SF1662 Diskret matematik 7,5hp
för CL1, vt12

URL: http://www.math.kth.se/math/GRU/2011.2012/SF1662/CLGYM

Kursansvarig: Bengt Ek, 08-790 6951, bek@math.kth.se
Kursstart: Onsdagen den 18 januari 2012 klockan 10.15 i sal E2.

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


Aktuell information


Viktiga tider


Lärare m.fl.

Kursledare och föreläsare:
Bengt Ek (bek@math.kth.se), tel. 790 6951, rum 3549.
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: Erik Gyllensvärd (erikg@math.kth.se), nås säkrast i samband med undervisningen.
Grupp 2: Åke Lundin ( nake.lundin@hotmail.se), nås säkrast i samband med undervisningen.
Rum 3xyz ovan finns på plan x, Lindstedtsvägen 25 (dvs under klocktornet), där entréplanet räknas som plan 5.
Kurssekreterare:
Rose-Marie Jansson (jansson@math.kth.se).
Kurssekreteraren kan besvara frågor om registrering, inrapportering av betyg och anmälan till tentor om det inte fungerar via "Mina sidor".
Med frågor om kursens innehåll bör man vända sig till lärarna.

Kursnämndsrepresentanter (utsågs andra föreläsningen):
Joakim Cronelöv, (skriv honom).
David Pettersson, (skriv honom).
Till dem kan man framföra synpunkter på kursen och undervisningen (man kan förstås också själv tala med läraren).
Kursnämnden planeras ha två möten i samband med kursen.


Kursbeskrivning

Bakgrund och betydelse

Denna kurs läses av CL1.

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

Diskret matematik ger 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. Dessutom är vissa kunskaper i diskret matematik nödvändiga för att kunna förstå, analysera och konstruera algoritmer och datastrukturer.

Kursen söker ge grundläggande kunskaper, insikter och färdigheter i diskret matematik. Med "insikter och färdigheter" menas bland annat förståelse av begreppen, förmåga att göra korrekta matematiska resonemang och att kunna redogöra för dem muntligt och skriftligt.

Kursens mål och innehåll

Se studiehandboken.

Förkunskaper

SF1661, Perspektiv på matematik.
(Vana vid och vilja till abstrakta resonemang kan vara bra att ha.)


Kurslitteratur

Kursböcker

Vi använder dessa böcker.
Eriksson, Kimmo och Gavel, Hillevi:
"Diskret Matematik och diskreta modeller"

Studentlitteratur, 2002 (ISBN 91-44-02465-7).
I vår kurs ingår följande delar:
kapitlen (1) och 2-5,
kapitel 6 (utom avsnitten 6.3, 6.5.1, 6.5.2, 6.6.1),
kapitel 8 (utom avsnitt 8.1.3).
Eriksson, Kimmo och Gavel, Hillevi:
"Diskret Matematik Fördjupning"

Studentlitteratur, 2003 (ISBN 91-44-02878-4).
I vår kurs ingår följande delar:
(kapitel 1),
kapitel 2 (utom avsnitt 2.2),
kapitel 3 (utom avsnitt 3.1),
kapitel 5 (utom avsnitt 5.2)
avsnitten 7.1-7.2.3 och 9.1-9.2.

Kompletterande material (ingår i kurslitteraturen)

Material som kan komplettera kursböckerna (inte kurslitteratur)

Övrigt material


Examination

Dels kontrollskrivningar under kursens gång, dels en skriftlig tentamen vid kursens slut.
Lyckade kontrollskrivningar kommer att räcka för betyg E på kursen (utan tenta).
Tentamen
Skrivningen kommer att omfatta tre delar, I, II och III.
Del I består av 5 uppgifter, som vardera kan ge högst 3p. Godkänd kontrollskrivning nr i ger automatiskt 3p på uppgift nr i (i=1,2,3,4,5).
Del II består av 3 uppgifter, som vardera kan ge högst 4p.
Del III består av 2 uppgifter, som vardera kan ge högst 5p. För att lösa dessa behövs en djupare insikt i kursinnehållet och för full poäng krävs väl strukturerade och presenterade lösningar.
Från kontrollskrivningarna kan man också få ett extra bonuspoäng per skrivning (se nedan).
Totalt blir det alltså möjligt att få 42p på skrivningen.

