diff --git a/.gitignore b/.gitignore index 777eba9..86b72da 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -4,4 +4,5 @@ *.fls *.synctex.gz *.toc -*.out \ No newline at end of file +*.out +*.pre \ No newline at end of file diff --git a/Aritmetica/1. Gruppi.tex b/Aritmetica/1. Gruppi.tex new file mode 100644 index 0000000..1877585 --- /dev/null +++ b/Aritmetica/1. Gruppi.tex @@ -0,0 +1,33 @@ +\section{Gruppi} + +\subsection{Definizione e motivazione} + +Innanzitutto, prima di dare una definizione formale, un +\vocab{gruppo} è una struttura algebrica, ossia un insieme +di oggetti di varia natura che rispettano alcune determinate +regole. + +Il motivo (con ogni probabilità l'unico) per cui la teoria dei +gruppi risulta interessante è la facilità con cui un'astrazione +come la struttura di gruppo permette di desumere teoremi universali +per oggetti matematici apparentemente scollegati. + +Infatti, dimostrato un teorema in modo astratto per un gruppo +generico, esso è valido per ogni gruppo. Per quanto questo +fatto risulti di una banalità assoluta, esso è di fondamentale +aiuto nello studio della matematica. Si pensi ad esempio all' +aritmetica modulare, o alle funzioni bigettive, o ancora +alle trasformazioni del piano: tutte queste nozioni condividono +teoremi e metodi che si fondano su una stessa logica. Come vedremo, +esse condividono la natura di gruppo. + +\begin{definition} + Dato un insieme non vuoto $G$, esso si dice \textbf{gruppo} se data + un'operazione ben definita $\cdot : G \times G \to G$ è t.c: + + \begin{itemize} + \item (\vocab{associatività}) $\forall a, b, c \in G, \, (a \cdot b) \cdot c = a \cdot (b \cdot c)$ + \item (\vocab{esistenza dell'elem. neutro}) $\exists e \in G \mid a \cdot e = a = e \, \cdot a \forall a \in G$ + \item (\vocab{esistenza dell'elem. inverso}) $\forall a \in G, \, \exists a^{-1} \in G \mid a \cdot a^{-1} = a^{-1} \cdot a = e$ + \end{itemize} +\end{definition} \ No newline at end of file diff --git a/Aritmetica/1. Teoria degli insiemi.tex b/Aritmetica/1. Teoria degli insiemi.tex deleted file mode 100644 index 798fc27..0000000 --- a/Aritmetica/1. Teoria degli insiemi.tex +++ /dev/null @@ -1,143 +0,0 @@ -\chapter{Teoria degli insiemi} - -Il concetto di insieme è primitivo e pertanto non definito formalmente -in questa sede. Viene tuttavia definita la terminologia che riguarda -le teoria dei suddetti insiemi. - -Quando si leggerà $a \in S$, s'intenderà che ``$a$ appartiene all'insieme $S$'', mentre -$a \notin S$ si legge ``$a$ non appartiene all'insieme $S$''. Un insieme $A$ si dice -sottoinsieme di $B$ ($A \subseteq B$) quando $a \in A \rightarrow a \in B$; in particolare -si dice sottoinsieme proprio di $B$ ($A \subset B$) quando -$A \subseteq B \land \exists b \in B \mid b \notin A$. - -Due insiemi $A$ e $B$ sono uguali se e solo se $A \subseteq B \land B \subseteq A$. -L'insieme vuoto è l'insieme che non ha elementi, ed è sottoinsieme di ogni insieme. - -\section{L'operazione di unione} - -L'unione di due insiemi $A$ e $B$ è un'operazione che restituisce un insieme -$A \cup B = \{x \mid x \in A \lor x \in B\}$. - -Tale operazione si può estendere a più insiemi mediante l'introduzione di -un \textit{insieme di indici} $T$ per una famiglia di insiemi. Un insieme di -indici $T$ rispetto a un famiglia $F=\{A_t\}$ ha la seguente proprietà: $\forall t \in - T, \exists A_t \in F$; ossia è in grado di enumerare gli insiemi della famiglia $F$. - -L'unione è pertanto definita su una famiglia $F$ come $\bigcup_{t \in T} A_t = - \{x \mid (\exists t \in T \mid x \in A_t)\}$. - -L'unione gode delle seguente proprietà: $A \subseteq B \rightarrow A \cup B = B$ -(in particolare, $A \cup \emptyset = A$). - -\section{L'operazione di intersezione} - -Analogamente a come è stata definita l'unione, l'intersezione è un'operazione che -resistuisce un insieme $A \cap B = \{x \mid x \in A \land x \in B\}$; ossia estesa a più -insiemi: $\bigcap_{t \in T} A_t = \{x \mid (\forall t \in T \mid x \in A_t)\}$. - -In modo opposto all'unione, l'intersezione è tale per cui $A \subseteq B \rightarrow - A \cap B = A$ (in particolare, $A \cap \emptyset = \emptyset$). - -\subsection{Relazioni tra l'operazione di intersezione e di