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Mathematik

Übersicht Algebra und Geometrie (EGAL)

 Letzte Änderung: 21. Juni 2004 
 
Festlegungen zu Anfang:

det := Determinate, I := Ideal, R,S := Ringe (mit Eins); HIR := Hauptidealring, hyp := hyperbolisch,
K := Körper, M := Modul, (K-)VR := (K-)Vektorraum, UR := Unterraum

Def. := Definition

1. Gruppen und Symmetrien

1.1 Polyeder und Symmetriegruppen
  • Die 5 Platonischen Körper
  • Eulersche Polyederformel
  • Duale Körper und Isomorphismus
  • Alternierende Gruppen
  • Symmetriegruppe(n) von Dodekaeder und Ikosaeder
  • Projektion auf die Kugeloberfläche
1.2 Gruppenoperationen
  • Definition einer Operation
  • Gruppentheorie
  • Eigenschaften in Gruppen
  • Modulgruppe
  • Bahn bzw. Orbit, Stabilisator, Vertretersystem
  • Symmetrie bei Gleichheit zwischen Orbits
  • Primzahlordnung
  • treue Operation, fixpunktfrei
1.3 Ausbau der Gruppentheorie
  • Abbildung "Konjugation", Konjugiertenklasse
  • Zentrilisator, Zentrum
  • Normalteiler, Nebenklassen
  • p-Gruppe
  • p-Sylowgruppen, Normalteiler
  • Satz von Lagrange
  • Die drei Sylowsätze
1.4 Symmetrie in Ornamente
  • Fixgruppe eines Ornament
  • Verschiebung, Translation
  • genau 17 verschiedene Gruppen
  • Symmetriegruppen von Tapetenmuster
  • diskrete Untergruppe
  • Fundamentalbereich, Repräsentanten
  • Gitter und Diskriminante
  • Gitterbasis, kürzeste Vektoren, Erzeuger
  • Fries, Friesgruppen
  • Rapport, Shift, Drehzentren
  • vertikale-, horizontale- und Gleitspiegelungen
1.5 Tapetengruppen
  • zyklische Symmetriegruppe eines regulären n-Ecks
  • Rotationsgruppe, Rotationssymmetrie
  • kürzeste Verschiebung
  • Hexagonalgitter
  • Drehgruppen, Drehung um kleinsten Winkel
  • kristallographische Restriktion
  • rhombisches Gitter, Quadratgitter
  
2. Moduln über Hauptidealringen

2.1 Gitter im Rn
  • Untergitter
  • Gitter sind abelsche Gruppen
  • Mikowski'scher Gitterpunktsatz
  • Zentralsymmetrie
2.2 Einige diophantische Gleichungen
  • Kongruenz, Restklasse
  • Wilson's Theorem
  • x2 - Dy2 = 1
  • Grundlösung
  • Pellsche Gleichung, kleinste Bild
  • Satz Euler/Fermat
  • Satz von Dirichlet
  • Dirichletscher Approximationssatz
  • quadratfrei, Lösbarkeit in Z-Modulo
  • Primfaktorzerlegung, diophantische Gleichung n= x2 + y2
  • Satz Lagrange/Fermat, diophant. Gleichung n= x2 + y2 + w2
2.3 Ringe und Ideale
  • Def. Ideal und Hauptideal
  • Erzeuger
  • Def. Integritätsring
  • Eigenschaften: teilbar, invertierbar
  • Einheiten, Einheitengruppe
  • ggT
  • Minimalität und Durchschnitt von Idealen
  • In Z ist jedes Ideal ein Hauptideal
  • Faktorgruppe R\I ist ein Ring mit Eins
  • Nebenklassen aus R\I sind Restklassen
  • Restklassenring Z/dZ
  • Nullteiler
  • Restklassenring modulo I
  • Def. Ringhomomorphismus /Phi: R -> S
  • R/Kern(/Phi), /Phi(R) /subset S
  • Hauptidealring (HIR)
  • Teiler, irreduzibel, Zerlegung, faktoriell
  • maixmales Ideal, Primideal
  • faktorielle Ringe => Primelemente => irreduzible Elemente
2.4 Moduln
  • Def. Links- und Rechtsmodul
  • K-VR sind unitäre Moduln
  • Def. Untermodul
  • Ring := R-Modul
  • Erzeugendensystem, nicht jedes hat eine Basis
  • Torsionsmodul
  • Z-Modul
  • Rang von M
  • Nullteilerfreiheit
2.5 Homomorphismen und Ideale
  • Direkte Produkte und direkte Summe von Untermoduln
  • endlich erzeugte torsionsfreie Moduln über HIR habe eine Basis
  • R-Modul M hat Basis B => M frei über B
  • R HIR, M endlich erzeugter torsionsfreier R-Modul: M ist frei
  • M/Tor M ist torsionsfrei, damit auch frei
  • Annulator (Ann), Ordnungsideal
  • abelsche Gruppen der Ordnung n, als Z-Modul endlich erzeugt
  • Elementarteilersatz
  • maximales Element bzgl. Inklusion

2.6 Normalformen von Endormorphismen
  • K-VR als K[X]-Modul, sowie ein Hauptideal
  • Normalformen über beliebige Körper
  • freies Modul vom Rang 1 über K[X]
  • irreduzible Polynome
  • Endomorphismen als quadratische Matrix, Jordankasten
  • Minimalpolynom
  • kanonische rationale Form
  • Satz Cayley-Hamilton
  • invariante Teilräume

3. Hyperbolische Geometrie

3.1 Lorentzform
  • Positivbereich
  • Lorentzgruppe mit det /phi= +- 1
  • Lorentztransformation
3.2 Nichteuklidische Geometrie
  • Verknüpfungs-, Anordnungs-, Kongruenz-, Parallelen- und Stetigkeitsaxiome
  • Modelle hyperbolischer Geometrie, Hyperbolische Räume
  • orthogonale Gruppe LO(V'), spezielle Lorentzgruppe SLO(V')
  • Positivbereich P besteht nur aus Halbstrahlen
  • Projektiver Raum P(V')
  • k-dimensionaler hyperbolischer UR
  • hyp. Punkt, hyp. Gerade, hyp. Ebene und hyp. Hyperfläche
  • Doppelverhältnis in der projektiven Geometrie
  • hyperbolische Bewegungsgruppe
  • Def. "unendlicher ferner Punkt"
  • Hälfte eines zweischaligen Hyperboloids
  • Hyperboloidmodell
  • Ballmodell ("konformes Modell")
3.3 Der hyperbolische Abstand
  • homogene Koordinate eines unendlichen fernen Punktes
  • Linearkomibinaten, Projektivierung
  • Tangentialvektoren, Tangentialraum
  • Winkelsumme hyp. Dreieck ist nicht 180°



 
 
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