SF1630 Diskret matematik 9hp för D3, ht13

URL: http://www.math.kth.se/math/GRU/2013.2014/SF1630/CDATE/

Kursansvarig: Bengt Ek, 08-790 6951, bek@math.kth.se
Kursstart: Måndagen den 2 september 2013 klockan 8.15 i sal F1.

Sidan uppdateras efter hand. Gå in då och då och se vad som har ändrats.


Aktuell information


Viktiga tider


Lärare m.fl.

Föreläsare:
Bengt Ek (bek@math.kth.se), tel. 790 6951, rum 3650.
Kommentarer och frågor från kursdeltagare är välkomna vid föreläsningarna eller via elpost, telefon eller personligt besök.
För besök, ring eller mejla gärna innan för säkerhets skull.
Övningsledare:
Grupp 1: Lars Svensson (larses@math.kth.se), tel. 790 8052, rum 3649.
Grupp 2: Jan Kristoferson (janke@kth.se), nås säkrast i samband med undervisningen.
Grupp 3: Erik Aas (eaas@math.kth.se), tel. 790 6643, rum 3732.
Grupp 4: Magnus Carlsson (macarlso@math.kth.se), tel. 790 6685, rum 3414.
Rum 3xyz ovan finns på plan x, Lindstedtsvägen 25 (dvs under klocktornet), där entréplanet räknas som plan 5.
Kurssekreterare:
Anne Riddarström (annrid@kth.se), tel. 790 6297.
Kurssekreteraren kan besvara frågor om registrering, inrapportering av betyg och liknande.
Med frågor om kursens innehåll bör man vända sig till lärarna.

Kursnämndsrepresentanter (utsågs första föreläsningen):
August Bonds (skriv honom),
Kristoffer Emanuelsson (skriv honom).
Till dem kan man framföra synpunkter på kursen och undervisningen (man kan förstås också själv tala med lärarna).
Kursnämnden planeras ha minst ett möte per period i samband med kursen.


Kursbeskrivning

Kursens betydelse

Denna kurs är obligatorisk för D3.

Den diskreta matematiken (kombinatorik, grafteori, talteori, abstrakt algebra) har sedan mitten av nittonhundratalet ökat explosionsartat i betydelse, både som forskningsområde och för tillämpningar inom framförallt datalogi men även inom fysik, kemi, bioteknik och ekonomisk modellering.

För att kunna förstå, analysera och konstruera algoritmer och datastrukturer är vissa kunskaper i diskret matematik nödvändiga. Dessutom ger diskret matematik tillfälle att öva tankens skärpa på ett kanske tillgängligare sätt än differentialkalkyl och geometri, samtidigt som den kan användas för att modellera många vardagsnära problem som kan vara både viktiga och underhållande.

Kursens mål är att ge kunskaper, insikter och färdigheter i diskret matematik som kan vara nyttiga för en datalog. Med "insikter och färdigheter" menas bland annat förståelse av begreppen, förmåga att göra korrekta matematiska resonemang och att kunna redogöra för dem.

Kursens mål och innehåll

Se studiehandboken.

Förkunskaper

SF1604 Linjär algebra, eller motsvarande.

Kurslitteratur

Kursbok

Biggs, Norman L.: "Discrete Mathematics" (Second edition); Oxford University Press, 2002 (ISBN 9780198507178). (THS)
En ganska tjock bok (drygt 400 sidor, men vi läser inte alls hela), men den är trevligt och klart skriven.
Kom igång med läsningen så snart som möjligt!

I denna kurs ingår avsnitt 4.5, kapitlen 5, 6, avsnitt 7.2-3, kapitel 8, kapitlen 10-13 (utom 11.6-7 och 13.4-5), kapitel 15, kapitel 17, avsnitt 19.2, kapitel 20, avsnitt 21.1-4, kapitel 22, avsnitten 23.1-4 och 24.1-4.

Gamla upplagan av boken

Så här ser en äldre upplaga av boken ut.
Man kan nog klara sig med den, men det är förstås bättre med den nya. Det är i början av texten de stora skillnaderna finns.
Kapitel 1-9 i den nya upplagan är till största delen nya. Av dem motsvarar kap. 5 och 6 den gamla upplagans kap. 2, medan kapitel 8 motsvarar de gamla avsnitten 1.5-8. Kapitlen 4 och 7 ersätter de gamla avsnitten 1.1-4, men framställningen är förändrad, så man bör låna ett exemplar av den nya upplagan och läsa de kapitlen där.
För kapitel 10-27 i den nya upplagan gäller att kapitel n i stort sett exakt tycks överensstämma med kapitel n-7 i den gamla.

Övrigt kursmaterial (ingår i kurslitteraturen!)