unione} - -Si può facilmente dimostrare la seguente relazione, valida per qualunque scelta -di insiemi $A$, $B$ e $C$: $(A \cup B) \cap C = (A \cap C) \cup (B \cap C)$. - -\begin{proof} - Prima di tutto, un elemento di entrambi i due insiemi appartiene obbligatoriamente a $C$: - nel caso del primo membro, il motivo è banale; riguardo al secondo membro, invece, ci accorgiamo - che esso appartiene almeno a uno dei due insiemi dell'unione, riconducendoci a un'intersezione - con l'insieme $C$. - - Ogni elemento di $(A \cup B) \cap C$ appartiene inoltre ad almeno $A$ o $B$, e quindi, - appartenendo anche a $C$, appartiene a $A \cap C$ o $B \cap C$, e quindi a $(A \cap C) \cup (B \cap C)$. - Pertanto $(A \cup B) \cap C \subseteq (A \cap C) \cup (B \cap C)$. - - In direzione opposta, ogni elemento di $(A \cap C) \cup (B \cap C)$ appartiene almeno - ad uno di dei due insiemi dell'unione. Per appartenere all'intersezione, tale elemento - appartiene ad almeno $A$ o $B$; e quindi appartiene ad $A \cup B$. Appartenendo anche a $C$, - appartiene anche $(A \cup B) \cap C$. Quindi $(A \cap C) \cup (B \cap C) \subseteq (A \cup B) \cap C$. - - Valendo l'inclusione in entrambe le direzioni, $(A \cup B) \cap C = (A \cap C) \cup (B \cap C)$. -\end{proof} - -\section{L'operazione di sottrazione e di complemento} - -L'operazione di sottrazione su due insiemi $A$ e $B$ è definita come -$A \setminus B = \{x \mid x \in A \land x \notin B\}$. Si può facilmente -verificare che $A = (A \cap B) \cup (A \setminus B)$. - -\begin{proof} - Ogni elemento di $A$ può appartenere o non appartenere a $B$: nel primo caso, - appartiene anche a $A \cap B$, e quindi a $(A \cap B) \cup (A \setminus B)$; - altrimenti appartiene per definizione a $A \setminus B$, e quindi sempre - a $(A \cap B) \cup (A \setminus B)$. Pertanto $A \subseteq (A \cap B) \cup (A \setminus B)$. - - Ogni elemento di $(A \cap B) \cup (A \setminus B)$ appartiene ad almeno uno - dei due operandi dell'unione; in entrambi i casi deve appartenere ad $A$. Quindi - $(A \cap B) \cup (A \setminus B) \subseteq A$. -\end{proof} - -In particolare, se $B \subseteq A$, $A \setminus B$ si dice \textbf{complemento di $B$ in $A$}. - -L'operazione di complemento viene indicata con $A'$ qualora sia noto l'universo di riferimento $U$ -per cui $A' = U \setminus A$. - -\subsection{Le leggi di De Morgan} - -Si possono dimostrare le seguenti proprietà: - -\begin{itemize} - \item $(A \cup B)' = A' \cap B'$ - \item $(A \cap B)' = A' \cup B'$ -\end{itemize} - -\begin{proof}[Prima legge di De Morgan] - Un elemento che appartiene a $(A \cup B)'$ non appartiene né a $A$ né a $B$, e quindi - appartiene sia a $A'$ che a $B'$, pertanto anche alla loro intersezione $A' \cap B'$ - [$(A \cup B)' \subseteq A' \cap B'$]. - - Allo stesso modo, un elemento di $A' \cap B'$ non appartiene né ad $A$ né a $B$, e quindi - non appartiene ad $A \cup B$, appartenendo dunque a $(A \cup B)'$ - [$A' \cap B' \subseteq (A \cup B)'$]. Pertanto $(A \cup B)' = A' \cap B'$. -\end{proof} - -\begin{proof}[Seconda legge di De Morgan] - Un elemento che appartiene a $(A \cap B)'$ può appartenere al più ad $A$ o esclusivamente - a $B$; pertanto appartiene ad almeno $A'$ o $B'$, e qunidi alla loro unione - [$(A \cap B)' \subseteq A' \cup B'$]. - - Allo stesso modo, un elemento di $A' \cup B'$ appartiene ad almeno $A'$ o $B'$, e quindi - non può appartenere a entrambi $A$ e $B$, appartenendo dunque a $(A \cap B)'$ - [$A' \cup B' \subseteq (A \cap B)'$]. Pertanto $(A \cap B)' = A' \cup B'$. -\end{proof} - -\subsection{La logica affrontata con gli insiemi} - -In modo veramente interessante, ogni operatore logico segue la logica -dell'insiemistica (e viceversa); laddove l'operatore $\cup$ (o $\cap$) ha una certa proprietà, -la soddisfa anche $\lor$ (o $\land$). - -Quindi valgono tutte le leggi sopracitate: - -\begin{itemize} - \item $(a \lor b) \land c = (a \land c) \lor (b \land c)$ - \item $(a \land b) \lor c = (a \lor c) \land (b \lor c)$ - \item $\lnot (a \land b) = \lnot a \lor \lnot b$ - \item $\lnot (a \lor b) = \lnot a \land \lnot b$ -\end{itemize} - -\section{Il prodotto cartesiano} - -Il prodotto cartesiano di una famiglia ordinata di insiemi $F$ con un certo insieme -di indici $T$ è l'insieme -$\bigtimes_{t \in T} A_t = \{(a_{t_0}, a_{t_1}, \ldots) \mid a_{t_0} \in A_{t_0} \land - a_{t_1} \in A_{t_1} \land \ldots\}$. In particolare, il prodotto cartesiano di -due due insiemi $A$ e $B$ si indica con $A \times B = \{(a, b) \mid a \in A \land b \in B\}$. - -Una $n$-tupla ordinata, ossia la forma in cui è raccolto un certo elemento di un prodotto cartesiano, -è uguale ad una altra tupla se e solo se ogni elemento di una tupla è uguale a quello -corrispondente in ordine dell'altra: pertanto, in generale, $(a, b) \neq (b, a)$. - -Inoltre, il prodotto cartesiano $A \times A$ viene indicato con $A^2$ (analogamente, -$A^n = \bigtimes_{i=1}^{n} A$). diff --git a/Aritmetica/2. Relazioni di equivalenza e applicazioni.tex b/Aritmetica/2. Relazioni di equivalenza e applicazioni.tex deleted file mode 100644 index e8c92b5..0000000 --- a/Aritmetica/2. Relazioni di equivalenza e applicazioni.tex +++ /dev/null @@ -1,300 +0,0 @@ -\chapter{Relazioni di equivalenza e applicazioni} - -\section{Le relazioni di equivalenza} - -Utilizzando le nozioni di base della teoria degli -insiemi è possibile definire formalmente il concetto -di relazione di equivalenza. - -Dato un sottoinsieme $R$ di $A \times A$, $R$ si -dice relazione di equivalenza se: - -\begin{itemize} - \item $(a,a) \in R$ (proprietà riflessiva) - \item $(a,b) \in R \implies (b,a) \in R$ (proprietà simmetrica) - \item $(a,b), (b,c) \in R \implies (a,c) \in R$ (proprietà transitiva) -\end{itemize} - -Tale definizione può essere semplificata -implementando l'operazione binaria $\sim$ tale per cui -$a\sim b \iff (a,b) \in R$. In questo modo, le condizioni -di una relazione di equivalenza $R$ diventano: - -\begin{itemize} - \item $a \sim a$ - \item $a \sim b \implies b \sim a$ - \item $a \sim b \land b \sim c \implies a \sim c$ -\end{itemize} - -\begin{lemma} - Definita una relazione di equivalenza $R$ con operazione - binaria $\sim$, $a \sim b \land c \sim b \implies a \sim c$. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Dalla proprietà riflessiva di $R$, $c \sim b \implies b \sim c$. - Verificandosi sia $a \sim b$ che $b \sim c$, si applica la proprietà - transitiva di $R$, che implica $a \sim c$. -\end{proof} - -\subsection{Classi di equivalenza} - -Si definisce classe di equivalenza di $a$ per un certo insieme -$A$ e una certa relazione di equivalenza $R$ l'insieme -$\cl(a)=\{x \in A \mid a \sim x\}$, ossia l'insieme di tutti i punti che -si relazionano ad $a$ mediante tale relazione di equivalenza. - -\begin{theorem} - Le classi di equivalenza partizionano l'insieme di relazione - in insiemi a due a due disgiunti. -\end{theorem} - -\begin{proof} - Prima di tutto è necessario dimostrare che l'unione di tutte - le classi di equivalenza dà luogo all'insieme di relazione $A$. - - Per ogni elemento $a \in A$, $a$ appartiene a $\cl(a)$ per la proprietà - riflessiva di $R$, ossia della relazione di equivalenza su cui - $\cl$ è definita. Pertanto $\bigcup_{a \in A} \cl(a)$, che contiene solo - elementi di $A$, è uguale ad $A$. - - In secondo luogo, è necessario dimostrare che le classi di equivalenza - sono o disgiunte o identiche. Ponendo l'esistenza - di un $a \in \cl(x) \, \cap \, \cl(y)$, la dimostrazione deriva dalle proprietà - di $R$: sia $b \in cl(x)$, allora $b \sim a$; dunque, dal momento che $b \sim a$ e che - $a \sim y$, $b \sim y$, ossia $\cl(x) \subseteq \cl(y)$ (analogamente si ottiene - $\cl(y) \subseteq \cl(x)$, e quindi $\cl(x) = \cl(y)$). -\end{proof} - -\begin{theorem} - Data una partizione di un insieme che lo compone in insiemi a due - a due disgiunti, è sempre possibile costruire delle classi di equivalenza. -\end{theorem} - -\begin{proof} - Vogliamo dimostrare che, data la stessa appartenenza ad un insieme come relazione, - essa è una relazione di equivalenza. - - Sicuramente $a \sim a$ (proprietà riflessiva). - Inoltre, $a \sim b \implies a, b \in A_\alpha \implies b \sim a$ - (proprietà simmetrica). - Infine, $a \sim b, \, b \sim c \implies a, b, c \in A_\alpha \implies a \sim c$ - (proprietà transitiva). - - In particolare, dato $a \in A_\alpha$, $\cl(a) = A_\alpha$. -\end{proof} - -\section{Le applicazioni} - -La nozione di applicazione