Tämä on Taina Malvelan (kurssin kuluessa)
laatiman kurssimonisteen tarkahko sisältö. Aivan kaikkea ei lopulta
ehditty käydä läpi, mikä on alla myös dokumentoitu.
Kurssi oli varsin radikaalisti tietokonepohjainen
ja toteutukseltaan ryhmässä opiskelua: viikoittaisissa 2-tuntisissa
ISETL-demoissa askaroitiin (ohjelmoimalla) algebrallisten käsitteiden
parissa.
1. JAOLLISUUS
Kokonaislukujen jakoyhtälö - merkintä
''b on jaollinen a:lla'' eli ''a jakaa b:n'' a\mid b - suurin yhteinen
tekijä - hajoitelma syt(a,b) = au + bv - Eukleideen algoritmi
2. ALKULUVUT JA TEKIJÖIHIN JAKO
Alkuluku, alkutekijät, yhdistetty luku - aritmetiikan
peruslause: kanoninen eli alkutekijäesitys - alkulukuja on äärettömästi
- suurin tunnettu alkuluku?
3. KONGRUENSSI
Määritelmä ja merkintä a º
b ( mod m) - kongruenssi ekvivalenssirelaationa - kongruenssiaritmetiikan
perussäännöt
3.1. Jaollisuustestejä
Luvuilla 5, 3 ja 11 jaollisuus
3.2. Kongruenssiluokat
Alkioiden määräämät kongruenssiluokat
- indusoitunut ositus - sovellutus: kokonaislukujen määräämät
luokat
3.3. Lineaarinen kongruenssiyhtälö
Yhtälön ax º
b ( mod m) ratkeavuus
3.4. Fermat'n pieni lause ja Suuri Lause
Jos a ei ole jaollinen alkuluvulla p, niin ap-1
º 1 ( mod p) - Suuren Lauseen todistus
ei mahtunut tähänkään
4. LASKUTOIMITUS
Tulojoukko eli karteesinen tulo - laskutoimitus eli binäärioperaatio:
kaksipaikkainen funktio °: A×A®
A - vaihdannaisuus - liitännäisyys - esimerkkejä: standardit
laskutoimitukset ja mm. +20 (yhteenlasku modulo 20), funktioiden
yhdistäminen etc
4.1. Neutraalialkio ja käänteisalkio
Neutraalialkion määritelmä - yksikäsitteisyys
- esimerkkeinä 2×2-matriisien summa ja tulo - käänteisalkiot
- yksikäsitteisyys - esimerkkinä funktioiden yhdistäminen
- injektio-surjektio-bijektio
5. RYHMÄT
Ryhmän määritelmä - Abelin ryhmä
- esimerkkejä
5.1. Modulaariset ryhmät
Ryhmät (Zn,+n) ja (Zp\{0},*n),
p alkuluku
5.2. Permutaatiot
Lukujen 1, 2, 3, 4 (,¼n)
permutaatiot Sn - matriisimerkintä - permutaatio funktiona
- tulo eli yhdistäminen ° - käänteispermutaatio
- permutaatiot ryhmänä (Sn,°)-
geometriset tulkinnat (kierrot, peilaukset) ryhmille S3 ja S4
- radat - syklit
5.3. Neliön symmetriat
''Kokeellista matikkaa:'' kierrot - peilaukset - yhdisteet
- symmetriaryhmä D4 - sen laskutoimitustaulukko - havaintovälineenä
esim. disketti - demoissa ohjelmointia ISETL-kielellä
5.4. Ryhmien ominaisuuksia
Yleinen liitäntälaki - potenssiin korotus ja
sen laskusääntöjä - supistussääntö ja
yhtälön ratkaiseminen
5.5. Ryhmien lukumäärästä
Ryhmän kertaluku (alkiomäärä) - 2-,
3- ja nelialkioiset ryhmät
6. ALIRYHMÄT
Aliryhmän määritelmä (osajoukko ja
ryhmä) - aliryhmätesti (vaihtoehtoinen määritelmä)
- triviaalit aliryhmät - esimerkkejä - isomorfisuus jonkin aliryhmän
kanssa, tapaukset Zk Í
Zn, permutaatiot
6.1. Sykliset aliryhmät
Alkion kertaluku: ääretön tai pienin n,
jolle gn = e - kertaluku ja Zn - syklin kertaluku
- alkion virittämä aliryhmä - alkion kertaluku ja viritetyn
ryhmän kertaluku - isomorfisuus Z:n tai Zk:n
kanssa syklinen ryhmä - ryhmät nZ - osajoukon virittämä
aliryhmä
7. LAGRANGEN LAUSE
alkion määräämät sivuluokat
modulo aliryhmä - ominaisuudet: ositus etc - Lagrangen lause: aliryhmän
kertaluku jakaa äärellisen ryhmän kertaluvun - seurauksia:
jos kertaluku alkuluku, vain triviaalit aliryhmät ja isomorfinen Zp:n
kanssa; alkion kertaluku jakaa ryhmän kertaluvun - yhteenvetona 1-7-alkioisten
ryhmien luokittelu
8. NORMAALIT ALIRYHMÄT JA TEKIJÄRYHMÄT
Normaali aliryhmä: toispuoleiset sivuluokat samoja
- vaihtoehtoinen määritelmä: ghg-1-ehto - esimerkki:
yleensä kahden sivuluokan tulo ei ole sivuluokka - tekijäryhmä
- esimerkkejä
9. HOMOMORFISMIT
kertausta funktioista - ryhmähomomorfismi - mitä
homomofismi säilyttää - ydin - normaali - ydin ja injektiivisyys
- isomorfismi (nyt täsmällisesti, vrt. aik.) - esimerkkejä
9.1. Modulaariset ryhmät jäännösluokkaryhminä
Tulkinta: Zn kongruenssiluokkina [i],
joita kuitenkin merkitään edelleen i
10. KANONINEN HOMOMORFISMI JA ENSIMMÄINEN ISOMORFIALAUSE
Johdatteleva esimerkki - kanoninen homomorfismi ryhmältä
tekijäryhmälle - ensimmäinen isomorfialause: surjetiivisessa
homomorfismissa maaliryhmä ja ryhmä/ydin ovat isomorfiset
11. RENKAAT
11.1. Rengas ja sen laskutoimitukset
Määritellään rengas, ykkösalkio,
ykkösellinen ja vaihdannainen rengas - useita erilaisia esimerkkejä
11.2. Uusia renkaita vanhoista: matriisit
Renkaasta 2×2-matriisien ykkösellinen ei-vaihdannainen
rengas
11.3. Uusia renkaita vanhoista: funktioiden joukko (ei käsitelty)
11.4. Laskusääntöjä renkaissa
Mm. nimitykset monikerta ja potenssi - yleinen osittelulaki
11.5. Kokonaisalueet ja kunnat
Nollantekijät - kokonaisalue - supistussäännöt
- kunta - relaatio kokonaisalue - kunta - yhtälön ratkaiseminen
kunnassa - reaalilukujen kunta
12. ALIRENKAAT JA IDEAALIT
Alirenkaan määritelmä ja vaihtoehto -
esimerkkejä
12.1. Ideaalit (ei ehditty)
12.2. Ideaalien ja tekijärenkaiden ominaisuuksia (ei ehditty)
12.3. Alkuideaalit (ei ehditty)
13. RENGASHOMOMORFISMIT (lyhyesti esitelty konedemoissa)
13.1. Kanoninen homomorfismi ja isomorfialause (ei ehditty)