Множество действительных чисел. Предел последовательности. Предел функции. Монотонные функции и их односторонние пределы. Число e. О-большое и о-малое. Бесконечно большие и бесконечно малые функции. Эквивалентные функции. Непрерывность функции. Точки разрыва. Свойства функций, непрерывных на отрезке. Равномерная непрерывность. Теорема Кантора — Гейне. Обратная функция. Показательная функция.

Мнимые числа, несмотря на своё название, вполне реальны. По крайней мере, в той же степени, что и отрицательные числа, иррациональные или ноль. Хоть их не найти на привычной нам числовой оси, мнимые числа позволяют справляться с задачами, над которыми сотни лет бились умнейшие математики, а их состоятельность проверена на практике учёными и инженерами.

Доказательство гипотезы Коллатца — возможно, самая простая задача, с которой до сих пор никто не справился. Понять её суть может даже школьник, а вот над решением бьются величайшие математики уже почти сотню лет. Что это за гипотеза и чем она примечательна, расскажет Дерек Маллер в новом видео.

Граф как математический объект оказывается полезным во многих теоретических и практических задачах. Дело, пожалуй, в том, что сложность его структуры хорошо отвечает возможностям человеческого мозга: это структура наглядная и понятно устроенная, но, с другой стороны, достаточно богатая, чтобы улавливать многие нетривиальные явления. Если говорить о приложениях, то, конечно, сразу же на ум приходят большие сети: Интернет, карта дорог, покрытие мобильной связи и т.п. В основах поисковых машин, таких, как Yandex и Google, лежат алгоритмы на графах. Помимо computer science, графы активно используются в биоинформатике, химии, социологии. В этом курсе будут обсуждены классические задачи и некоторые недавние результаты и тенденции, например, экстремальная теория графов.

Возможно ли доказать всё, что истинно? Поиски ответа на этот вопрос раскололи математическое сообщество, заставили нас пересмотреть своё представление о бесконечности, помогли выиграть Вторую мировую войну и создать устройство, на котором вы посмотрите это видео. Как именно, расскажет Дерек Маллер в новом видео от Veritasium.

Таблицы сложения и умножения остатков. Многочлены с коэффициентами в остатках. Теорема Безу над любой системой остатков. Парадоксы числа корней. Таблицы умножения по простому модулю. Простейшие конечные поля. Основная теорема о корнях многочленов с коэффициентами в поле. Поля из p элементов. Теоретико-групповые методы: теорема Лагранжа и Малая теорема Ферма. Бином Ньютона, автоморфизм возведения в p-ю степень и второе доказательство теоремы Ферма. Теорема Вильсона. Конечные поля из p^r элементов, мультипликативная группа и структура их вложимости друг в друга. Единственность конечного поля.

Потенциальная и актуальная бесконечность. Наивная теория множеств Кантора. Мощность. Парадоксы теории множеств. Интуиционизм, логицизм, формализм. Теория доказательств. Программа Гильберта. Аксиоматики ZFC, ZFD, NBG. Полнота и непротиворечивость формальных систем, теоремы Геделя. Современное состояние оснований математики.

Необходимые сведения из общей топологии. Операции над топологическими пространствами. Гомотопии и гомотопические эквивалентности. Клеточные пространства. Фундаментальная группа. Теорема Ван Кампена. Фундаментальная группа клеточного пространства. Накрытия. Расслоения. Гомотопические группы. Симплициальные гомологии. Сингулярные гомологии. Клеточные гомологии. Гомотопические группы и группы гомологий. Гомологии с коэффициентами и когомологии. Кольцо когомологий.

Рациональные и вещественные числа. Предел последовательности. Сумма ряда. Замечательные пределы. Метрические пространства. Топология прямой. Открытые и замкнутые множества. Компактные множества. Мощность множества. Непрерывные функции на прямой. Степенные ряды. Производная и дифференциал. Правило Лопиталя. Разложение Тейлора. Дифференцируемость функций нескольких переменных. Производная по направлению. Формула Тейлора для функции многих переменных. Критические точки. Гессиан. Лемма Морса. Принцип сжимающих отображений. Производная обратной функции. Неявная функция. Условные экстремумы. Производная функции, заданной неявно. Кривые в R^n. Интеграл по кривой. Многообразия. Гладкие отображения многообразий. Касательный вектор. Векторные поля. Фазовая кривая и фазовый поток. Дифференциальные формы на многообразиях. Дифференциал функции. Внешнее произведение дифференциальных форм. Внешний дифференциал формы. Преобразование форм при отображениях. Интегрирование дифференциальных форм. Ориентация. Формула Стокса. Производная Ли. Лемма Пуанкаре. Когомологии де Рама. Гармонические функции. Принцип максимума.

