TU Kaiserslautern - Fachbereich Mathematik
AG Algebra, Geometrie und Computeralgebra
Dr. Janko Böhm
Tel.: +49 (0)631/205-2257
boehm@mathematik.uni-kl.de
Zi. 431, Geb. 48
D-67663 Kaiserslautern
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Mathematik für Informatiker: Kombinatorik und Analysis

Wintersemester 2013/14

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News

  Die Ergebnisse der Klausur sind ab sofort in Ihrem Account im URM einsehbar. Dort finden Sie auch Ihre Punktzahlen für die einzelnen Aufgaben.
   Die Noten stehen auch im QIS-POS (nur aus dem Netz der Uni und per VPN erreichbar). 

  Klausureinsicht am 13.03.2014 von 11:00-12:30 Uhr in HS 48-210 (oder falls dieser Termin für Sie nicht möglich ist, nach Vereinbarung in 48-431).

  Die Abschlussklausur findet statt am Mittwoch den 26.02.2014 von 08:30-10:30 in HS 42-115.
   Bitte spätestens 10 Minuten vor Beginn kommen und einen Ausweis mit Lichtbild und den Studentenausweis zur Identifikation mitbringen.
   Als Hilfsmittel ist ausschließlich ein eigenhändig beschriebenes DIN A4 Blatt zugelassen.

  Fragestunde am 21.02. um 11:00 Uhr in 48-210 (oder einfach vorbeikommen).

  Die Probeklausur findet voraussichtlich statt am Dienstag, den 11.02. von 10:45-13:45 Uhr in HS 48-210 (Klausur, Pizza, Besprechung der Aufgaben, allgemeine Fragen). Bitte Rückmeldung bei Terminproblemen.

  Vorlesungsmanuskript (bis 05.02.14).

  Übungsblatt 13

  Die Übung am Donnerstag 10:00-11:30 findet ab sofort in Seminarraum 48-582 statt.

  Die Vorlesungen starten ab sofort um 08:20.

  Präsenzblatt

  Ersatzübung für den Feiertag am 01.11. am Donnerstag den 31.10. von 15:30-17:00 in HS 48-210.
   Falls dieser Termin für Sie nicht möglich ist, können Sie auch eine der beiden anderen Übung am Donnerstag besuchen.

  Beginn der Übungen am Donnerstag, den 31.10. mit einer Präsenzübung.

  Sie sollten eine automatische Email vom System mit Ihrer Übungsgruppe erhalten haben.

  Anmeldung und Übungseinteilung online im zentralen URM (ab 10.09.13).

  Beginn der Vorlesung und Besprechung der Übungseinteilung am Montag den 21.10.13 von 08:15-09:45 Uhr in HS 48-210 (Mathematik-Gebäude).

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Thema

Die Vorlesung Mathematik für Informatiker - Kombinatorik und Analysis (Mathematics for Computer Science Students: Combinatorics and Analysis) vermittelt Basiswissen in der Mathematik und Grundkenntnisse zur Kombinatorik, Differential- und Integralrechnung. Die Vorlesung gliedert sich in drei Themenbereiche

Grundkonstruktionen und Basiswissen:

 Mengen, Relationen, Abbildungen.
 Schubfachprinzip.
 Äquivalenzrelationen.
 Natürliche Zahlen, ganze Zahlen, rationale Zahlen.
 Vollständige Induktion.

Kombinatorik:

 Permutationen.
 Partitionen.
 Inklusion-Exklusion.
 Anwendungen in der Informatik.

Analysis:

 Konvergenz von Folgen und Reihen.
 Reelle und komplexe Zahlen.
 Funktionen.
 Stetigkeit.
 Differenzierbarkeit, Extremwertprobleme.
 Integralrechnung.
 Anwendungen in der Informatik.

Die Vorlesung setzt nur Schulwissen voraus, und richtet sich an Studenten der Informatik im 1. Semester. Parallel findet die Vorlesung Mathematik für Informatiker - Algebraische Strukturen statt.

