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计算机代数  011M4017Y

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:陈玉福
课程编号: 011M4017Y 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:陈玉福
英文名称: Computer Algebra

教学目的、要求

本课程适合基础数学、应用数学、计算数学、计算机科学各专业的研究生作为专业基础课,也可供信息科学、密码学及系统科学等专业的研究生作为专业普及课。主要介绍计算机代数的经典理论、算法及应用,为学生将来从事有关方面的理论及应用研究奠定基础。

预修课程

高等代数、近世代数基础

教 材

陈玉福《计算机代数讲义》, 高等教育出版社,2009。

主要内容

第一章 引言(第1、2 学时)
计算机代数与数学计算、计算机代数系统(重点)、问题和实例演示。
第二章 数据表示与基本运算
第3、4 学时:大整数的四则运算及算法复杂度,
第 5、6 学时:多项式的带余除法及算法复杂度(重点)。
第7、8 学时:模运算(难点)与中国剩余定理。
第三章 结式与子结式
第9、10 学时:一元多项式结式(重点)、多项式公共零点与重根判定(难点)。
第 11、12 学时:行列式多项式、子结式(重点)、子结式链定理(难点)。
第 13、14 学时:子结式与余式序列、Cayley 结式、Dixon 结式、结式的应用。
第四章 整系数多项式的模运算
第15、16 学时:一元多项式最大公因式算法(重点),多元多项式最大公因式。
第17、18 学时:多项式的p-adic 表示、Newton 迭代、解Diophantus 方程(难点)。
第19、20 学时:一元多项式的无平方因式分解、Berlekamp 算法(难点)。
第21、22 学时:一元多项式分解的Hensel 提升算法(重点)、多元多项式的因式分解(难点)。
第五章 特征列方法
第23、24 学时:三角列概念与基本性质(重点)、升列、有限定理。
第25、26 学时:特征列、吴-Ritt 算法(重点)、多项式零点分解、几何定理证明。
第27、28 学时:不可约三角列、正则三角列与多项式零点分解。
第六章 Groebner 基
第29、30 学时:项序、Dickson 引理、多项式约化、Hilbert 基定理。
第31、32 学时:Groebner 基及其性质(重点)、s-多项式、Buchberger 算法。
第33、34 学时:计算多项式理想、消元理想、饱和理想。
第35、36 学时:Hilbert 零点定理、求零维理想零点的Groebner 基算法(重点)。
第七章 实系数多项式的根
第37、38 学时:实根估计:实根的界、相邻实根的距离。
第39、40 学时:实根个数判定:Sturm-Tariski 定理(重点)、Fourier 定理。
第41、42 学时:Descartes 符号法则、判别式系统。
第43、44 学时:实代数数的表示与运算(重点)、算法复杂度。
第八章 实闭域上的量词消去
第45、46 学时:实闭域公里体系、实闭域的基本性质。
第47、48 学时:半代数集的刻画:半代数系统、连通性、投影性质。
第49、50 学时:柱形代数分解算法(重点)
第51、52 学时:命题代数、量词消去法。
第九章 形式积分
第53、54 学时:微分域与微分扩张:微分算子、微分域、代数扩张、超越扩张、结构定理。
第55、56 学时:有理函数的积分:部分分式、有理部分、对数部分、积分公式。
第57、58 学时:初等函数积分:Liouville 原理、对数函数积分、指数函数积分、代数函数积分。

参考文献

1.J. von zur Gathen and J.Gerhard 《Modern Computer Algebra》,Combridge University
press, 1999
2.吴文俊《Mathematics Mechanization》,Science Press/Kluwer,Beijing 2000
3.刘木兰《Groebner 基理论及其应用》,科学出版社,2000

授课时间: 星期二, 第5、6节
授课地点: 教404
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17

授课时间: 星期四, 第5、6节
授课地点: 教404
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17

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