Undergraduate Compulsory 1016

Από Περιγράμματα - Τμήμα Μαθηματικών
Αναθεώρηση ως προς 08:34, 29 Δεκεμβρίου 2024 από τον Outlines-mw-admin (συζήτηση | συνεισφορές)
(διαφορά) ← Παλαιότερη αναθεώρηση | Τελευταία αναθεώρηση (διαφορά) | Νεότερη αναθεώρηση → (διαφορά)
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση


Γενικά

Σχολή Σχολή Θετικών Επιστημών
Τμήμα Τμήμα Μαθηματικών
Επίπεδο Σπουδών Προπτυχιακό
Κωδικός Μαθήματος MAY123
Εξάμηνο 1
Τίτλος Μαθήματος ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ
Αυτοτελείς Διδακτικές Δραστηριότητες Διαλέξεις (Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας: 4, Πιστωτικές Μονάδες: 7.5)
Τύπος Μαθήματος Επιστημονικής Περιοχής
Προαπαιτούμενα Μαθήματα
Γλώσσα Διδασκαλίας και Εξετάσεων Ελληνική
Το Μάθημα Προσφέρεται σε Φοιτητές Erasmus Ναι (στην Αγγλική γλώσσα)
Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (URL) Δείτε το eCourse, την Πλατφόρμα Ασύγχρονης Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων.


Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα Ο βασικός σκοπός του μαθήματος είναι η μελέτη της δομής και των βασικών ιδιοτήτων του συνόλου των φυσικών αριθμών των φυσικών αριθμών, και γενικότερα του συνόλου των ακεραίων ή/και των ρητών αριθμών. Η θεμελιώδης έννοια μέσω της οποίας επιτυγχάνεται αυτή η μελέτη είναι η διαιρετότητα φυσικών αριθμών και η ανάλυση ενός φυσικού αριθμού σε πρώτους παράγοντες. Οι κυριότερες από τις βασικές έννοιες και ιδέες οι οποίες μας επιτρέπουν τη κατανόηση της δομής και των θεμελιωδών ιδιοτήτων του συνόλου των φυσικών αριθμών, είναι οι εξής (Λέξεις-Κλειδιά του μαθήματος):
  • Διαιρετότητα, πρώτοι αριθμοί, Ευκλείδειος αλγόριθμος, μέγιστος κοινός διαιρέτης και ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο.
  • Ισοτιμίες και συστήματα γραμμικών ισοτιμιών, Kινέζικο Θεώρημα Υπολοίπων.
  • Aριθμητικές συναρτήσεις και αντιστροφή του Moebius.
  • Συνάρτηση του Euler.
  • Θεωρήματα Fermat, Euler και Wilson.
  • Aρχικές ρίζες mod p.
  • Θεωρία δεικτών και τετραγωνικά υπόλοιπα.
  • Νόμος τετραγωνικής αντιστροφής.
  • Εφαρμογές στα Κρυπτοσυστήματα.

Θα διατυπώσουμε και θα αποδείξουμε διάφορα θεωρήματα τα οποία αφορούν την δομή του συνόλου των ακεραίων αριθμών με βάση την έννοια της διαιρετότητας. Κατά τη διάρκεια του μαθήματος θα αναλυθούν εφαρμογές της Θεωρίας Αριθμών σε άλλες επιστήμες, και ιδιαίτερα στην Κρυπτογραφία. Το μάθημα αποτελεί μια εισαγωγή στα βασικά αποτελέσματα, στις βασικές μεθόδους, και στα βασικά προβλήματα της στοιχειώδους Θεωρίας Αριθμών, και δεν απαιτεί ιδιαίτερες γνώσεις από άλλα μαθήματα του προγράμματος σπουδών. Στο τέλος τού μαθήματος περιμένουμε από τον φοιτητή να έχει κατανοήσει τους ορισμούς και τα βασικά θεωρήματα, να έχει κατανοήσει πως αυτά εφαρμόζονται σε διακεκριμένα παραδείγματα, να είναι σε θέση να τα εφαρμόζει για την εξαγωγή νέων στοιχειωδών συμπερασμάτων, και τέλος να μπορεί να εκτελεί ορισμένους (όχι τόσο προφανείς) υπολογισμούς.

Γενικές Ικανότητες Το μάθημα αποσκοπεί στο να μπορεί ο πτυχιούχος να αποκτήσει την ικανότητα στην ανάλυση και σύνθεση βασικών γνώσεων της Θεωρίας Αριθμών. Ερχόμενος ο πτυχιούχος για πρώτη φορά σε επαφή με έννοιες της Θεωρίας Αριθμών, οι οποίες έχουν σημαντικές εφαρμογές στην καθημερινή ζωή, προάγεται η δημιουργική και επαγωγική σκέψη του, και η ικανότητά του να εφαρμόζει αφηρημένες γνώσεις σε διάφορα πεδία.