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Literatur

Literatur zu den grundlegenden Themen:

B. Kreußler, G. Pfister Mathematik für Informatiker: Algebra, Analysis, Diskrete Strukturen Springer 2009 ISBN 978-3-540-89106-2
P. Hartmann Mathematik für Informatiker Vieweg+Teubner 2012 ISBN 978-3-834-81856-0
M. Wolff, P. Hauck, W. Küchlin Mathematik für Informatik und Bioinformatik Springer 2004 ISBN 978-3-540-20521-0

Einführende Literatur, geschrieben in erster Linie für Mathematikstudenten:

O. Forster Analysis I Vieweg 2010 ISBN 3-528-57224-8
K. Königsberger Anaysis I Springer 2008 ISBN 3-540-41282-4

Ein englischsprachiges Buch:

M. Spivak Calculus Cambridge University Press 2005 ISBN 978-0-521-86744-3

Weiterführende Literatur für Interessierte (für Kombinatorik und Analysis und algebraische Strukturen):

T. Jenkyns Fundamentals of Discrete Math for Compter Science: A Problem-Solving Primer Springer 2013 ISBN 978-1-447-14068-9

V. Shoup

A Computational Introduction to Number Theory and Algebra

Cambridge University Press

2005

ISBN 0-521-85154-8

P. Ribenboim Die Welt der Primzahlen Springer 2006 ISBN 978-3-642-18078-1
R. Schulze-Pillot Einführung in die Algebra und Zahlentheorie (2. Auflage)
Korrekturen zur 1. Auflage
Korrekturen zur 2. Auflage

Springer

2008 ISBN 978-3-540-79569-8

Das Buch von Kreußler und Pfister und einige weitere der Springer Lehrbücher kann man aus dem Netz der Universität von der Springer Seite herunterladen.

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Arbeitsaufwand

Eintrag im Modulhandbuch für die Bachelor- und Masterstudiengänge Informatik.

 4 SWS Vorlesungen, 2 SWS Übungen
 9 Leistungspunkte

 60h Kontaktzeit für die Vorlesungen
 30h Kontaktzeit für die Übungen
 180h Selbststudium

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Vorlesungen

Die Vorlesungen finden statt am Montag 08:25-9:55 in HS 48-210 und Mittwoch 08:25-09:55 in HS 52-203.

img1.gif Vorlesungsmanuskript (bis 05.02.14).

Ein Treffpunkt findet statt jeden Mittwoch 17:30-19:00 in HS 46-280.

Zusatzmaterial:

Mathematiker haben eine Vorliebe für
Griechische Buchstaben

Maple Worksheet aus der Vorlesung.

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Scheinkriterien

Wöchentlich werden jeweils am Montag Übungsblätter gestellt, die bis zum darauffolgenden Montag bearbeitet und vor der Vorlesung im HS 48-210 abgegeben werden sollen. Die Blätter werden in den Übungen korrigiert und bepunktet zurückgegeben.
Am Ende der Vorlesung schreiben wir eine Abschlussklausur. Um zur Klausur zugelassen zu werden, müssen Sie mindestens 70 Prozent der gestellten Hausaufgaben sinnvoll (aber nicht unbedingt erfolgreich, d.h. mindestens 1 von 4 Punkten) bearbeitet und sich an den Übungsstunden angemessen beteiligt haben.

Für die Bearbeitung der Übungsaufgaben können sich zwei Studenten, die in derselben Übungsgruppe eingetragen sind, zu einem Team zusammenschließen. Die Zusammensetzung der Teams sollte sich über die Dauer des Semesters nicht ändern. In jeder Abgabe muss jedes Teammitglied mindestens eine Aufgabenlösung in eigener Handschrift beitragen und dies auch entsprechend kennzeichnen. Jeder Verfasser muss bei der Besprechung der Übungsaufgabe in der Lage sein, seine Lösung an der Tafel vorzustellen. Teamabgabe macht nur Sinn, wenn Sie auch gemeinsam an allen Aufgaben arbeiten. Deshalb sollten Sie am Anfang des Semesters mindestens einen Termin pro Woche festlegen, an dem Sie sich zur gemeinsamen Bearbeitung der Aufgaben treffen.

Die Übungspunkte sind nur zur Klausurzulassung relevant, als Prüfungsleistung zählt allein das Klausurergebnis.

Da die Vorlesung sowohl im Wintersemester als auch im Sommersemester angeboten wird, gibt es keine Nachklausur. Sollten Sie die Klausurzulassung erworben, aber die Abschlussklausur nicht bestanden (oder nicht teilgenommen) haben, können Sie die Klausur in künftigen Semestern mitschreiben. In diesem Fall empfehlen wir Ihnen dringend als Klausurvorbereitung an der Vorlesung und den Übungen teilzunehmen.

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Klausur

Die Abschlussklausur findet voraussichtlich statt am Mittwoch den 26.02.2014 von 08:30-10:30 in HS 42-115.

