Mathematik Studium Mathematik Kursmaterialien Sommersemester 2024
 

Thema

Als 1801 seine Arithmetischen Untersuchungen (Disquisitiones Arithmeticae) erstmals erschienen, war der junge Mathematiker Gauß gerade 24 Jahre alt. Laut Felix Klein schuf Gauß damit „die moderne Zahlentheorie und bestimmte [...] die ganze folgende Entwicklung“.

Buchdeckel
Wir erarbeiten uns in Einzelvorträgen ausgewählte Kapitel aus dem abgebildeten Buch Introduction to Number Theory von D. E. Flath, welches aus Vorlesungen über einige der Kernthemen des Gaußschen Werks entstanden ist. Insbesondere beleuchten wir das Quadratische Reziprozitätsgesetz im Rahmen der Theorie der ganzahligen binären quadratischen Formen.
Neben Grundlagen aus den Vorlesungen des ersten Semesters wird kein besonderes Vorwissen vorausgesetz, und das Proseminar richtet sich vorrangig an Studierende ab dem zweiten oder dritten Semester. In seinem Buch entwickelt Flath die Theorie sehr viel weiter, als wir in sie eindringen werden, und gibt so zahlreiche weiterführende Anregungen. Insofern kann das Proseminar durchaus auch für Studierende höheren Semesters als Zusatzveranstaltung interessant sein.

Praktisches

Aktuelles:
Die Vorbesprechung hat inzwischen stattgefunden, aber es gibt noch die Möglichkeit dazuzustoßen. Wenn Sie Interesse haben, an dem Proseminar teilzunehmen, schreiben Sie mich am besten kurz per E-Mail an. Wenn Sie möchten, können Sie auch angeben, welchen Vortrag Sie ggf. gerne übernehmen möchten. Eine Liste der bereits vergebenen und der derzeit noch freien Vorträge finden Sie untenstehend.
Beginn:
Mo., 08.04.24 von 14.30 bis 15.00 Uhr: kurze Vorbesprechung in 25.22.00.72.
Zeit/Ort:
Mo., 14.30 Uhr - 16.00 Uhr in 25.22.00.72
Inhalt:
Einstieg in die Zahlentheorie; selbständiges Erarbeiten von mathematischen Texten und Präsentation des Gelernten.
Vorkenntnisse:
Neben Grundlagen aus den Vorlesungen des ersten Semesters wird kein besonderes Vorwissen vorausgesetz. Insbesondere wird die vorherige Teilnahme an der Algebra-Vorlesung nicht erwartet.
Leistungsnachweis:
Regelmäßige Teilnahme; Vortrag.
Zuordnung:
Bachelor-Studiengänge, Reine Mathematik

Literatur

Das Proseminar folgt den ersten drei Kapiteln des bereits genannten Buches von Flath, welches über die Zentralbibliothek elektronisch zugänglich ist (siehe unten). Ggf. kann es von Nutzen sein, parallel auch in weitere Lehrbücher zu schauen; zwei geeignete Quellen sind beispielhaft aufgeführt.

Vortragsplan

Es sind insgesamt zwölf Vorträge vorgesehen; noch freie Termine werden an Interessentinnen und Interessenten auf Anfrage (per E-Mail) fortwährend vergeben.

Die noch zu vergebenden Vorträge sind blau hervorgehoben; Interessentinnen und Interessenten melden sich bitte möglichst bald.

08.04.24
Vorbesprechung (Praktisches, kurzer Überblick)
15.04.24
B. Klopsch: Primzahlen und Primfaktorzerlegung   (Abschnitte 1.2 und 1.3)
22.04.24
Y. Wang: Lineare diophantische Gleichungen vom Typ ∑i ai Xi = n   (Abschnitt 1.4)
29.04.24
M. Aaskri: Restklassenringe modulo m   (Abschnitte 2.2 und 2.3)
06.05.24
D. Mestrovic: Der Ring der ganzen gaußschen Zahlen   (Abschnitt 2.4)
13.05.24
M. Hilmi: Fermats Prinzip des unendlichen Abstiegs und Lagranges 4-Quadrate-Satz   (Abschnitt 2.7)
27.05.24
K. Steeger: Reduktion positiv-definiter binärer quadratischer Formen   (Abschnitt 2.8)
03.06.24
M. Aaskri: Kongruenzen für zusammengesetzte Moduli   (Abschnitt 3.2)
10.06.24
A. D. Le: Das Legendre-Symbol   (Abschnitt 3.3)
17.06.24
NN: Gauß' dritter, kombinatorischer Beweis des Quadratischen Reziprozitätsgesetzes   (Abschnitt 3.5)
24.06.24
J. Ziske: Das Jacobi-Symbol und der Solovay-Strassen-Test   (Abschnitt 3.8)
01.07.24
NN: Das Kronecker-Symbol für Diskriminaten   (Abschnitt 3.9)
08.07.24
NN: Darstellbarkeit von Primzahlen durch binäre quadratische Formen   (Abschnitt 3.10)

Ablauf

Die Vortragsthemen werden möglichst frühzeitig verteilt. Wenn einzelne Vorträge übrig bleiben, ist das kein Problem; diese kann ich zur Not selbst übernehmen. Sie lesen den entsprechenden Abschnitt des Buches und relevante vorherige Teile (in der regel auf jeden Fall die Einleitungen, die einen größeren Zusammenhang herstellen). Dann bereiten Sie Ihren Vortrag (ca. 80 Minuten) vor, wobei Sie sich nach Bedarf rechtzeitig unterstützen lassen. Denken Sie daran, am Anfang Ihres Vortrags die Verbindung zur jeweils vorherigen Sitzung herzustellen. Spätestens eine Woche vor Ihrem Vortragstermin stellen Sie mir Ihren Plan kurz vor und bekommen letzte Verbesserungshinweise. Genaue Details werden in der Vorbesprechung geklärt.

Allgemeine Hinweise zu der Frage Wie halte ich meinen Seminarvortrag? hat beispielsweise Prof. Lehn (Universität Mainz) hier zusammengestellt. Einiges bezieht sich eher auf fortgeschrittene Seminare, aber gerade die einfachen Dinge verdienen Beachtung (auch dort, wo Sie vielleicht anderer Meinung sind als Herr Lehn).

Kontakt

Dozent:
Prof. Dr. Benjamin Klopsch