Περιεχόμενο Μαθήματος

  • Μιγαδικοί Αριθμοί.
  • Διαιρετότητα.
  • Iσοδυναμίες mod m.
  • Kινέζικο Θεώρημα υπολοίπων.
  • Aριθμητικές συναρτήσεις και αντιστροφή του Moebius.
  • Θεωρήματα Fermat, Euler και Wilson.
  • Aρχικές ρίζες mod p.
  • Θεωρία δεικτών και τετραγωνικά υπόλοιπα.
  • Εφαρμογές στην κρυπτογραφία.


Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης Πρόσωπο με πρόσωπο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Οργάνωση Διδασκαλίας
Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις (13Χ4) 52
Αυτοτελής Μελέτη 104
Επίλυση Ασκήσεων - εργασίες 31.5
Σύνολο Μαθήματος 187.5
Αξιολόγηση Φοιτητών Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου στα Ελληνικά με ερωτήσεις και θέματα ανάπτυξης και επίλυση προβλημάτων.


Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Δείτε την υπηρεσία Εύδοξος. Συγγράμματα και άλλες πηγές εκτός της υπηρεσίας Εύδοξος:

General

School School of Science
Academic Unit Department of Mathematics
Level of Studies Undergraduate
Course Code MAY123
Semester 1
Course Title Number Theory
Independent Teaching Activities Lectures (Weekly Teaching Hours: 4, Credits: 7.5)
Course Type General Background
Prerequisite Courses -
Language of Instruction and Examinations Greek, English
Is the Course Offered to Erasmus Students Yes (in English)
Course Website (URL) See eCourse, the Learning Management System maintained by the University of Ioannina.


Learning Outcomes

Learning outcomes

The main purpose of the course is the study of the structure and basic properties of natural numbers, and more generally of integers. This study is based on the fundamental concept of divisibility of integers, and the (unique) factorization of a natural number into prime factors.
The most important ideas, concepts and results that allow us to understand the structure and fundamental properties of all positive integers with respect to divisibility, are as follows (Keywords of course):

  • Divisibility, prime numbers, Euclidean algorithm, greatest common divisor and least common multiple.
  • Congruences and systems of congruences, Chinese remainder theorem.
  • Arithmetical functions and Moebius inversion formula. Euler’s φ-function.
  • Theorems of Fermat, Euler and Wilson.
  • Primitive mod p roots. Theory of indices and quadratic residues.
  • Law of quadratic reciprocity.
  • Applications to cryptosystems.

We will formulate and prove several theorems concerning the structure of all integers through the concept of divisibility. During the course will analyse applications of Number Theory to other sciences, and particularly to Cryptography.
This course is an introduction to the basic results, the basic methods, and the basic problems of elementary number theory, and requires no special knowledge of other subjects of the curriculum.
At the end of the course we expect the student to (a) have understood the definitions and basic theorems concerning the divisibility structure of the integers which are discussed in the course, (b) to have understood how they are applied in discrete examples, (c) to be able to apply the material in order to extract new elementary conclusions, and finally (d) to perform some (no so obvious) calculations.

General Competences

The course aims to enable the undergraduate student to acquire the ability to analyse and synthesize basic knowledge of the theory of numbers, to apply basic examples in other areas, and in particular to solve concrete problems concerning properties of numbers occurring in everyday life. The contact of the undergraduate student with the ideas and concepts of number theory, (a) promotes the creative, analytical and deductive thinking and the ability to work independently, (b) improves his critical thinking and his ability to apply abstract knowledge in various field.


Syllabus

  • Complex numbers.
  • Divisibility.
  • Congruences mod m.
  • Chinese remainder theorem.
  • Arithmetical functions and Moebius inversion formula.
  • The theorems of Fermat, Euler and Wilson.
  • Primitive roots mod p.
  • The theory of indices and the Law of quadratic reciprocity.
  • Applications to cryptography.


Teaching and Learning Methods - Evaluation

Delivery

Classroom (face-to-face)

Use of Information and Communications Technology
  • Teaching Material: Teaching material in electronic form available at the home page of the course.
  • Communication with the students:
  1. Office hours for the students (questions and problem solving).
  2. Email correspondence
  3. Weekly updates of the homepage of the course.
Teaching Methods
Activity Semester Workload
Lectures 52
Working independently 104
Exercises-Homeworks 31.5
Course total 187.5
Student Performance Evaluation

Final written exam in Greek (in case of Erasmus students, in English) which includes analysis of theoretical topics and resolving application problems.


Attached Bibliography

See the official Eudoxus site. Books and other resources, not provided by Eudoxus:

  • ---