Zur Klausur bitte einen Ausweis mit Lichtbild und den Studentenausweis zur Identifikation mitbringen.
Als Hilfsmittel ist ausschließlich ein eigenhändig beschriebenes DIN A4 Blatt zugelassen.

Der Klausurstoff besteht aus Kapitel 1-8 im Vorlesungsmanuskript (also bis einschließlich Übungsblatt 12).

Zur Abschlussklausur müssen Sie sich über das zentrale Prüfungsamt im QIS-POS System anmelden. 
Bitte beachten Sie die An- und Abmeldefristen. Kontaktieren Sie das Prüfungsamt vor der Klausur, falls Sie krankheitsbedingt nicht mitschreiben können.
Falls Sie die Klausurzulassung nicht erreichen, sollten Sie sich mindestens 1 Woche vor der Klausur im QIS-POS abmelden, da Ihnen sonst ein Versuch verloren geht.

Bitte schicken Sie auch eine kurze Mail mit Name und Matrikelnummer an boehm@mathematik.uni-kl.de, wenn Sie an der Abschlussklausur teilnehmen wollen. Dies erlaubt uns einen Plausibitätscheck der QIS-POS Liste.

Die Probeklausur findet voraussichtlich statt am Dienstag, den 11.02. von 10:45-13:45 Uhr in HS 48-210 (Klausur, Pizza, Besprechung der Aufgaben, allgemeine Fragen). Die Teilnahme ist natürlich freiwillig. Sie können (aber müssen nicht) ihre Lösung abgeben, um eine Bewertung zu erhalten. Die Probeklausur hat etwa den halben Umfang der Abschlußklausur. Eine Ähnlichkeit zwischen den beiden Klausuren kann natürlich nicht erwartet werden.

img1.gif Die Ergebnisse der Klausur sind ab sofort im URM einsehbar. Falls Sie keinen URM-Account besitzen kontaktieren Sie uns bitte.
         Dort finden Sie auch Ihre Punktzahlen für die einzelnen Aufgaben.
         Die Noten stehen auch im QIS-POS (nur aus dem Netz der Uni und per VPN erreichbar).
         Hier noch den Punktespiegel und die Notenskala.
         Die Online-Ergebnisse sind ohne Gewähr. Deshalb ist es wichtig zur Klausureinsicht zu kommen:

img1.gif Klausureinsicht am 13.03.2014 von 11:00-12:30 Uhr in HS 48-210 (oder falls dieser Termin für Sie nicht möglich ist, nach Vereinbarung in 48-431).

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Computeralgebra

Wir werden viele Konzepte der Vorlesung auch mit Computeralgebrasystemen vom algorithmischen Standpunkt betrachten. Dabei werden wir auch sehen, wie man Methoden der Kombinatorik und Analysis zum Lösen von konkreten Problemen anwenden kann.

Zugang zu den Systemen haben Sie auf dem Server linda.rhrk.uni-kl.de des Rechenzentrums mit Ihrem üblichen Benutzeraccount.
Von einem Unix-System aus loggen Sie sich mit ssh -X benutzername@linda.rhrk.uni-kl.de ein.

Für Kombinatorik und Analysis werden wir hauptsächlich Maple verwenden:

         http://www.mathematik.uni-kl.de/~boehm/lehre/1314_MfI/maple16_logo.png

Maple steht mit den Studentenaccounts auf den Uni-Rechnern zur Verfügung.
Sie können das Textinterface von Maple auf linda starten mit
/opt/maple15/bin/maple
das graphische Interface mit
/opt/maple15/bin/xmaple -x
Die Versionsnummer kann sich eventuell ändern.

Unter Windows können Sie z.B. Putty verwenden. Für das graphische Interface von Maple benötigen Sie noch einen X-Server, z.B. in Cygwin (mit den Paketen xorg-server, xinit, xorg-docs, X-start-menu-icons, openssh). In der Cygwin-Shell starten den X-Server mit startxwin.

Den folgenden Computeralgebrasystemen werden wir in der Vorlesung auch kurz begegnen:

       ScreenShot001.jpg

Das freie Computeralgebrasystem Singular zum Rechnen in Polynomringen wird in Kaiserslautern entwickelt.
Sie können es zur Installation auf Ihrem eigenen Rechner herunterladen.

groups, algorithms, programming

GAP

Das freie Computeralgebrasystem GAP zur diskreten Mathematik und Gruppentheorie können Sie ebenfalls zur Installation auf Ihrem eigenen Rechner herunterladen.:
Die Online-Hilfe von GAP finden Sie hier.

Zur Lösung der Programmieraufgaben kann auch jede andere Programmiersprache Ihrer Wahl verwendet werden.