För godkänt, dvs minst betyget E, på tentamen krävs dels minst 12p på del I, dels totalt på skrivningen (inklusive poäng från kontrollskrivningar) poäng som följer:
betyg E: 15p,
betyg D: 18p,
betyg C: 22p,
betyg B: 27p,
betyg A: 32p.

Minst 13p totalt, men inte godkänt, ger resultat Fx, som innebär rätt till komplettering.

Årets tentor:
28 maj 2012:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil    Resultat   pdf-fil   
15 augusti 2012:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   

Eftersom kursen ges för första gången finns inga gamla tentor, men stora delar av innehållet är detsamma som i kurs SF1610. I vår kurs ingår utöver innehållet i den det som behandlas i de två "stencilerna" (om faktorisering mm och gruppers verkan).
Här är gamla skrivningar från SF1610:

Förra årets tentor, kurs SF1610:
30 maj 2011:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgift 4 kunde inte getts i vår kurs)
17 augusti 2011:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgift 9 kunde inte getts i vår kurs)

Förrförra årets tentor, kurs SF1610:
Extraskrivning 29 maj 2010:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgift 6 kunde inte getts i vår kurs)
31 maj 2010:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgift 4 kunde inte getts i vår kurs)
18 augusti 2010:   Tentan   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgift 7 kunde inte getts i vår kurs)



Kontrollskrivningar

Fem kontrollskrivningar under kursens gång kommer att ges. Klarad ks kommer att ersätta varsin uppgift på skrivningen och den som klarat alla ks:ar har redan betyg E på kursen klart.
Dessutom ger 13p eller mer (av 15 möjliga) vid ks ett extra bonuspoäng som läggs till den totala poängen på tentan.
Skrivningarna omfattar följande material
KS1: Aritmetik, delbarhet, faktorisering mm, DM3,
KS2: Mängder, induktion, funktioner, faktorisering mm, DM2, 4, 8; "Mer om faktorisering",
KS3: Kombinatorik och sannolikhet, permutationer, DM5; DMF5.1 (utom 5.1.2),
KS4: Algebra med tillämpningar, DMF2.1, 3.2, 5.3; "Om gruppers verkan på mängder",
KS5: Grafer, DM6 (utom 6.5.2, 6.6.1 och 6.3), DMF7.1-7.2.3.

Årets kontrollskrivningar:
KS1, 9 februari 2012:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil    Resultat   pdf-fil   
KS2, 5 mars 2012:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil    Resultat   pdf-fil   
KS3, 23 april 2012:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil    Resultat   pdf-fil   
KS4, 14 maj 2012:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil    Resultat   pdf-fil   
KS5, 21 maj 2012:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil    Resultat   pdf-fil   

Fördelningen av innehållet på skrivningarna var annorlunda i den tidigare kursen och vissa problem i dess skrivningar kan inte ges i årets kurs (och vissa problem som ges i år kunde inte ha getts då).

Förra årets kontrollskrivningar, kurs SF1610:
KS1, 21 februari 2011:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   
KS2, 7 mars 2011:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   
KS3, 4 april 2011:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   
KS4, 2 maj 2011:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgifterna 1abef, 2ac, 3, 5 kunde inte getts i vår kurs)
KS5, 18 maj 2011:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil

Förrförra årets kontrollskrivningar, kurs SF1610:
KS1, 15 februari 2010:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil
KS2, 8 mars 2010:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil
KS3, 12 april 2010:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil
KS4, 3 maj 2010:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil   (uppgifterna 1abef, 2ac, 3, 5 kunde inte getts i vår kurs)
KS5, 19 maj 2010:   Skrivningen   pdf-fil    Lösningar   pdf-fil


Undervisning

Undervisningen ges dels som föreläsningar, dels som övningar.
På föreläsningarna varvas teori och illustrerande problemgenomgångar, medan övningarna ägnas problemlösning av lärare och/eller studenter.
I listan betyder "DMx" avsnittet x i den första kursboken och "DMFx" motsvarande i den andra. "Fakt" betecknar stencilen om faktorisering och "Gruppverk" stencilen om gruppers verkan på mängder.
Kontrollskrivningarna sker på särskilda tider, se ovan (och nedan).