Övrigt material


Examination

Tentamina och betygskriterier

Två tentamina: TENA, 6hp, efter period 1 och TENB, 3hp, efter period 2.
Observera att tentan kommer att se lite annorlunda ut i år än förra året, bland annat blir det en teoridel, med frågor om definitioner och satser. En beskrivning av de nya betygskriterierna och av tentornas nya utformning finns här.
(Förrförra året var det en tenta (TEN1, 9hp) på hela kursen. Den som var förstagångsregistrerad på kursen (SF1631) ht 2011 skall skriva TEN1, som kommer att ges i samband med omtentorna för årets kurs.)

Årets tentor:
25 oktober 2013, TENA  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
7 januari 2014, TENA  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
7 januari 2014, TEN1 (för SF1631, ht11)  pdf-fil,   lösningar  pdf-fil   
16 januari 2014, TENB  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
13 mars 2014, TENB  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
13 mars 2014, TEN1 (för SF1631, ht11)  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
20 augusti 2014, TENA  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
20 augusti 2014, TENB  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   
20 augusti 2014, TEN1 (för SF1631, ht11)  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   

Förra årets tentor:
18 oktober 2012, TENA  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
11 december 2012, TENB  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
7 januari 2013, TENA  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
7 januari 2013, TEN1 (för SF1631, ht11)  pdf-fil,   lösningar  pdf-fil
31 maj 2013, TENB  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
31 maj 2013, TEN1 (för SF1631, ht11)  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil

Förrförra årets tentor (kurs SF1631, dvs SF1630 + en uppsats):
20 oktober 2011, tentan  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
28 januari 2012, tentan  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
28 januari 2012, del A (för äldre) tentan  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
18 februari 2012, del B (för äldre) tentan  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
8 juni 2012, del B (för äldre) tentan  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil
15 augusti 2012, tentan  pdf-fil,    lösningar  pdf-fil   

Fler gamla tentor finns här.

Lappskrivningar

Vid sex övningstillfällen, tre för varje del av kursen (se ovan för tider), ges korta (25 minuter) lappskrivningar med två uppgifter. De omfattar sådant som behandlats t.o.m. veckan innan. Nytt föor i år är att lappskrivningarna kommer att omfatta en teoriuppgift och en ''tillämpad'' uppgift. Detta beskrivs i bladet om betygskriterier.
Lappskrivningen kan ge bonus till tentorna, som ger full poäng på en teoriuppgift, en problemuppgift eller båda vid respektive tentamen (ls1A, ls2A, ls3A till TENA, ls1B, ls2B, ls3B till TENB) och motsvarande omtentan.

Årets lappskrivningar:
20 september 1Aa 1Ab svar   
4 oktober 2Aa 2Ab svar   
10 oktober 3Aa 3Ab svar   
22 november 1Ba 1Bb svar   
29 november 2Ba 2Bb svar   
6 december 3Ba 3Bb svar   

Förra årets lappskrivningar (som alltså var annorlunda än årets):
18 september 1Aa 1Ab svar
2 oktober 2Aa 2Ab svar
8 oktober 3Aa 3Ab svar
9 november 1Ba 1Bb svar
16 november 2Ba 2Bb svar
23 november 3Ba 3Bb svar

Förrförra årets lappskrivningar (då var det bara totalt fem stycken):
13 september 1a 1b svar
20 september 2a 2b svar
27 september 3a 3b svar
4 oktober 4a 4b svar
11 oktober 5a 5b svar

Betygssättning

Slutbetyget på kursen fås som medelvärdet av betygen på tentorna, höjt om man hamnar mittemellan två betyg.
Det betyder att [slutbetyg]=heltalsdelen av (0,5+0,5*[betyg TENA]+0,5*[betyg TENB]), där [betyg] är 1, 2, ..., 5 då betyg är E, D, ..., A.
(För SF1631, med uppsats, ges slutbetyget, som tidigare, av medelvärdet (avrundat) av betygen på TENA, TENB och uppsatsen.
För dem som läste SF1631 förrförra året gäller [slutbetyg]=heltalsdelen av (0,5+0,75*[betyg TEN1]+0,25*[uppsatsbetyg]).)


Undervisning

Undervisningen ges i form av föreläsningar och räkneövningar. På föreläsningarna varvas teori och illustrerande problemgenomgångar, medan övningarna ägnas problemlösning av lärare och/eller studenter.
På övningarna kommer också lappskrivningarna att ges.