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Übungen

Es wird voraussichtlich, je nach Bedarf eine Auswahl aus den folgenden Übungsterminen angeboten:

URM-Nr.
Wochentag
Uhrzeit
Raum
Gebäude
Übungsleiter
1 Donnerstag 08:15-09:45 205 Gebäude 11 (Elektro- und Informationstechnik) Anna Diesterhöft
2 Donnerstag 10:00-11:30 582 Gebäude 48 (Mathematik) Manuel Streicher
3 Freitag 10:00-11:30 243 Gebäude 11 (Elektro- und Informationstechnik) Florian Peter
4 Freitag 11:45-13:15 538 Gebäude 48 (Mathematik) Johannes Müsebeck

Die Anmeldung zu den Übungen erfolgt online im URM (von 10.09.13 bis 25.10.13). Bitte melden Sie sich spätestens am ersten Vorlesungstag an.
Im URM erstellen Sie einen Benutzeraccount und melden sich dann für die Mathematikvorlesungen und die zugehörigen Übungen an.

Sobald die Einteilung abgeschlossen ist erhalten Sie eine automatische Email vom System mit Ihrer Übungsgruppe.

Manfred Lehn: Wie bearbeitet man ein Übungsblatt? 

Beginn der Übungen in der zweiten Vorlesungswoche mit einer Präsenzübung.

Als Ersatztermin für den Feiertag am Freitag den 01.11. findet am Donnerstag den 31.10. von 15:30-17:00 eine Übung in HS 48-210 statt. Falls dieser Termin für Sie nicht möglich ist, können Sie auch eine der beiden anderen Übung am Donnerstag besuchen.

Übungsblatt 0 (Präsenzübung)

blatt0.ps         blatt0.pdf

Übungsblatt 1 (Abgabetermin Montag 04.11.13)

blatt1.ps         blatt1.pdf

Übungsblatt 2 (Abgabetermin Montag 11.11.13)

blatt2.ps         blatt2.pdf

hanoi.mws

Übungsblatt 3 (Abgabetermin Montag 18.11.13)

blatt3.ps         blatt3.pdf

B-adic.mws

Übungsblatt 4 (Abgabetermin Montag 25.11.13)

blatt4.ps         blatt4.pdf

Übungsblatt 5 (Abgabetermin Montag 02.12.13)

blatt5.ps         blatt5.pdf

Übungsblatt 6 (Abgabetermin Montag 09.12.13)

blatt6.ps         blatt6.pdf

Übungsblatt 7 (Abgabetermin Montag 16.12.13)

blatt7.ps         blatt7.pdf

Übungsblatt 8 (Abgabetermin Montag 06.01.14)

blatt8.ps         blatt8.pdf

Übungsblatt 9 (Abgabetermin Montag 13.01.14)

blatt9.ps         blatt9.pdf

Übungsblatt 10 (Abgabetermin Montag 20.01.14)

blatt10.ps         blatt10.pdf

Übungsblatt 11 (Abgabetermin Montag 27.01.14)

blatt11.ps         blatt11.pdf

Übungsblatt 12 (Abgabetermin Montag 03.02.14)

blatt12.ps         blatt12.pdf

kurvendiskussion.mws

Übungsblatt 13 (Abgabetermin vor der Probeklausur für Extrapunkte)

blatt13.ps         blatt13.pdf

Präsenzübung

img1.gif blatt14.ps         blatt14.pdf

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Treffpunkt

Der Treffpunkt zur Vorlesung findet mittwochs 17:30-19:00 Uhr in HS 46-280 statt. Dort können Sie in kleinen Gruppen die Übungsaufgaben bearbeiten und Fragen zur Vorlesung oder den Übungen stellen. Dazu ist der Dozent oder einer der Übungsleiter anwesend.

Die Teilnahme ist freiwillig, aber sehr nützlich, insbesondere, um am Anfang des Studiums einen Zugang zu den grundlegenden Methoden der Mathematik zu finden, die sich deutlich von der Schulmathematik unterscheiden.

Der erste Treffpunkt findet jede Woche statt beginnend mit dem 30.10.

Vor der Klausur bieten wir im Treffpunkt Klausurvorbereitungsstunden und eine Probeklausur an.

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Kontakt

Bei Fragen zur Vorlesung und den Übungen:

     
Dr. Janko Böhm
Zi. 431, Geb. 48
D-67663 Kaiserslautern
Tel.: +49 (0)631/205-2257
boehm@mathematik.uni-kl.de

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