Föreläsningar (preliminärt)
Nr Tid Lokal Innehåll Avsnitt i litteraturen Samman-
fattning
F1 On 18/1 10-12 E2 Presentation av kursen.
Heltalsaritmetik, divisionsalgoritmen. Talbaser.
SI-ledarna presenterar sig efter rasten.
DM3.1-2 pdf-fil
F2 Fr 20/1 10-12 E2 Delbarhet. Delargrafer. Primtal.
Största gemensam delare, minsta gemensam multipel.
Euklides algoritm.
DM3.3.1-4
(utom 3.3.4.1)
pdf-fil
F3 On 25/1 10-12 E2 Den diofantiska ekvationen ax+by=c.
Entydig faktorisering av heltal.
DM3.3.5, 3.3.4.1 pdf-fil
F4 Fr 27/1 10-12 E2 Modulär aritmetik. DM3.4 pdf-fil
F5 Fr 3/2 10-12 E2 Rekursion, induktion. DM4 pdf-fil
F6 On 8/2 10-12 Q2 Gaussiska heltal. Polynom.
Division, delbarhet, entydig faktorisering.
Övningsks1  svar
Fakt pdf-fil
KS1 To 9/2
10.00-11.00
F2 KONTROLLSKRIVNING 1
på DM3 (F1-F4).
F7 On 15/2 10-12 E3 Mängder.
Beteckningar, begrepp.
Räkneregler, boolesk algebra.
DM2.1-5 pdf-fil
F8 Fr 17/2 10-12 E3 Relationer.
Ekvivalensrelationer. Partialordningar.
DM8.1 pdf-fil
F9 Må 20/2 13-15 E3 Funktioner.
Injektioner, surjektioner, bijektioner.
Inversfunktioner, kardinalitet.
DM8.2, 2.6 pdf-fil
F10 On 29/2 10-12 E3 Inledning kombinatorik.
Additions- och multiplikationsprinciperna.
Lite sannolikhetslära.
Övningsks2  svar
DM5.1-3 pdf-fil
KS2 Må 5/3
9.00-10.00
Q17,Q22 KONTROLLSKRIVNING 2
på DM2, 4, 8; Fakt (F5-F9).
F11 Må 5/3 10-12 E3 Ordnade urval med/utan upprepning.
Icke-ordnade urval utan upprepning,
binomialtal och multinomialtal.
DM5.4-5 pdf-fil
F12 On 7/3 10-12 E3 Icke-ordnade urval med upprepning.
Postfacksprincipen.
DM5.8.2, 5.6 pdf-fil
F13 Må 19/3 10-12 D3 Principen om inklusion/exklusion.
Uppdelningar av mängder, stirlingtal.
DM5.7, 5.8.1 pdf-fil
F14 Fr 23/3 10-12 E2 Permutationer.
Tvårads-, enrads- och cykelnotation.
Multiplikation, invers, ordning.
Ex med permuterade skurkar.
DMF5.1-1.1 pdf-fil
F15 Fr 30/3 10-12 E3 Permutationer, mer.
Konjugering. Udda och jämna permutationer.
DMF5.1.3-4 pdf-fil
F16 On 11/4 10-12 M3 Grupper. Introduktion.
Exempel. Cykliska grupper.
DMF2.1.1, 2.1.3-4 pdf-fil
F17 Fr 13/4 13-15 E2 Gruppisomorfi. Delgrupper.
Direkta produkter av grupper.
DMF2.1.2, 2.1.6 pdf-fil
F18 Fr 20/4 10-12 V3 Sidoklasser. Lagranges sats.
Normala delgrupper.
Lite om ringar och kroppar.
Övningsks3  svar
(Ks:en på måndag blir nog lite mindre lätt.)
DMF2.1.5 pdf-fil
KS3 Må 23/4
9.00-10.00
E35,E36 KONTROLLSKRIVNING 3
på DM5; DMF5.1 (utom 5.1.2) (F10-F15).
F19 Ti 24/4 10-12 E2 Gruppers verkan på mängder.
Antalet banor. Burnsides lemma.
DMF5.3
Gruppverk
pdf-fil
F20 On 2/5 10-12 E2 Fermats lilla sats.
RSA-kryptering. Primalitetstest.
DMF3.2 pdf-fil
F21 Må 7/5 10-12 E3 Grafer, inledning. Grafisomorfi.
Eulerkretsar, hamiltoncykler.
DM6.1-2, 6.4 pdf-fil
F22 Fr 11/5 10-12 E3 Träd. Planära grafer.
Övningsks4  svar
DM6.5-6
(utom 6.5.1, 6.5.2, 6.6.1)
DMF7.1
pdf-fil
KS4 Må 14/5
9.00-10.00
D34,D35 KONTROLLSKRIVNING 4
på DMF2.1, 3.2, 5.3; Gruppverk (F16-F20).
F23 Må 14/5 10-12 E3 Platonska grafer. Duala grafer.
Graffärgning. Fyrfärgssatsen.
Kromatiska polynom.
Övningsks5  svar
DMF7.1.1,
DMF7.2 (t.o.m. 7.2.3)
pdf-fil
KS5 Må 21/5
9.00-10.00
D34,D35 KONTROLLSKRIVNING 5
på DM6 (utom 6.3, 6.5.2, 6.6.1); DMF7.1-2 (utom 7.2.4-5) (F21-F23).
F24 Må 21/5 10-12 E3 Matchning i bipartita grafer.
Halls giftermålssats.
DMF9.1-2 pdf-fil
F25 On 23/5 10-12 E3 Reservtid. Repetition.
Tag med en kortlek till föreläsningen.
DM, DMF pdf-fil

