Giuseppe Gaeta -- Didattica


Nell'anno 2010-2011 insegno tre corsi:

Fisica Matematica III per la laurea triennale in Matematica per le Applicazioni
Sistemi Dinamici 2 per le lauree magistrali in Matematica e Matematica per le Applicazioni
Modelli matematici (modulo del corso di Modellistica Ambientale) per la laurea magistrale in Scienze della Natura

Attenzione: Il corso di Biomatematica I   per le lauree magistrali in Matematica e Matematica per le Applicazioni non si terrà nell'anno 2010-2011; si segnala agli studenti interessatiu che in quest'anno verrà invece tenuto il corso di Biomatematica II ad orientamento numerico. E' probabile che il corso di Biomatematica I sia nuovamente offerto nell'anno 2011-2012, ma naturalmente ogni decisione in merito verrà presa a suo tempo dal CCD. Allo stesso modo, e' possibile che il corso di Sistemi Dinamici 2 non venga offerto nell'anno 2011-2012, ma ogni decisione in merito verrà presa a suo tempo dal CCD.

Attenzione: Il corso di Modelli Matematici in Biologia e' al momento sospeso a seguito della nota agitazione dei ricercatori. Per informazioni su questo corso, gli studenti sono invitati a consultare il sito del CCD competente (o della Facoltà); in ogni caso è previsto che io NON lo insegni nel presente anno accademico.
Gli studenti immatricolati nell'anno 2009/2010 e che abbiano questo esame nel piano di studi possono sostenere l'esame (6 crediti) in occasione degli scritti per il corso di Modelli Matematici

Attenzione: Per comunicazioni relative alla didattica, utilizzare l'indirizzo giuseppe.gaeta@unimi.it avendo cura di inserire un "subject" relativo al corso
(altrimenti la mail potrebbe essere considerata spam, venendo da un mittente sconosciuto)
 
 
Fisica Matematica III
(Matematica)
Sistemi Dinamici 2
(Matematica)
Modelli Matematici
(Scienze Naturali)


Date appelli di esame a.a. 2010/2011
Attenzione: date da confermare 

Vedere le sezioni dei singoli corsi (links qui sopra) per orari ed aule in cui si terranno gli esami
 
Modelli Matematici (Scienze Naturali) Fisica Matematica III Sistemi Dinamici 2
Trattandosi di un modulo (del corso di Modellistica Ambientale), la verbalizzazione sarà effettuata dal docente del secondo modulo; per la stessa ragione,  gli appelli potrebbero non comparire sul SIFA. è necessaria l'iscrizione sul SIFA queste date sono consigliate e appariranno sul SIFA; gli esami si svolgono su appuntamento, contattare il docente una o due settimane prima della data.



8 Febbraio 2011 8 (scritto) e 9 (orale) Febbraio 2011 9 Febbraio 2011
1 Marzo 2011 1 (scritto) e 2 (orale) Marzo 2011 2 Marzo 2011
21 Giugno 2011
21 (scritto) e 22 (orale) Giugno 2011 22 Giugno 2011
5 Luglio 2011
5 (scritto) e 6 (orale) Luglio 2011 6 Luglio 2011
27 Settembre 2011
27 (scritto) e 28 (orale) Settembre 2011 28 Settembre 2011









Gli studenti del corso di Modelli Matematici in Biologia possono sostenere l'esame in occasione di questi scritti.




NB: per il corso di Sistemi Dinamici 2 le date sono puramente indicative (e forse non coincidono con quelle risultanti sul SIFA, richieste con enorme anticipo); il docente sarà disponibile allo svolgimento di esami in date diverse da quelle proposte, previo accordo con gli studenti. Si suggerisce in tal caso di prendere accordi abbastanza in anticipo, in quanto prevedo numerosi soggiorni fuori Milano per attività di ricerca.


Esame di Modelli Matematici in Biologia

SCRITTO DEL 8/2 

Testo e soluzione  [esame 6 cfu]
Voti [esame 3 cfu e esame 6 cfu]

SCRITTO DEL 1/3 

Testo e soluzione  [esame 3 cfu]
Voti [esame 3 cfu]




Fisica Matematica III
 
 
Orario 2010/2011:

Lunedì       14.30 -- 16.30  Aula 8 
Mercoledì 14.30 -- 15.30  Aula 8
Giovedì     13:30 -- 15:30  Aula 3  [esercitazioni - Prof. Carati]

(La divisione tra lezioni ed esercitazioni è puramente indicativa e potrà subire variazioni a seconda delle esigenze didattiche)

COMPITINO DEL 10/12 
Testo e soluzione 
Voti


COMPITINO DEL 8/2 
Testo e soluzione 
Voti


SCRITTO DEL 8/2 
Testo e soluzione 
Voti


SCRITTO DEL 1/3 
Testo e soluzione 
Voti


SCRITTO DEL 21/6 
Testo e soluzione 
Voti


SCRITTO DEL 27/9 
Testo e soluzione 
Voti


Esami: 

