ریاضیات گسسته ۱
ریاضیات از دبیرستان تا دانشگاه
S1. معرفی دوره
شما خواهید آموخت: درباره این دوره، محتوای آن و بهینهترین روش مطالعه آن در کنار کتاب.
S2. مقدمات: «قلمموها و بومهای نقاشی»
شما خواهید آموخت: برخی مبانی مورد نیاز برای درک مباحث جدیدی که در این دوره مورد بحث قرار میگیرند.
S3. شروعی بسیار نرم: «نقاشی درختهای کوچک شاد»
شما خواهید آموخت: اولین نگاه را به انواع مسائل و ترفندهای خاص ریاضیات گسسته خواهید داشت: اثبات فرمولها، انگیزهبخشی برای فرمولها، استخراج فرمولها، تعمیم فرمولها، نوید استقرای ریاضی، بخشپذیری اعداد (از طریق تجزیه، تحلیل باقیماندهها/موراد)، روشهای مختلف حل مسئله (مدلسازی ریاضی، استفاده از گرافها، نمودارها، اصل لانه کبوتری، اصل کمینه، [همواره] تفکر منطقی و استراتژیها)؛ همچنین با مسائلی آشنا میشوید که (هنوز) قادر به حل آنها نیستیم اما در بخش ۱۲ (شمارش) حل خواهند شد؛ هیچکدام از اینها بر پایه تئوریهای بزرگ نیست، بلکه فقط تفکر منطقی است؛ آن را به عنوان یک «سلفسرویس» (بوفه) از ریاضیات گسسته در نظر بگیرید.
S4. منطق
شما خواهید آموخت: معنای نمادهای مورد استفاده در منطق؛ عطف، فصل، استلزام، تعادل، نقیض؛ قوانین پایه منطق (توتولوژیها) و نحوه اثبات آنها؛ دو نوع سور (Quantifier): وجودی و کلی؛ شرایط لازم و کافی. این بخش تقریباً مشابه بخش ۷ در دوره «Precalculus 1» است؛ من فقط مطالب مربوط به تعریف اپسیلون-دلتا برای حد را حذف کردهام چون برای ریاضیات گسسته کاربردی ندارد. همچنین چندین مسئله جدید (ویدیوهای ۸۷-۹۳) اضافه کردهام که در دوره Precalculus نبودند.
S5. مجموعهها
شما خواهید آموخت: اصطلاحات و فرمولهای پایه نظریه مجموعهها و ارتباط آن با منطق؛ اجتماع، اشتراک، تفاضل مجموعهها، زیرمجموعه، متمم؛ کاردینالیته (تعداد اعضا) یک مجموعه؛ اصل شمول و عدم شمول. این بخش تقریباً مشابه بخش ۸ در دوره «Precalculus 1» است.
S6. توابع
شما خواهید آموخت: درباره توابع: روشهای مختلف تعریف توابع؛ دامنه، همدامنه، برد، نمودار؛ توابع پوشا، یک-به-یک، یک-به-یک پوشا، توابع معکوس، تصاویر معکوس؛ توابع یک-به-یک پوشا و کاردینالیته مجموعهها؛ ترکیب توابع؛ نمونههایی از توابع یکنواخت و متناوب. همچنین اطلاعاتی درباره سایر مباحث مرتبط با بررسی توابع (در حساب دیفرانسیل و انتگرال) و مکان یافتن آنها در مجموعههای Precalculus و Calculus دریافت خواهید کرد.
S7. روابط
شما خواهید آموخت: درباره روابط دوتایی به طور کلی، و به طور خاص درباره روابط RST (بازتابی-متقارن-متعدی)، کلاسهای همارزی و روابط ترتیبی (ترتیب جزئی). این بخش تقریباً مشابه بخش ۹ در دوره «Precalculus 1» است.
S8. توابع به عنوان رابطه
شما خواهید آموخت: تعریف تابع به عنوان رابطهای بین مجموعهها: دامنه و همدامنه؛ توابع یک-به-یک، پوشا، یک-به-یک پوشا و توابع معکوس. این بخش تقریباً مشابه بخش ۱۰ در دوره «Precalculus 1» است.
S9. مقدمهای بسیار کوتاه بر دنبالهها
شما خواهید آموخت: یک مقدمه بسیار کوتاه درباره مبحث دنبالهها: فقط به اندازهای که برای بخشهای بعدی این دوره (اثباتها و ترکیبیات؛ برای دومی فقط به دنبالههای محدود نیاز داریم) و تکمیل بحث توابع تعریف شده روی مجموعه اعداد طبیعی (جمع و مقیاسبندی دنبالهها، دنبالههای یکنواخت) کافی باشد؛ مبحث دنبالهها به طور جامع و از پایه در DM2 پوشش داده خواهد شد.