Föreläsningar (preliminärt)
Nr Tid Lokal Innehåll Avsnitt i litteraturen Samman-
fattning
1 Må 2/9 8-10 F1 Inledning. Rekursionsekvationer. Rekursionsstencil,
Biggs 4.5, 19.2
pdf-fil
2 On 4/9 15-17 F1 Mästarsatsen. Inledning grafer,
ex. om vargar och getter (pdf-fil).
Valens, isomorfi.
Rekursionsstencil,
Biggs 15.1-3
pdf-fil
3 Må 9/9 15-17 F2 Eulerkretsar. Hamiltoncykler. Biggs 15.4 pdf-fil
4 Ti 10/9 13-15 F1 Träd. Hörnfärgning. Bipartita grafer. Biggs 15.5-7, 17.1 pdf-fil
5 To 12/9 13-15 E1 Planära grafer. Planaritetsstencil pdf-fil
6 Fr 13/9 13-15 F1 Kantfärgning. Latinska kvadrater. Alternerande stigar.
Halls bröllopssats.
Biggs 17.2-4 pdf-fil
7 Må 16/9 8-10 D1 Maximala matchningar. Transversaler. Biggs 17.5-6 pdf-fil
8 On 18/9 8-10 F1 Delbarhet, sgd. Euklides algoritm. Entydig faktorisering. Biggs 8 pdf-fil
9 To 19/9 13-15 D1 Modulär aritmetik. Biggs 13.1-3 pdf-fil
10 Fr 20/9 8-10 D1 Eulers fi-funktion, kinesiska restsatsen.
Ett gammalt tentatal (pdf-fil), lösning.
Biggs 13.3
Kinesisk reststencil
pdf-fil
11 Ti 24/9 15-17 E1 Funktioner, räkning. Kardinalitet. Postfacksprincipen. Biggs 5, 6 pdf-fil
12 On 25/9 8-10 F1 Multiplikationsprincipen och binomialtal. Binomialsatsen. Biggs 10.1-2, 10.4-5, 11.1 pdf-fil
13 Ti 1/10 14-16 E1 Multinomialtal. Urval med upprepning. Biggs 11.2-3, 12.3 pdf-fil
14 On 2/10 10-12 E1 Principen om inklusion och exklusion (sållprincipen).
Exempel kombinatorik-grafteori.
Biggs 11.4 pdf-fil
15 Må 7/10 8-10 E1 Stirlingtal och ekvivalensrelationer. Biggs 7.2-3, 12.1-3 pdf-fil
16 Ti 8/10 15-17 E1 Eulers funktion och Möbiusfunktionen. Biggs 10.3, 11.5 pdf-fil
17 Må 14/10 13-15 D1 Permutationer.
Ett ex. "permuterade skurkar" (pdf-fil).
Biggs 10.6 pdf-fil
18 Ti 15/10 13-15 D1 Mer om permutationer.
Repetition.
Biggs 12.4-6 pdf-fil
TENA Fr 25/10
14.00-19.00
Q,V Tentamen (TENA, 6hp) på innehållet i F1-F18.
19 Må 4/11 8-10 E1 Grupper, ordning av element. Biggs 20.1-4 pdf-fil
20 Ti 5/11 8-10 F2 Cykliska grupper. Delgrupper. Biggs 20.5-7 pdf-fil
21 Må 11/11 8-10 F2 Lagranges sats. Exempel. Biggs 20.8 pdf-fil
22 Ti 12/11 13-15 F2 Mer om cykliska grupper mm. Biggs 20.9 pdf-fil
23 Ti 19/11 13-15 D1 Grupper som verkar på mängder. Burnsides lemma. Biggs 21.1-4 pdf-fil
24 On 20/11 8-10 F2 Ringar och kroppar. Biggs 22.1-3 pdf-fil
25 Ti 26/11 13-15 F1 Polynomfaktorisering. Irreducibla polynom. Biggs 22.4-8 pdf-fil
26 To 28/11 8-10 F1 Ändliga kroppar. Biggs 23.1-4 pdf-fil
27 Må 2/12 13-15 F1 Mer om ändliga kroppar. Biggs 23.1-4 pdf-fil
28 To 5/12 13-15 D1 Felrättande koder. Biggs 24.1-4 pdf-fil
29 Ti 10/12 13-15 D1 RSA-kryptering. Primalitetstest. Kryptografistencil pdf-fil
30 Må 16/12 13-15 D1 Repetition. Problemgenomgång. Allt möjligt pdf-fil
TENA, TEN1 Ti 7/1-14
14.00-19.00
V Omtentamen (TENA, 6hp) på innehållet i F1-F18,
omtentamen (TEN1, 9hp) på hela kursen (för SF1631, ht11 + väsentligt äldre).
TENB To 16/1-14
8.00-13.00
L,Q Tentamen (TENB, 3hp) på innehållet i F19-F30.

