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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