8 Febbraio [scritto, aula 8 h. 14:30]
9 Febbraio [orale, aula 7  h. 14:30]

1 Marzo [scritto, aula 8 h. 14:30]
2 Marzo [orale, aula 7  h. 14:30]

21 Giugno [scritto, aula 8 h. 14:30]
22 Giugno [orale, aula 7  h. 14:30]

5 Luglio [scritto, aula 8 h. 14:30]
6 Luglio [orale, aula 7  h. 14:30]

27 Settembre [scritto, aula 8 h. 14:30]
28 Settembre [orale, aula 7  h. 14:30]
 

Il corso si occuperà delle equazioni della Fisica Matematica dei mezzi continui
Programma di massima (sarà ampliato durante il corso)
 
  1. Equazioni a derivate parziali quasi-lineari e metodo delle caratteristiche [D,Arn].
  2. Equazione delle onde. Soluzione tramite il metodo delle caratteristiche; dominio infinito, semi-limitato, limitato [S].
  3. Spazi funzionali; polinomi trigonometrici e serie di Fourier. Trasformata di Fourier [S,C].
  4. Equazione delle onde. Soluzione tramite il metodo di Fourier; dominio limitato, semi-limitato, illimitato [S,C].
  5. Equazione del calore o di diffusione [S].
  6. Altre PDE lineari della Fisica Matematica (secondo il tempo disponibile).
Riferimenti: 

[S] V.I. Smirnov, Corso di Matematica Superiore vol. 2 (Editori Riuniti), capp 14-17 e 20 
[C] G. Cicogna, Metodi Matematici della Fisica (Springer Italia), capp 2 e 4 
[D] Dispense disponibili su questo sito. 

Per approfondimenti: 

[Arn] V.I. Arnold, Lectures on Partial Differential Equations (Springer), capp, 1-5 
[Str] W.A. Strauss, Partial Differential Equations (Wiley), capp. 1-5 

Per approfondimenti ulteriori: 

[CH] R. Courant and D. Hilbert, Methods of Mathematical Physics (Wiley) vol. 2 
[KF] A.N. Kolmogorov e S.V. Fomine, Elementi di teoria delle funzioni e di analisi funzionale (MIR), capp. 4 e 5 

 

Alcune note sul metodo delle caratteristiche per PDE quasi-lineari del primo ordine.
Alcune note sul metodo delle trasformate di Fourier
Alcune note sulla applicazione delle trasformate di Fourier all'equazione delle onde.
Alcune note sul metodo della funzione di Green

Queste note complementano, ma non sostituiscono, i testi di riferimento indicati sopra.
 

Esercizi sulla applicazione del metodo delle caratteristiche all'equazione delle onde.
Esercizi sugli spazi ed operatori lineari
Esercizi sulle serie di Fourier .
Esercizi sulle applicazioni delle serie di Fourier all'equazione delle onde.
Esercizi sulle trasformate di Fourier .
Esercizi sulle applicazioni delle trasformate di Fourier all'equazione delle onde. 
Esercizi sulla equazione del calore (o di diffusione)
Tabella delle piu' comuni trasformate di Fourier. 
Per comunicazioni relative alla didattica, utilizzare l'indirizzo giuseppe.gaeta@unimi.it avendo cura di inserire un "subject" relativo al corso
(altrimenti la mail potrebbe essere considerata spam, venendo da un mittente sconosciuto)




Sistemi Dinamici 2
 
 
Orario 2010/2011:
(potrà cambiare previo accordo con gli studenti e secondo le loro esigenze)

Lunedì    12.30 -- 13.30 Aula 5
Mercoledì 15.30 -- 18.30  Aula 3 

Martedi' 1 Febbraio lezione di recupero 10.30-12.30 Aula 3



Il corso è centrato sul ruolo delle simmetrie in problemi di evoluzione (sistemi dinamici
finito- ed infinito-dimensionali). L'approccio seguito richiederà lo studio della geometria
delle equazioni differenziali.
Programma di massima: 
  1. Geometria delle equazioni differenziali 
  2. Simmetria delle equazioni differenziali 
  3. Metodi di simmetria per la soluzione delle equazioni differenziali 
  4. Applicazioni alla Fisica Matematica: sistemi dinamici
  5. Applicazioni alla Fisica Matematica: teorie di gauge
Riferimento principale: 

P.J. Olver, Application of Lie groups to differential equations, Springer 1986
 


Il corso sarà simile ma non identico a quello del corso equivalente (Sistemi Dinamici I) 
dell'anno 2009/2010. In particolare, a seconda degli interessi degli studenti sarà 
sviluppato il rapporto con la teoria delle perturbazioni e delle forme normali (vista in altri corsi). 
Si terrà inoltre conto delle conoscenze preliminari degli studenti -- ed in particolare del fatto 
che abbiano seguito Fisica Matematica II o Fisica Matematica III nel loro corso di studi. 

