni. of California, Berkeley), jednoho ze spolutvůrců důkazu velké Fermatovy věty. Mezi tématy budou:

  • samoopravné kódy
  • aplikace konečných těles v kombinatorice, statistice, kryptografii
  • diskrétní logaritmus a kryptografie
  • úvod do algebraické geometrie, Bézoutova věta, eliptické křivky
  • úvod do algebraické topologie, fundamentální grupy, Poincarého domněnka
  • idea důkazu velké Fermatovy věty

Většina témat byla v covidovém roce 2020/21 nahrána na video a je k dispozici na staré stránce kurzu (nicméně současné provedení přednášek může být podstatně jiné, snad lepší). Loňský rozvrh je zde a letos to bude podobné, nikoliv stejné.

Vyučující: na přednáškách se budou střídat Maroš Grego, Víťa Kala, Maryia Kapytka, Ondřej Ježil, Alexander Slávik a David Stanovský.

K1 stream (jen někdy)
záznamy některých přednášek (nacházejí se na univerzitním úložišti v rámci služby O365; nejprve budete požádáni zadat svůj univerzitní login tvaru 12345678@cuni.cz, poté se přihlásíte do O365 stejným způsobem jako do SIS)

Průběžně aktualizovaný program + předběžný plán: (zatím kopie z loňska, dozná změn)

témavyučujícídoporučené čtení a koukání domácí úlohy
21.2.Quo vadis mathematica, Millenium Prize Problems. Sta. slajdy s odkazy, prezentace viz úložiště
28.2.Kvaterniony, oktoniony a dál? Kap. oktoniony na wikipedii
7.3.Algebraické křivky: počet křížení, Bézoutova věta, grupová operace na eliptických křivkách. Sta. wikipedia: algebraické křivky, příklady
14.3.Samoopravné kódy. Gr. skripta Barto-Tůma ke kurzu lineární algebry, kap. 5.8
Hammingův kód na wikipedii
21.3.Volné grupy a Banach-Tarského paradox. Slá. wikipedia DÚ 1 do 11.4.
28.3.Konečná tělesa v kombinatorice a statistice: Vzájemně ortogonální latinské čtverce a design experimentů. Kala skripta Algebra pro informatiky, sekce 9.4
latinské čverce na wikipedii, Dobble
4.4.Využití interpolace: Reed-Solomonovy samoopravné kódy, QR-kódy. Kap.
11.4.??? ??
18.4.--- velikonoce --- (detektivka na večer) - (video + komentář k videu)
25.4.Polynomy a logika: Interpolace více proměnných a reprezentace funkcí na konečné množině, algebraické důkazové systémy Jež.

Výběr dalších témat (data 2.-23.5.):
XXX??? Maticové reprezentace grup. Slá.
XXX??? Eliptické křivky v teorii čísel (Birch a Swinnerton-Dyerova domněnka) a v kryptografii [půl přednášky].
XXX??? Různá kratší témata z teorie grup: Loydova patnáctka, Maticové reprezentace grup, Cyklické grupy a digitální podpis (Schnorrův algoritmus), Copánkové grupy, Prezentace grup.
XXX??? Úvod do algebraické topologie: fundamentální grupy, Poincarého domněnka
XXX??? Ken Ribet: důkaz velké Fermatovy věty. video + komentář k videu
XXX??? Od Cardanových vzorců ke Galoisovým grupám

Zápočet z prosemináře = zisk aspoň 50 bodů. Ty je možné získat za domací úkoly nebo úspěšné řešení kahootů na přednášce.

  • Na (skoro) každé přednášce bude kahoot, první třetina v pořadí získává 5 bodů.
  • Za semestr budou tři série písemných domácích úloh, každá 5-6 úloh po cca 5 bodech.
(Cílem je ověřit, že jste proseminář neprospali, nemělo by to být nic složitého ani časově náročného.)

Tabulka s body.

Pokud Vás zajímá algebra, teorie čísel či jejich aplikace hlouběji, v druhém ročníku si můžete zapsat také kurzy Teorie čísel a Úvod do kryptografie.
Příbuznými tématy se zabývá také kurz Úvod do matematické logiky, vhodný pro 2. ročník.