S10. تکنیکهای مختلف اثبات
شما خواهید آموخت: معنای کلمات اصل موضوعه، تعریف، قضیه، لم، گزاره، نتیجه و اثبات؛ انواع مختلف اثباتها به همراه مثال: اثبات مستقیم، اثبات غیرمستقیم (اثبات به روش تناقض، اثبات نقیض)، اثبات استقرایی، اثبات موردی؛ اثبات یا رد گزارهها (یافتن مثالهای نقض).
S11. فاکتوریل، ترکیب (n choose k) و قضیه دوجملهای
شما خواهید آموخت: برخی ویژگیهای مهم نماد سیگما؛ تابع فاکتوریل، ضرایب دوجملهای، مثلث پاسکال؛ قضیه دوجملهای (قضیهای که نحوه رساندن مجموع دو جمله به هر توان طبیعی مثبت را بیان میکند) همراه با انگیزه و اثبات رسمی؛ من چندین اتحاد دوجملهای و منابع یافتن آنها را به شما نشان خواهم داد (عمدتاً بدون اثبات، زیرا این بخش به DM2 منتقل شده است، جایی که اثباتهای «معمولی» و ترکیبی زیادی خواهید دید)؛ تمام اینها برای بخش بعدی (ترکیبیات) بسیار مهم خواهد بود.
S12. ترکیبیات: هنر شمارش، مقدمه (ادامه در DM2)
شما خواهید آموخت: برخی مفاهیم پایه ترکیبیاتی مانند جایگشت، ترتیب و ترکیب؛ توضیحی درباره نام ضرایب دوجملهای («n choose k» یا ترکیب n در k)؛ شمارش زیرمجموعههای یک مجموعه محدود؛ شمارش مسیرها در یک شبکه؛ چند مثال از اثباتهای ترکیبیاتی. موارد بسیار بیشتری در DM2 خواهد بود، قول میدهم.
نکته: این اولین بخش از سهگانهی ما در ریاضیات گسسته است. مباحث بعدی در دورههای آتی پوشش داده میشوند: مقدمهای بر نظریه اعداد با حساب پیمانهای، مقدمهای بر ساختارهای جبری (گروهها، حلقهها، میدانها و غیره)، با گروههای جایگشتی و کاربردهای هندسی بسیار جذاب (DM2)؛ دنبالهها (رابطههای بازگشتی، توابع مولد و غیره)، مقدمهای بر نظریه گراف (DM3). مبحث ترکیبیات (پس از مقدمه در DM1) در DM2 بیشتر بررسی شده و سپس مقدمهای بسیار کوتاه بر احتمال (گسسته) ارائه میشود.
حتماً با استاد خود بررسی کنید که کدام بخشهای دوره برای امتحان نهایی شما مورد نیاز است. این موارد از کشوری به کشور دیگر، از دانشگاهی به دانشگاه دیگر و حتی سال به سال در یک دانشگاه متفاوت است.
توضیحات دقیق محتوای دوره، شامل تمام ۲۷۲ ویدیو و عناوین آنها، و متن تمام ۳۹۵ مسئله حل شده در این دوره، در فایل منابع ارائه شده است:
“001 List_of_all_Videos_and_Problems_Discrete_Mathematics_1.pdf”
در زیر ویدیو ۱ («معرفی دوره»). این محتوا در ویدیو ۱ نیز ارائه شده است.
Hania Uscka-Wehlou
معلم دانشگاه در ریاضیات، PhDI یک ریاضیدان چند زبانه با اشتیاق به آموزش ریاضیات است. من همیشه سعی میکنم سادهترین توضیحات ممکن را برای مفاهیم و نظریههای ریاضی، تا حد امکان، با تصاویر و با انگیزههای هندسی پیدا کنم. من به عنوان مدرس ارشد ریاضیات در دانشگاه اوپسالا (از آگوست 2017 تا آگوست 2019) و در دانشگاه Mälardalen (از آگوست 2019 تا مه 2021) در سوئد کار کردم، اما به کار دائم خود پایان دادم تا بتوانم دوره هایی را برای Udemy ایجاد کنم. زمان. من اصالتاً اهل لهستان هستم که در آنجا ریاضیات نظری خواندم و مدارک آموزشی را در دانشگاه کوپرنیک در تورون (1992-1997) دریافت کردم. قبل از آن، من در یک کلاس ریاضی در دبیرستان "لیسه چهارم" در تورون از یک آموزش ریاضی بسیار دقیق لذت بردم، که زمینه بسیار محکمی برای هر چیز دیگری که بعدا آموختم و تدریس کردم به من داد. پایان نامه دکتری من (2009) در دانشگاه اوپسالا در سوئد با عنوان "خطوط دیجیتال، کلمات استورمیان و کسرهای ادامه دار" بود.
نمایش نظرات