Множества. Функции. Отношения эквивалентности и порядка. Вещественные и комплексные числа. Числовые последовательности и ряды. Метрические пространства. Сепарабельность. Полнота. Пополнение. Вещественные и pадические числа пополнения рациональных чисел. Топология вещественной прямой. Теорема Бэра. Компакты. Множество Кантора. Непрерывные функции и их свойства. Фундаментальная группа окружности. Поточечная и равномерная сходимость последовательности функций. Топологические пространства. Топология поточечной сходимости. Производная и дифференциал. Производные высокого порядка. Формула Тейлора. Интеграл. Теорема Лиувилля об интегрируемости в элементарных функциях.

Почему мы рассматриваем окружающий мир через призму математической логики? Как была открыта планета Нептун? И как Максвелл вывел свои уравнения? Как мы воспринимаем размерность пространства? Каким образом связаны логическое математическое мышление и интуиция? Как были описаны фракталы? Апории Зенона «Ахиллес и черепаха», отель Гильберта и размерности пространства. Как математически были классифицированы симметрии явлений? Как соотносятся полупростые группы Ли и физика элементарных частиц? Что явилось математической предпосылкой существования кварков? Полупростые группы Ли, классификация элементарных частиц и математические моделях в природе.

Что такое математика? Многие не считают её самостоятельной наукой. Пожалуй, это комплимент, ибо её ранг — язык науки. Значит ли это, что математикам всё подвластно? Примеров тому множество — от открытия планет до Бозона Хигса. Простым людям математика помогает обобщать и анализировать сложные ситуации, усваивать стиль жизни, подспудно соответствующий математическим закономерностям. Может быть, самым элегантным из всех существующих.

Как по одному проводу или радиоканалу одновременно разговаривают миллионы? Кодовое разделение каналов CDMA (Code Division Multiple Access) на основе ортогональной системы векторов.

Комплексные числа: Как возникают и что обеспечивают. Как введение «странных» объектов проливает свет на реальные проблемы. Теория вещественных чисел: Пополнение прямой. Сечения Дедекинда. Зачем это нужно. Системы счисления: Что говорил Плутарх. Позиционная запись чисел. Десятичная система, двоичная. Игра «Ним» на шахматной доске. Двоичный выигрывающий алгоритм. Множества и операции: Наивная теория множеств. Сходство и различия с арифметическими операциями. Булевы структуры. Какими моделями их можно наполнять. Как эти модели перекликаются. Математическая индукция: Аксиома Пеано. Механизм индукции. Примеры.

Истоки тригонометрии. Идеи подобия. Параллакс. Основные тригонометрические функции. Единичная окружность как сердцевина тригонометрии. О широком распространении гармонических колебаний. Обзор основных формул. Обратные тригонометрические функции. Чем плохи обратные функции вообще. Почему обратные тригонометрические ещё хуже.

Выпуклость и неравенства. Неравенство Иенсена. Метод математической индукции. Среднее арифметическое больше среднего геометрического. Приёмы доказательств. Использование производных. О монгольском неравенстве. Метод интервалов. Неравенство с логарифмами.

Числа и арифметика. Что такое функция. Способы задания. Характерные особенности. Линейная функция. Принципы суперпозиции, на которых стоит вся физика. Квадратные уравнения. Теорема Виета. Ряд Фибоначчи. Корни из отрицательных чисел. Квадратный многочлен. Неравенство Коши — Буняковского. Деление многочленов и теорема Безу. Показательная функция. Вычислительный алгоритм для извлечения корней. Экспоненциальный рост. Десять в сотой — накрывает всю Вселенную. Логарифмы. Закон Вебера — Фехнера. Децибелы. Дифференциальные уравнения.

Документальный фильм об истории математики в Париже 19 века.

Бросание монеты, дни рождения. Парадокс Кардано. О необходимости фиксации вероятностной модели в каждой ситуации. Задача о трёх картонках. Пространство элементарных событий. Суммы, произведения. Условные вероятности. Нарушение транзитивности при бросании костей. Случайные величины и их характеристики. Как возникают недоразумения из-за матожидания. Стоит ли покупать лотерейные билеты. Не обманывают ли нас страховые компании. Вывод закона больших чисел. Стабилизация функций большого числа переменных. Обоснование частотного определения вероятности. Парадокс Монти Холла. Конверты с деньгами. Семьи с близнецами. Интуитивно неожиданная ситуация с неравенствами. 01-последовательности.

Если кто-то думает, что мы учимся строить графики, — то это для нас не главное. Мы рассчитываем на побочные результаты. Графики с модулями. Но это лишь повод. А речь об умении вообще строить графики, иметь дело с различными функциями и логически мыслить. На проделанную работу важно смотреть не как на ассортимент опробованных графиков, а как на совокупность методов и приёмов построения графиков, которые годятся совсем в других обстоятельствах. Стиль и логика мышления — вот что главное.