Il programma 2009/2010, riportato qui di seguito, è dunque solo parzialmente indicativo. 
 

Programma 2009/2010

0. Richiami di geometria: Varietà, campi di vettori, forme differenziali. 
    Mappe tra varietà. Teorema di Frobenius. 
1. Equazioni di Pfaff. Equazioni differenziali come equazioni di Pfaff. 
2. Ideali differenziali (di Cartan). Costanti del moto, sistemi integrabili. 
3. Spazi di jets. Equazioni differenziali e soluzioni come sottovarietà in spazi di 
   jets. Strutture di contatto. 
4. Campi di vettori su varietà e prolongations a spazi di jets. Simmetrie di equazioni 
   differenziali. 
5. Equazioni differenziali ordinarie, simmetrie e riduzione. Applicazioni 
6. Equazioni a derivate parziali, simmetrie e riduzione. Applicazioni 
7. Altre simmetrie: generalizzate, deboli, forti, condizionali, parziali. 
8. Simmetrie e leggi di conservazione. Teorema generale di Noether. 
9. Simmetrie di gauge. 

Il programma potrebbe subire variazioni a seconda degli interessi 
e conoscenze degli studenti.


Materiale didattico

Il corso utilizzerà in gran parte l'approccio e le notazioni del testo:

• P.J. Olver, Application of Lie groups to differential equations, Springer 1986

Altri testi utili sono:

• P.J. Olver, Equivalence, invariants, and symmetry, Cambridge 1995
• H. Stephani, Differential equations, Cambridge 1989

Per alcuni argomenti, in particolare nell'ultima parte del corso, gli studenti interessati ad 
un approfondimento possono consultare anche:

• G. Cicogna and G. Gaeta, Symmetry and perturbation theory in nonlinear dynamics, Springer 1999
• G. Gaeta, Nonlinear symmetries and nonlinear equations, Kluwer 1994
• N. Kamran, Selected topics in the geometrical study of differential equations, A.M.S. 2002
• I.S. Krasil'schik and A.M. Vinogradov eds., Symmetries and conservation laws for differential equations of mathematical physics, A.M.S. 1999
• P. Winternitz, Lie groups and solutions of nonlinear PDEs, in: NATO ASI 9009, L.A. Ibort and M.A. Rodriguez eds., Kluwer 1993
• C.J. Isham, Modern differential geometry for physicists, World Scientific 1999
• M. Nakahara, Geometry, Topology and Physics, I.O.P. 1990
• R.W. Sharpe, Differential Geometry, Springer 1997
• S. Sternberg, Lectures on differential geometry, Chelsea 1983

Saranno disponibili delle dispense.

Per comunicazioni relative alla didattica, utilizzare l'indirizzo giuseppe.gaeta@unimi.it avendo cura di inserire un "subject" relativo al corso
(altrimenti la mail potrebbe essere considerata spam, venendo da un mittente sconosciuto)
Alcune note sul metodo delle caratteristiche .

Modelli Matematici
 
ESAME DEL 1/3 
Testo e soluzione 
Voti

ESAME DEL 21/6 
Testo e soluzione 
Voti

ESAME DEL 5/7 
Testo e soluzione 
Voti

 
Orario 2010/2011:

Il corso si terra' nel secondo TRIMESTRE (inizio 29/11) 
 


APPELLI E MODALITA' DI ESAME 
 

L'esame è scritto. 

8 Febbraio  (Aula 8, Dip Matematica, via Saldini 50 - I piano; 14.30) 
1 Marzo (Aula 8, Dip Matematica, via Saldini 50 - I piano; 14.30) 
21 Giugno (Aula 8, Dip Matematica, via Saldini 50 - I piano; 14.30) 
5 Luglio (Aula 8, Dip Matematica, via Saldini 50 - I piano; 14.30) 
27 Settembre (Aula 8, Dip Matematica, via Saldini 50 - I piano; 14.30) 

NB la verbalizzazione di questo modulo non e' possibile separatemente dal secondo modulo; la verbalizzazione sara' effettuata dal docente del secondo modulo. 

 

Testo

Il corso seguirà il testo del docente: 
"Modelli Matematici in Biologia" edito da Springer Italia

Si veda anche la errata-corrige relativa


Problemi ed esercizi: 

 [le soluzioni sono da guardare solo dopo aver risolto i problemi]



19/Apr/2011 G.Gaeta
giuseppe.gaeta $$ unimi.it