 
Övningar (preliminärt)
Nr Tid Salar Uppgifter att välja bland
("rek", "plan", "kin" och "krypto" står för stencilerna om
rekursion, planaritet, kinesiska restsatsen och kryptografi,
"extra" står för stencilen med extra uppgifter, finns här)
1 Fr 6/9 10-12 Q11,Q13,
Q15,Q31
rek 4,5,6,8; Biggs 15.1:4; 15.2:1,2,3; 15.3:1,2,3,4,5; extra svar
2 On 11/9 10-12 Q11,Q13,
Q15,Q31
Biggs 15.4:1,3,4,5 (i vilka kuber kan musen starta om han vill sluta i mitten?); 15.5:1,2,4; 15.6:1,2; 15.7:1,2,3; 15.8:8; extra svar
3 Fr 13/9 15-17 Q11,Q13,
Q15,Q31
plan 1,2,3; Biggs 17.1:2,3; 17.2:1,2,4; 17.4:1,2,3; extra svar
4 On 18/9 10-12 L21,L22,
L51,L52
Biggs 17.5:1; 17.6:1,3,4; 17.7:1(,9); 8.4:1,2,4(finn alla x,y); 8.6:3,5; 8.7:5,14; extra svar
5 Fr 20/9 10-12 L51,L52,
Q11,Q13
Ls 1A, 10.15-10.40, om grafer (Biggs 15 och 17; planaritetsstencilen)
Biggs 13.1:1,2,3; 13.2:1,3,4; 13.3:1,4,5,7,8; kin 1,2,3; extra svar
6 To 26/9 10-12 D35,D42,
E51,E52
Biggs 5.2:1,2; 5.3:1; 5.4:2,3; 5.5:4; 6.2:3; 6.4:2,3,5; 6.5:2,3; 10.1:1,2; 10.2:1,3; 10.4:2,3; 10.5:1,2,4; 11.1:3,4,5; extra svar
7 Fr 4/10 15-17 B21,B22,
Q15,Q17
Ls 2A, 15.15-15.40, om heltal mm (Biggs 5, 6, 8 och 13.1-3; kinesiska reststencilen)
Biggs 11.1:6,7; 11.2:2,3; 11.3:2,3; 11.4:1,2,5; 11.8:3,5,6; 12.3:1,2,5,6; extra svar
8 To 10/10 10-12 D34,D35,
E31,E33
Ls 3A, 10.15-10.40, om kombinatorik (Biggs 7.2-3, 10.1-2, 10.4-5, 11.1-4 och 12.3)
Biggs 10.3:2; 10.7:4,5,7; 11.5:1,2,3,4; 12.1:1,2; extra svar
9 To 17/10 8-10 D32,D34,
D41,D42
Biggs 10.6:1,2,3,4; 12.5:1,2,3,4; 12.6:1,2,3,4; 12.7:19; extra svar
TENA Fr 25/10
14.00-19.00
Q,V Tentamen (TENA, 6hp) på innehållet i F1-F18.
10 Ti 5/11 13-15 D34,D35,
E31,E32
Biggs 20.2:1,3,4; 20.3:1,2,3,5; 20.4:1,3; 20.5:1,4; 20.6:1,4; 20.7:1,2,3,4; extra svar
11 Fr 15/11 13-15 D34,D35,
D41,D42
Biggs 20.8:1,2,3,4,5; 20.9:1,2,3; 20.10:5,13
12 Fr 22/11 13-15 E31,E32,
E33,E35
Ls 1B, 13.15-13.40, om grupper (Biggs 20)
Biggs 21.1:2,5; 21.2:2,4; 21.3:3; 21.4:1,2,3,4; 22.1:2; 22.2:1,3; 22.3:2,3
13 Fr 29/11 10-12 Q11,Q13,
Q26,Q34
Ls 2B, 10.15-10.40, om gruppers verkan på mängder, ringar och kroppar (Biggs 21.1-4, 22.1-3)
Biggs 22.4:1,4; 22.5:1,2,3,4; 22.6:1,3; 22.7:6; 22.8:1,3; 22.9:1,4,5,16; 23.1:1,2,3,4; 23.2:1; 23.3:1; 23.4:1,2,3,4
14 Fr 6/12 13-15 D35,D42,
E31,E35
Ls 3B, 13.15-13.40, om polynom, ändliga kroppar (Biggs 22.4-8 och 23.1-4)
Biggs 24.1:1,2; 24.2:1,2,3,4; 24.3:1,2,3; 24.4:1,2,3,4
15 Ti 17/12 13-15 D34,D41,
E31,E32
krypto 1,3,5,7,8; Repetition
TENA, TEN1 Ti 7/1-14
14.00-19.00
V Omtentamen del A (hela kursen för SF1631, ht11).
TENB To 16/1-14
8.00-13.00
L,Q Tentamen (TENB, 3hp) på innehållet i F19-F30.
För hemarbete rekommenderas de uppgifter av ovanstående som inte hunnits med på övningarna, samt övriga exempel från relevanta avsnitt i Biggs bok.