מטרת הסמינר להציג את מחקר אנשי הסגל במחלקה לסטודנטים לתואר ראשון. ככלל, החומר שיוצג יהיה ברמה של שנה ב ומעלה, אבל כולם מוזמנים

הסמינר מתכנס בימי שלישי, בשעות 18:00-19:30, באולם 101-, בניין מתמטיקה

מפגשים בסמסטר 24–2023–א

תאריך
כותרת
מרצה
תקציר
9 בינו נקודות רציונליות על עקומים אליפטיים, עקומים מודולריים והעקום המקוללOnline אמנון בסר

בעייה יסודית בתורת המספרים היא להבין את אוסף הפתרונות במספרים רציונליים למשוואה פולינומיאלית בשני משתנים. מסתבר שפתרון הבעייה תלוי באינווריאנטה של המשוואה הקרויה הגנוס. כאשר מספר שלם זה הוא 0 מציאת כל הפתרונות היא משימה קלה מאד. כאשר הגנוס גדול מ-1 משפט מפורסם משנות השמונים של המאה ה-20 מראה שיש רק מספר סופי של פתרונות. מציאת כל הפתרונות היא בעייה קשה מאד.

כאשר הגנוס הוא 1 המשוואה נקראת עקום אליפטי. במקרה כזה ניתן להגדיר על אוסף הפתרונות מבנה של חבורה אבלית בשיטה גאומטרית פשוטה. משפט Mordell–Weil מראה שחבורה זו נוצרת סופית ולפיכך, גם כאשר מספר הפתרונות הוא אינסופי יש מספר סופי של פתרונות בסיסיים אשר מהם אפשר לקבל את כל הפתרונות. נסקור את ההוכחה של משפט זה ואת התורה של גבהים עליה היא מבוססת.

לפי משפט המבנה של חבורות אבליות, החבורה של עקום אליפטי היא מכפלה של מספר עותקים סופי $r$ של החבורה החיבורית של השלמים, ושל חבורת הפיתול, כלומר, אוסף הפתרונות של משוואת העקום שהם מסדר סופי. המספר $r$ נקרא הדרגה של העקום והוא נושאה של ההשערה של Birch Swinnerton-Dyer שהיא אחת מהשערות מליון הדולר המפורסמות של מכון קליי.

נושא מחקרי מעניין אחר הוא חבורת הפיתול. משפט מפורסם של Mazur אומר שלעקום אליפטי מעל המספרים הרציונליים יש לכל היותר 16 נקודות פיתול. ידועות הכללות של המשפט הזה לנקודות של עקומים אליפטיים מעל שדות אחרים.

בשנים האחרונות יש מחקר יותר מעמיק של התנהגות הפיתול של עקום אליפטי. אפשר למשל לשאול במקום האם יש נקודת פיתול מסדר $n$ עם קואורדינטות רציונליות האם קיימת תת חבורה צקלית מסדר $n$ שמוגדרת כולה מעל הרציונליים, כלומר שתת החבורה נשמרת תחת אוטומורפיזם גלואה. עקומים אליפטיים עם מבנה נוסף כזה ממוינים על ידי עקומים מודולריים ולכן הבעייה היא בעצם למצוא נקודות רציונליות על עקומים מודולריים. נסביר מעט על התורה של עקומים מודולריים והקשר שלהם לעקומים אליפטיים, ועל הקשר להשערת פרמה.

עקום מודולרי אחד שהבעייה של מציאת הנקודות הרציונליות עליו התבררה כקשה במיוחד זכה לכינוי ”העקום המקולל“. לפני 4 שנים הצליחו לפתור את הבעייה. באופן מפתיע, לפתרון יש קשר גם לתורת הגבהים.

23 בינו שילוב אופטימלי של טיפולים בעזרת שרשראות מרקובOnline אריאל ידין

לעיתים קרובות במערכות בעולם ישנן כמה פתרונות אפשריים, אבל כל פתרון לבדו אינו אופטימלי. דוגמא שאנו נשתמש בה לצורך המחשה היא טיפול (תרופתי) מסוים למחלה. באופן קלאסי, חולה המגיעה לקבל סדרת טיפולים מקבלת סדרה מאפשרות אחת בלבד של התרופות האפשריות. בשנים האחרונות ישנן רופאות אשר נותנות סדרה של טיפולים מתרופה א, ואחר כך סדרה נוספת מתרופה ב.

