Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «НИС Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" Факультет Математики Программа дисциплины НИС «Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и направления 010100.68 «Математика» подготовки магистра Автор программы: Шевчишин В.В., PhD, [email protected], Пушкарь П.Е. к.ф.-м.н., [email protected] Тюрин Н.А., д.ф.-м.н., [email protected] Рекомендована секцией УМС по математике «___»____________ 2014 г. Председатель С.М. Хорошкин Утверждена УС факультета математики «___»_____________2014 г. Ученый секретарь Ю.М. Бурман ________________________ Москва, 2014 Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «НИС Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра 1 Область применения и нормативные ссылки Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра, направления 010100.68 «Математика» подготовки магистра. Программа разработана в соответствии с: ОС НИУ ВШЭ; Рабочими учебными планами университета: по направлению 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и по направлению 010100.68 «Математика» подготовки магистра, специализации Математика, утвержденными в 2013 г. 2 Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины «Топология гладких многообразий и теория Морса» являются получение базовых сведений о гладких многообразиях, их строении, методах их изучения, а также применения многообразий и связанными с ними конструкциями в различных разделах математики. 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины студент должен: Знать определение и основные примеры многообразий, базисные конструкции их построения; Знать формулировку проблемы классификации многообразий (обобщённой проблемы Пуанкаре), а также основные методы позволяющие доказывать изоморфность и неизоморфность многообразий; Ознакомиться с основными конструкциями и структурами на многообразиях: ориентируемость, гомологии и когомологии, двойственность Пуанкаре, связная сумма многообразий, фундаментальная группа, характеристические классы; Знать определение функции Морса и её основные свойства, ознакомиться с теоремой об h-кобордизме; Ознакомиться со спецификой многообразий малой размерности. В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции: Компетенция Код по ФГОС/ НИУ умение воспринимать ПК-5 математические тексты ИК-М2.1 в форме устных (МА) сообщений Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата) Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции Способен воспринимать и интерпретировать математические тексты в форме устных сообщений разного уровня строгости и детализованности, в т.ч. содержащие легко Формируется при работе на семинаре в ходе восприятия докладов других студентов и последующего обсуждения этих докладов Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «НИС Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра Компетенция Код по ФГОС/ НИУ Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата) устранимые ошибки умение выступать с ПК-6 Способен выступить с устными сообщениями ИК-М2.2/ докладом (устным на тему собственных и 3.1/3.2(МА) сообщением) с изложением чужих исследований задач и результатов из области специализации студента (в т.ч. собственных) освоение специальной ПК-8 Способен освоить предметной ИК-М2.4.1/ специальную предметную терминологии на 2.4.2 (МА) терминологию на русском и русском и английском английском языках для языках целей профессионального и научного общения Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции Формируется в ходе подготовки доклада, выступления на семинаре и последующего обсуждения Формируется в ходе всей работы по дисциплине — прослушивания и обсуждения (на английском языке) докладов других студентов, подготовки и выступления (на английском языке) с докладом на семинаре Формируется в ходе подготовки доклада, выступления на семинаре и последующего обсуждения умение публично ПК-9 Способен публично описать собственные ИК-М2.5.1/ описать собственные научные результаты и 2.5.2 (МА) научные результаты и результаты других результаты других учёных учёных из области специализации студента умение найти научную ПК-10 Способен находить Формируется в ходе информацию и ИК-М4.1/ необходимую научную подготовки доклада на адаптировать её для 4.2/4.6 (МА) информацию (в т.ч. с семинаре устного изложения в использованием докладе электронных библиотечных ресурсов и баз данных) и адаптировать её для устного изложения в докладе на семинаре 4 Место дисциплины в структуре образовательной программы Настоящая дисциплина относится к циклу дисциплин теоретического обучения и блоку дисциплин по выбору. курс) Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах: Математический анализ, основы дифференциальной геометрии, топология (базисный Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями: Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «НИС Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра Дифференциальное и интегральное исчисление функций одной и многих переменных; основы дифференциальной геометрии; основы алгбраической топологии. Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин: дифференциальная геометрия, алгебраическая топология, теория особенностей, Кэлерова геометрия, геометрические конструкции в физике 5 Тематический план учебной дисциплины № 1 2 3 4 6 Название раздела Основные понятия теории гладких многообразий Функции Морса и их свойства, кобордизмы многообразий Применение функций Морса к классификации гладких многообразий Рассмотрение примеров, разбор наиболее интересных и важных примеров и частных случаев Итого: Форма контроля Текущий (неделя) Итоговый Участие в работе семинара Выступление на семинаре 7 180 Аудиторные часы Практиче Лекци Семин ские и ары занятия Самостоятельная работа 12 24 12 24 24 30 24 30 72 108 Формы контроля знаний студентов Тип контроля 6.1 Всего часов Модуль Параметры ** 1 2 3 4 Оценка активности в работе семинара x x Оценка за выступление на семинаре Критерии оценки знаний, навыков Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале. Студент должен дважды выступить на семинаре с подготовленным выступлением, решить предложенную домашнюю письменную работу и защитить ее на зачете. Образовательные технологии В ходе работы семинара планируется приглашение ряда российских ученых для освещения тем, в которых они являются признанными мировыми специалистами. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «НИС Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра 8 8.1 9 Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента Тематика заданий текущего контроля Примеры тем для выступлений студентов на семинаре: Определение и основные свойства многообразий, Определение и основные свойства функции Морса, Хирургия многообразий и изменение топологии уровня функции Морса при прохождении кри Порядок формирования оценок по дисциплине Оценка за текущий, промежуточный и итоговый контроль выставляется по 10-балльной системе. Результирующая оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом: Отекущий = k1* Ок/р + k2* Осам. работа Преподаватель оценивает самостоятельную работу студентов: правильность выполнения домашних работ, задания для которых выдаются на семинарских занятиях, правильность решения задач на семинаре. Оценки за самостоятельную работу студента преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка - Осам. работа определяется перед промежуточным (итоговым) контролем. Сумма удельных весов должна быть равна единице: ∑k = 1 Способ округления накопленной оценки текущего контроля в пользу студента. Результирующая оценка за промежуточный (итоговый) контроль складывается из результатов накопленной результирующей оценки за текущий контроль, удельный вес которой составляет k1 = 0,3 и оценки за экзамен/зачет, удельный вес k2 = 0,7. Опромежуточный/итоговый = 0,3 * Отекущий + 0,7 * Озачет/экзамен Способ округления накопленной оценки промежуточного (итогового) контроля в форме зачета/экзамена в пользу студента. Студент может получить возможность пересдать низкие результаты за текущий контроль. В диплом ставится оценка за итоговый контроль, которая является результирующей оценкой по учебной дисциплине. 10 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 10.1 Базовая литература Милнор, Дж., Теорема об h-кобордизме, М., Мир, 1969 Милнор, Дж., Теория Морса, М., Мир, 1965 10.2 Дополнительная литература В.В.Прасолов. Элементы комбинаторной и дифференциальной топологии (М.: МЦНМО, 2004) Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» Программа дисциплины «НИС Топология гладких многообразий и теория Морса» для направления 010100.62 «Математика» подготовки бакалавра и 010100.68 «Математика» подготовки магистра В.В.Прасолов. Элементы теории гомологий (М.: МЦНМО, 2006) Матвеев С.В., Фоменко А.Т. Алгоритмические и компьютерные методы в трехмерной топологии. М.: МГУ, 1991