 
Övningar (preliminärt)
Nr Tid Lokal Att välja bland Att göra själv
Ö1 Fr 20/1 13-15 B21,B24 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM3: 2, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 17, 18, 22
Ö2 On 1/2 13-15 E33,E34 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM3: 25, 29, 30, 31, 35, 45, 46, 47, 48, 49, 54
KS1 To 9/2
10.00-11.00
F2 KONTROLLSKRIVNING 1
på DM3 (F1-F4).
Ö3 Fr 10/2 10-12 E32,E34 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM4: 5, 9, 10, 11, 16, 17, 18, 19, 20, 45, 46, 47, 66
Fakt:
Ö4 Må 20/2 10-12 B21,B24 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM2: 9, 11, 13, 17, 18, 34
DM8: 4, 5, 10, 12, 15, 19, 21, 26, 63
Ö5 Fr 2/3 10-12 B21,B24 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM5: 3, 4, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 25
DM8: 29, 32, 34, 36, 41, 55, 56, 57, 58, 69, 79
KS2 Må 5/3
9.00-10.00
Q17,Q22 KONTROLLSKRIVNING 2
på DM2, 4, 8; Fakt (F5-F9).
Ö6 Fr 9/3 10-12 B21,B24 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM5: 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 41, 43, 46, 52, 54, 65, 67, 68, 70, 71, 72, 73
Ö7 On 28/3 10-12 E33,E34 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM5: 62, 82
DMF5: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Ö8 Fr 13/4 10-12 E33,E34 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DMF2: 1, 3, 6, 8, 9, 10, 12, 13, 34, 35
DMF5: 11, 12, 16, 17, 20, 21, 51
KS3 Må 23/4
9.00-10.00
E35,E36 KONTROLLSKRIVNING 3
på DM5; DMF5.1 (utom 5.1.2) (F10-F15).
Ö9 Må 23/4 10-12 E33,E34 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DMF2: 5, 16, 17, 21, 22, 36, 38, 39, 40
Ö10 On 9/5 13-15 E32,E33 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM6: 9, 10, 11, 12, 24, 31, 33, 34, 42, 47, 48, 49
DMF3: 29, 31, 34, 35, 40; DMF5: 48
KS4 Må 14/5
9.00-10.00
D34,D35 KONTROLLSKRIVNING 4
på DMF2.1, 3.2, 5.3; Gruppverk (F16-F20).
Ö11 On 16/5 10-12 D32,D35 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DM6:55, 56, 62, 67, 92
DMF7: 1, 2, 7, 14, 15, 22, 23, 28, 29
KS5 Må 21/5
9.00-10.00
D34,D35 KONTROLLSKRIVNING 5
på DM6 (utom 6.3, 6.5.2, 6.6.1); DMF7.1-2 (utom 7.2.4-5) (F21-F23).
Ö12 Fr 25/5 9-12 E33,E34 uppgifter (pdf)
svar (pdf)
DMF9: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10
Repetition
För hemarbete rekommenderas dels de uppgifter som står under rubriken "Att göra själv", dels de som inte hunnits med på övningarna.