אנו נשאל את השאלה כיצד אפשר לשלב שני סוגי טיפול באופן מיטבי (ורציונאלי)? נדגים בשיחה שלנו כיצד הופכים בעיה כזו לבעיה מתמטית, ונראה את הפתרון (היעיל) של הבעיה הזו.

השחקנית המתמטית המרכזית המופיעה בסיפור שלנו נקראת ״שרשרת מרקוב״. אין צורך בידע מוקדם, יש יתרון קטן למי שיודעת כפל מטריצות ו/או הסתברות בסיסית.

6 בפבר גאומטריה ותורת החוגים דוד קורווין

דקארט מצא קשר עמוק בין אלגברה לגאומטריה: המישור הקרטזי, שבו מתאימים נקודה לכל זוג של מספרים ממשיים. בחצי הראשון של המאה ה-20, מתמטיקאים מצאו קשר יותר עמוק: לכל צורה גאומטרית מוגדרת ע“י משוואות פולינומיאליות, התאימו חוג (במובן של מבנים אלגבריים), שבו תכונות גאומטריות של הצורה משתקפות בתכונות אלגבריות של החוג. באמצע המאה ה-20, גאון בשם אלכסנדר גרוטנדיק הוביל מהפכה שבה הבין שאפשר להתאים פירוש גאומטרי למגוון מבנים אלגבריים מופשטים. בפרט, אפשר להתאים לחוג המספרים השלמים צורה או ”מרחב“ שהנקודות שלו הן בדיוק המספרים הראשוניים. מהפכה זו השפיעה לא רק על הגאומטריה האלגברית אלא על מגוון תחומים במתמטיקה, מהם תורת המספרים ופיזיקה מתמטית. אם יישאר זמן, ננסה לתת מושג של הקשר שהוא פתח בין טופולוגיה לתורת המספרים בעזרת תורת גלואה.

20 בפבר אופרטורים שהם כמעט חד-חד-ערכיים וכמעט עלOnline אילן הירשברג

אחד המשפטים הבסיסיים באלגברה לינארית אומר שאופרטור לינארי על מרחב וקטורי סוף מימדי הוא חד-חד-ערכי אם ורק אם הוא על. לא קשה לראות שמשפט זה אינו תקף כאשר מדובר במרחבים אינסוף מימדיים, כגון אלה שבהם עוסקת אנליזה פונקציונלית. בהרצאה אדבר על אופרטורי טפליץ: סוג של אופרטורים על מרחבי הילברט אינסוף מימדיים (מרחבי מכפלה פנימית שלמים) שהם ”כמעט“ חד-חד-ערכיים ו“כמעט“ על, במובן שהגרעין שלהם הוא סוף מימדי והם ”מפספסים“ מרחב סוף מימדי. ההפרש בין המימדים הללו, שנקרא האינדקס של האופרטור, מקודד לפעמים מידע גיאומטרי מעניין, למשל מספר הסיבוב של מסילה. בהרצאה אדון במושגים הללו, וככל שיתיר הזמן, אסביר גם מהו הקונטקסט האלגברי-אנליטי המופשט יותר שבו ניתן להבין אותם.

5 במרץ דינמיקה בשירות הקומבינטוריקה, או: פרומו לקורס שלי בסמסטר הבא יאיר הרטמן

אחת התופעות שאני מאוד אוהב במתמטיקה היא הוכחת משפט בתחום אחד, באמצעות כלים מתחום אחר. בהרצאה נראה איך ניתן להוכיח משפטים בקומבינטוריקה (העונים לשם ”תורת רמזי“) באמצעות דינמיקה טופולוגית. למי שייפתח התיאבון, בסמסטר הבא אעביר קורס (לתארים מתקדמים) שישכלל מאוד את הרעיון הזה.

סמינר מאורגן על-ידי ד“ר משה קמנסקי