di un insieme in un altro ci permette -di generalizzare, ma soprattutto di definire, il concetto di -funzione. - -\begin{definition}[Applicazione] - Dati due insiemi $S$ e $T$, si dice che $\sigma$ è un'applicazione - da $S$ a $T$, se $\sigma \subseteq (S \times T) \land \forall s \in S, \existsone - t \in T \mid (s, t) \in \sigma$. Tale applicazione allora si scrive come - $\sigma : S \to T$. -\end{definition} - -Si scrive $\sigma : s \rightarrowtail \sigma(s)$ per sottintendere che -$\forall \, (s, t) \in \sigma, (s, t) = (s, \sigma(t))$. Dato -$t=\sigma(s)$, si dice che $t$ è l'\textit{immagine} di $s$ appartenente -al \textit{codominio} $T$, enunciato come $\Codom(\sigma)$, mentre $s$ è -la \textit{preimmagine} di $t$, appartenente al \textit{dominio} $S$, detto -$\Dom(\sigma)$. L'insieme ${(s, t) \in \Dom(\sigma) \times \Codom(\sigma) \mid (s, t) \in \sigma}$ è -detto \textit{grafico} di $\sigma$, ossia $\Gr(\sigma)$. - - -\subsection{Proprietà delle applicazioni} - -\begin{definition}[Iniettività] - Un'applicazione si dice iniettiva se ad ogni immagine - è corrisposto al più un elemento, ossia anche che - $s_1 \neq s_2 \implies \sigma(s_1) \neq \sigma(s_2)$. -\end{definition} - -\begin{definition}[Surgettività] - Un'applicazione si dice surgettiva (o talvolta \textit{su $T$}) se ad ogni immagine - è corrisposto almeno un elemento, ossia anche che - $\forall t \in T, \exists s \mid \sigma(s) = t$. -\end{definition} - -\begin{definition}[Bigettività] - Un'applicazione si dice bigettiva se è sia iniettiva che - suriettiva, ossia se $\forall t \in T, \existsone s \in S - \mid \sigma(s) = t$. -\end{definition} - -\subsection{Composizione di applicazioni} - -\begin{definition}[Composizione] - Date due applicazioni $\sigma : S \to T$ e - $\tau : T \to U$, si può definire - un'applicazione detta composizione - $(\tau \circ \sigma) : S \to U$, tale per cui - $(\tau \circ \sigma) : s \mapsto \tau(\sigma(s))$. -\end{definition} - -Dobbiamo tuttavia assicurarci che tale applicazione -possa esistere, ossia verificare che $\forall s \in S \existsone - u \in U \mid (s, u) \in S \times U$; quindi che $\tau(\sigma(s))$ -sia unico. Tuttavia questa proprietà è banale: $\sigma(s)$ è Sicuramente -unico poiché $\sigma$ è un'applicazione, e pertanto $\tau(\sigma(s))$ lo è, -essendo anch'essa un'applicazione. - -\subsubsection{Proprietà associativa della composizione} - -È inoltre interessante dimostrare che la composizione rispetta la proprietà associativa, -ossia che $(\alpha \circ \beta) \circ \gamma = \alpha \circ (\beta \circ \gamma)$. - -\begin{lemma}[Proprietà associativa della composizione] - \label{lemma:associativita_composizione} - Date tre applicazioni $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, - $(\alpha \circ \beta) \circ \gamma = \alpha \circ (\beta \circ \gamma)$. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Preso un $a$ appartenente al dominio di $\gamma$, per il primo membro abbiamo: - - $$((\alpha \circ \beta) \circ \gamma)(a) = (\alpha \circ \beta)(\gamma(a)) = - \alpha(\beta(\gamma(a)))$$ - - Analogamente per il secondo membro abbiamo: - - $$(\alpha \circ (\beta \circ \gamma))(a) = \alpha((\beta \circ \gamma)(a)) = - \alpha(\beta(\gamma(a)))$$ -\end{proof} - -\subsubsection{Iniettività, surgettività e bigettività della composizione} - -L'iniettività, la surgettività e la bigettività di una composizione sono -ereditate dalle applicazioni di cui è composta se tutte queste le rispettano, ossia: - -\begin{itemize} - \item $(\tau \circ \sigma)$ è iniettiva se $\tau$ e $\sigma$ lo sono. - \item $(\tau \circ \sigma)$ è surgettiva se $\tau$ e $\sigma$ lo sono. - \item $(\tau \circ \sigma)$ è bigettiva se $\tau$ e $\sigma$ lo sono. -\end{itemize} - -\begin{lemma}[Iniettività della composizione] - \label{lemma:iniettivita_composizione} - $(\tau \circ \sigma)$ è iniettiva se $\tau$ e $\sigma$ lo sono. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Dal momento che $\sigma$ è iniettiva $s_1 \neq s_2 \implies \sigma(s_1) \neq \sigma(s_2)$, - ma a sua volta, essendo $\tau$ iniettiva, $\sigma(s_1) \neq \sigma(s_2) \implies - \tau(\sigma(s_1)) \neq \tau(\sigma(s_2))$. -\end{proof} - -\begin{lemma}[Surgettività della composizione] - \label{lemma:surgettivita_composizione} - $(\tau \circ \sigma)$ è surgettiva se $\tau$ e $\sigma$ lo sono. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Dal momento che $\tau$ è surgettiva, allora $\forall u \in - \Codom(\tau), \exists t \in \Dom(\tau) \mid u = \tau(t)$. - Poiché $t \in \Codom(\sigma)$, allora, poiché anche - $\sigma$ è surgettiva, $\exists s \in \Dom(\sigma) \mid - t = \sigma(s)$. Pertanto $\exists s \in \Dom(\sigma) \mid - u = \tau(\sigma(s))$. -\end{proof} - -\begin{lemma}[Bigettività della composizione] - \label{lemma:bigettivita_composizione} - $(\tau \circ \sigma)$ è bigettiva se $\tau$ e $\sigma$ lo sono. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Se $\tau$ e $\sigma$ sono bigettive, sono sia iniettive che surgettive; - pertanto $(\tau \circ \sigma)$ è sia iniettiva che bigettiva per i - lemmi \ref{lemma:iniettivita_composizione} e - \ref{lemma:surgettivita_composizione}. -\end{proof} - -\section{Applicazione inversa} - -Qualora un'applicazione $\sigma : S \to T$ sia bigettiva, si dice che essa -crea una \textit{corrispondenza biunivoca} tra $S$ e $T$, ossia che dato un -elemento qualsiasi appartenente a $S$ è possibile associarlo ad un unico elemento -di $T$, e viceversa. Questo è possibile dal momento che $\sigma$ è sia iniettiva -($\forall t \in T, \existsone \lor \nexists s \in S \mid t = \sigma(s)$) che -surgettiva ($\forall t \in T, \exists s \in S \mid t = \sigma(s)$), prescrivendo -che $\forall t \in T, \existsone s \in S \mid t = \sigma(s)$. - -Da questa conclusione è possibile definire l'\textit{applicazione inversa} di -$\sigma$, detta $\sigma^{-1}$, che è l'applicazione che associa ad ogni $t \in T$ -un unico $s \in S$. Quindi, $t = \sigma(s) \iff s = \sigma^{-1} (t)$. - -In particolare, $(\sigma \circ \sigma^{-1}) = (\sigma^{-1} \circ \sigma) = \Id$, -ossia l'identità di $\sigma$, per la quale ogni elemento viene associato a sé stesso. -Banalmente, per ogni applicazione $\alpha$, $(\alpha \circ \Id) = (\Id \circ \alpha) = \alpha$. - -\begin{lemma} - \label{lemma:inversa_applicazione} - $\sigma : S \to T$ è una corrispondenza biunivoca se e solo se - esiste un'applicazione $\mu : T \to S$ tale per cui - $(\sigma \circ \mu) = (\mu \circ \sigma) = \Id$. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Dal momento che $\sigma$ è bigettiva, $\sigma^{-1}$ esiste, e questa è - tale per cui $(\sigma \circ \mu) = (\mu \circ \sigma) = \Id$. - - In direzione opposta, se esiste una $\mu$ tale per cui $(\sigma \circ \mu) = - (\mu \circ \sigma) = \Id$, allora: - - \begin{itemize} - \item $\sigma$ è iniettiva: $\sigma(s_1) = \sigma(s_2) \implies - \mu(\sigma(s_1)) = \mu(\sigma(s_2)) \implies s_1 = s_2$. - \item $\sigma$ è surgettiva: $\forall t \in T, t = \sigma(\mu(t)) \implies - \exists s = \mu(t) \in S \mid t = \sigma(s)$. - \end{itemize} -\end{proof} - -\begin{lemma}[Unicità dell'applicazione inversa] - Per ogni applicazione bigettiva $\sigma$, $\sigma^{-1}$ è unica. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Poniamo $\alpha \neq \beta$ come due applicazioni inverse distinte - di $\sigma$. Allora $\alpha = \alpha \circ (\sigma \circ \beta) = - (\alpha \circ \sigma) \circ \beta = \beta$, che è una contraddizione. -\end{proof} - -\section{Il gruppo \texorpdfstring{$A(S)$}{A(S)} delle corrispondenze biunivoche} - -Si definisce $A(S)$ come l'insieme $\{\sigma : S \to S \mid \sigma \text{ sia biunivoca}\} = -\{\sigma : S \to S \mid \forall s \in S \existsone t \in S \mid t = \sigma(s)\}$. - -Prendendo in considerazione l'operazione di composizione $\circ$, si può dimostrare -che $(A(S), \circ)$ è un gruppo: - -\begin{itemize} - \item $\forall \alpha, \beta \in A(S), \alpha \circ \beta \in A(S)$ (vd. Lemma \ref{lemma:bigettivita_composizione}). - \item $\forall \alpha, \beta, \gamma \in A(S), (\alpha \circ \beta) \circ \gamma = \alpha \circ (\beta \circ \gamma)$ (vd. Lemma \ref{lemma:associativita_composizione}). - \item $\exists \Id \in A(S) \mid \forall \alpha \in A(S), (\Id \circ \alpha) = (\alpha \circ \Id) = \alpha$. - \item $\forall \alpha \in A(S), \exists \alpha^{-1} \in A(S) \mid (\alpha \circ \alpha^{-1}) = (\alpha^{-1} \circ \alpha) = \Id$ (vd. Lemma \ref{lemma:inversa_applicazione}). -\end{itemize} - -\begin{lemma} - Se $S$ consta di più di due elementi ($\nnorm{S} > 2$), allora esistono sicuramente - due applicazioni $\alpha, \beta \in A(S)$ tale per cui $(\alpha \circ \beta) \neq - (\beta \circ \alpha)$. -\end{lemma} - -\begin{proof} - Se $S$ consta di più di due elementi, $S$ possiede almeno tre elementi $s_1, s_2, s_3$, - possiamo definire due applicazioni $\sigma$ e $\tau$ come segue: - - \begin{itemize} - \item $\sigma(s_1) = s_2$, $\sigma(s_2) = s_3$, $\sigma(s_3) = s_1$. - \item $\tau(s_1) = s_1$, $\tau(s_2) = s_3$, $\tau(s_3) = s_2$. - \item $\sigma(a) = \tau(a) = a \forall a \notin \{s_1, s_2, s_3\}$. - \end{itemize} - - Allora $(\sigma \circ \tau)(s_1) = \sigma(s_1) = s_2$ e - $(\tau \circ \sigma)(s_1) = \tau(s_2) = s_3$, ma $s_2 \neq s_3$. -\end{proof} diff --git a/Aritmetica/aritmetica.pdf b/Aritmetica/aritmetica.pdf index a809f7e..df2edb2 100644 Binary files a/Aritmetica/aritmetica.pdf and b/Aritmetica/aritmetica.pdf differ diff --git a/Aritmetica/aritmetica.tex b/Aritmetica/aritmetica.tex index 63771b0..c9d8c3d 100644 --- a/Aritmetica/aritmetica.tex +++ b/Aritmetica/aritmetica.tex @@ -1,27 +1,15 @@ -\documentclass[oneside]{book} - -\usepackage{amsmath} -\usepackage{amssymb} -\usepackage{amsthm} -\usepackage{enumitem} -\usepackage[a4paper, total={6in, 8in}]{geometry} -\usepackage{hyperref} -\usepackage{mathtools} +% Style formatting by Evan Chen (evanchen.cc) +% Inspired by https://github.com/diego-unipi/Appunti-Aritmetica + +\PassOptionsToPackage{main=italian}{babel} +\documentclass[11pt]{scrartcl} +\usepackage[sexy]{evan} \usepackage[italian]{babel} \usepackage[utf8]{inputenc} -\usepackage[parfill]{parskip} -\usepackage{wrapfig} - -\usepackage{pgfplots} -\pgfplotsset{compat=1.15} -\usepackage{mathrsfs} -\usetikzlibrary{arrows,angles,quotes} -\renewcommand\qedsymbol{$\blacksquare$} +\setlength{\headsep}{0.3in} \newcommand{\gfrac}[2]{\displaystyle \frac{#1}{#2}} -\newcommand{\abs}[1]{\lvert#1\rvert} -\newcommand{\norm}[1]{\lVert \vec{#1} \rVert} \newcommand{\nnorm}[1]{\lVert #1 \rVert} \let\oldforall\forall @@ -55,26 +43,56 @@ \let\oldemptyset\emptyset \let\emptyset\varnothing -\newtheorem{axiom}{Assioma}[section] -\newtheorem{theorem}{Teorema}[section] -\newtheorem{corollary}{Corollario}[theorem] -\newtheorem{lemma}[theorem]{Lemma} +\begin{document} -\theoremstyle{definition} -\newtheorem{definition}{Definizione}[section] +\author{Gabriel Antonio Videtta \\ \textnormal{\href{mailto:g.videtta1@studenti.unipi.it}{g.videtta1@studenti.unipi.it}}} +\title{Appunti del corso di Aritmetica} +\subtitle{tenutosi sotto la supervisione dei proff. Gaiffi e \textit{D'Adderio}} +\date{A.A. 2022/2023} +\maketitle +\thispagestyle{empty} -\begin{document} +\begin{center} + \includegraphics[scale=0.3]{logo.png} +\end{center} \author{Gabriel Antonio Videtta} -\title{Appunti di Aritmetica} - -\maketitle \newpage +\thispagestyle{empty} +~\newpage + +\section*{Premessa} + +Affinché possano chiamarsi queste dispense, voglio mettere alcuni punti +in chiaro. Non sono un professore, né ho mai insegnato nella mia vita, per +quanto punti a farlo, pertanto queste dispense non forniscono né coprono +l'esperienza che un professore potrebbe condividere durante un vero e proprio +corso universitario. + +Piuttosto queste dispense hanno lo scopo di immagazzinare e incapsulare +le nozioni che un normale corso di Aritmetica -- o Algebra 1 che sia -- +potrebbe fornire, e non hanno quindi la pretesa di sostituirsi a uno +studio più approfondito e personale. + +Naturalmente sono accettati a braccia aperte suggerimenti e correzioni +(che potete inviare alla mia mail, +\texttt{\href{mailto:g.videtta1@studenti.unipi.it}{g.videtta1@studenti.unipi.it}}). + +\section*{Ringraziamenti} + +Chiaramente ci sono alcuni ringraziamenti che ho piacere a fare. Innanzitutto +vorrei ringraziare il mio caro amico \textbf{Diego Monaco} +(\texttt{\href{mailto:d.monaco2@studenti.unipi.it}{d.monaco2@studenti.unipi.it}}), +da cui ho preso pesante ispirazione per lo stile e il contenuto di queste dispense +(trovate difatti i suoi appunti su \underline{\href{https://github.com/diego-unipi/Appunti-Aritmetica}{GitHub}}). + +In secondo luogo, voglio ringraziare \textbf{Evan Chen}, dal quale ho reperito +già pronti i fogli di stile per queste dispense (e che anche voi potete trovare +sul suo \underline{\href{https://web.evanchen.cc/faq-latex.html}{sito personale}}). -\tableofcontents \newpage +\tableofcontents -\include{1. Teoria degli insiemi.tex} -\include{2. Relazioni di equivalenza e applicazioni.tex} +\include{1. Gruppi.tex} \end{document} \ No newline at end of file diff --git a/Aritmetica/evan.sty b/Aritmetica/evan.sty new file mode 100644 index 0000000..2857dfd --- /dev/null +++ b/Aritmetica/evan.sty @@ -0,0 +1,762 @@ +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +% | \ % +% ______ __ __ ______ _______ _______ _| ▓▓_ __ __ % +% / \| \ / \| \| \ / \ ▓▓ \ | \ | \ % +% | ▓▓▓▓▓▓\\▓▓\ / ▓▓ \▓▓▓▓▓▓\ ▓▓▓▓▓▓▓\ | ▓▓▓▓▓▓▓\▓▓▓▓▓▓ | ▓▓ | ▓▓ % +% | ▓▓ ▓▓ \▓▓\ ▓▓ / ▓▓ ▓▓ | ▓▓ \▓▓ \ | ▓▓ __| ▓▓ | ▓▓ % +% | ▓▓▓▓▓▓▓▓ \▓▓ ▓▓ | ▓▓▓▓▓▓▓ ▓▓ | ▓▓__ _\▓▓▓▓▓▓\ | ▓▓| \ ▓▓__/ ▓▓ % +% \▓▓ \ \▓▓▓ \▓▓ ▓▓ ▓▓ | ▓▓ \ ▓▓ \▓▓ ▓▓\▓▓ ▓▓ % +% \▓▓▓▓▓▓▓ \▓ \▓▓▓▓▓▓▓\▓▓ \▓▓\▓▓\▓▓▓▓▓▓▓ \▓▓▓▓ _\▓▓▓▓▓▓▓ % +% | \__| ▓▓ % +% \▓▓ ▓▓ % +% \▓▓▓▓▓▓ % +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + +% https://github.com/vEnhance/dotfiles/blob/main/texmf/tex/latex/evan/evan.sty + +% ░█▄█░▄▀▄░█░░▒█░░░▀█▀░▄▀▄░░░█▒█░▄▀▀▒██▀ +% ▒█▒█░▀▄▀░▀▄▀▄▀▒░░▒█▒░▀▄▀▒░░▀▄█▒▄██░█▄▄ +% +% If you don't know how to use this file, read: +% +--------------------------------------------+ +% | https://web.evanchen.cc/faq-latex.html#L-4 | +% +--------------------------------------------+ +% +% TL;DR of the Boost license conditions are as follows: +% +% 1. Any SOURCE VERSIONS must cite evan.sty and the Boost license below. +% 2. For COMPILED PDF OUTPUT, attribution of evan.sty is OPTIONAL (but nice). +% 3. NO OTHER REQUIREMENTS; you may modify, redistribute, sell freely. + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +% +% BOOST SOFTWARE LICENSE - VERSION 1.0 - 17 AUGUST 2003 +% +% Copyright (c) 2022 Evan Chen [evan at evanchen.cc] +% https://web.evanchen.cc/ || github.com/vEnhance +% +% Available for download at: +% https://github.com/vEnhance/dotfiles/blob/main/texmf/tex/latex/evan/evan.sty +% +% Permission is hereby granted, free of charge, to any person or organization +% obtaining a copy of the software and accompanying documentation covered by +% this license (the "Software") to use, reproduce, display, distribute, +% execute, and transmit the Software, and to prepare derivative works of the +% Software, and to permit third-parties to whom the Software is furnished to +% do so, all subject to the following: +% +% The copyright notices in the Software and this entire statement, including +% the above license grant, this restriction and the following disclaimer, +% must be included in all copies of the Software, in whole or in part, and +% all derivative works of the Software, unless such copies or derivative +% works are solely in the form of machine-executable object code generated by +% a source language processor. +% +% THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR +% IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, +% FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, TITLE AND NON-INFRINGEMENT. IN NO EVENT +% SHALL THE COPYRIGHT HOLDERS OR ANYONE DISTRIBUTING THE SOFTWARE BE LIABLE +% FOR ANY DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, +% ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER +% DEALINGS IN THE SOFTWARE. +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + +\ProvidesPackage{evan} +%%fakesection Argument processing +% Default Arguments +% We include "Evan" in all of these to make sure +% that they don't collide with anything in external packages +\newif\ifevanfancy\evanfancytrue +\newif\ifevanhdr\evanhdrtrue +\newif\ifevanhref\evanhreftrue +\newif\ifevansetup\evansetuptrue +\newif\ifevanthm\evanthmtrue +\newif\ifevansecthm\evansecthmfalse +\newif\ifevanht\evanhtfalse +\newif\ifevanpkg\evanpkgtrue +\newif\ifevanpdf\evanpdftrue +\newif\ifevanauthor\evanauthortrue +\newif\ifevanchinese\evanchinesefalse +\newif\ifevanmdthm\evanmdthmfalse +\newif\ifevandiagrams\evandiagramsfalse +\newif\ifevanpatchasy\evanpatchasyfalse +\newif\ifevanhints\evanhintsfalse +\newif\ifevanasy\evanasytrue +\newif\ifevancolorsec\evancolorsecfalse +\newif\ifevantitlemark\evantitlemarktrue +\newif\ifevanvonenabled\evanvonenabledfalse +\newif\ifevanbritish\evanbritishtrue + +%Receive Arguments +\DeclareOption{chinese}{\evanhreffalse\evanchinesetrue} % Chinese support +% allow href to override this one + +\DeclareOption{sexy}{\evansecthmtrue\evanmdthmtrue\evancolorsectrue} % long docs + +\DeclareOption{fancy}{\evanfancytrue} +\DeclareOption{nofancy}{\evanfancyfalse} +\DeclareOption{hdr}{\evanhdrtrue} +\DeclareOption{nohdr}{\evanhdrfalse} +\DeclareOption{href}{\evanhreftrue} +\DeclareOption{nohref}{\evanhreffalse} + +\DeclareOption{nosetup}{\evansetupfalse} +\DeclareOption{thm}{\evanthmtrue} +\DeclareOption{nothm}{\evanthmfalse} +\DeclareOption{secthm}{\evansecthmtrue} +\DeclareOption{nosecthm}{\evansecthmfalse} + +\DeclareOption{ht}{\evanhttrue} +\DeclareOption{nopdf}{\evanpdffalse} +\DeclareOption{nopkg}{\evanpkgfalse} +\DeclareOption{noauthor}{\evanauthorfalse} +\DeclareOption{titlemark}{\evantitlemarktrue} % Sets title in ohead, not \rightmark +\DeclareOption{sectionmark}{\evantitlemarkfalse} % Uses \rightmark not title in ohead + +\DeclareOption{mdthm}{\evanmdthmtrue} +\DeclareOption{nomdthm}{\evanmdthmfalse} +\DeclareOption{diagrams}{\evandiagramstrue} +\DeclareOption{nodiagrams}{\evandiagramsfalse} +\DeclareOption{colorsec}{\evancolorsectrue} +\DeclareOption{nocolorsec}{\evancolorsecfalse} + +\DeclareOption{patchasy}{\evanpatchasytrue} +\DeclareOption{noasy}{\evanasyfalse} + +\DeclareOption{hints}{\evanhintstrue} +\DeclareOption{von}{\evanvonenabledtrue} + +\DeclareOption{british}{\evanbritishtrue} +\DeclareOption{american}{\evanbritishfalse} + +\ProcessOptions\relax + +% if packages not loaded, turn off mdthm and asy +\ifevanpkg\else\evanmdthmfalse\fi +\ifevanpkg\else\evanasyfalse\fi + +% If no setup, turn off theorems +\ifevansetup\else\evanthmfalse\fi + +%%fakesection Some macros +%Small commands +\usepackage{amsmath,amssymb} +\usepackage{iftex} +\ifevanpkg + \usepackage[minimal]{yhmath} +\fi +\newcommand{\cbrt}[1]{\sqrt[3]{#1}} +\newcommand{\floor}[1]{\left\lfloor #1 \right\rfloor} +\newcommand{\ceiling}[1]{\left\lceil #1 \right\rceil} +\newcommand{\mailto}[1]{\href{mailto:#1}{\texttt{#1}}} +\newcommand{\ol}{\overline} +\newcommand{\ul}{\underline} +\newcommand{\wt}{\widetilde} +\newcommand{\wh}{\widehat} +\newcommand{\eps}{\varepsilon} +%\renewcommand{\iff}{\Leftrightarrow} +%\renewcommand{\implies}{\Rightarrow} +\newcommand{\vocab}[1]{\textbf{\color{blue}\sffamily #1}} +\providecommand{\alert}{\vocab} +\providecommand{\half}{\frac{1}{2}} +\newcommand{\catname}{\mathsf} +\newcommand{\hrulebar}{ + \par\hspace{\fill}\rule{0.95\linewidth}{.7pt}\hspace{\fill} + \par\nointerlineskip \vspace{\baselineskip} +} +\providecommand{\arc}[1]{\wideparen{#1}} + +%For use in author command +\newcommand{\plusemail}[1]{\\ \normalfont \texttt{\mailto{#1}}} + +%More commands and math operators +\DeclareMathOperator{\cis}{cis} +\DeclareMathOperator*{\lcm}{lcm} +\DeclareMathOperator*{\argmin}{arg min} +\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg max} + +%Convenient Environments +\newenvironment{soln}{\begin{proof}[Solution]}{\end{proof}} +\newenvironment{parlist}{\begin{inparaenum}[(i)]}{\end{inparaenum}} +\newenvironment{gobble}{\setbox\z@\vbox\bgroup}{\egroup} + +%Inequalities +\newcommand{\cycsum}{\sum_{\mathrm{cyc}}} +\newcommand{\symsum}{\sum_{\mathrm{sym}}} +\newcommand{\cycprod}{\prod_{\mathrm{cyc}}} +\newcommand{\symprod}{\prod_{\mathrm{sym}}} + +%From H113 "Introduction to Abstract Algebra" at UC Berkeley +\newcommand{\CC}{\mathbb C} +\newcommand{\FF}{\mathbb F} +\newcommand{\NN}{\mathbb N} +\newcommand{\QQ}{\mathbb Q} +\newcommand{\RR}{\mathbb R} +\newcommand{\ZZ}{\mathbb Z} +\newcommand{\charin}{\text{ char }} +\DeclareMathOperator{\sign}{sign} +\DeclareMathOperator{\Aut}{Aut} +\DeclareMathOperator{\Inn}{Inn} +\DeclareMathOperator{\Syl}{Syl} +\DeclareMathOperator{\Gal}{Gal} +\DeclareMathOperator{\GL}{GL} % General linear group +\DeclareMathOperator{\SL}{SL} % Special linear group + +%From Kiran Kedlaya's "Geometry Unbound" +\newcommand{\abs}[1]{\left\lvert #1 \right\rvert} +\newcommand{\norm}[1]{\left\lVert #1 \right\rVert} +\newcommand{\dang}{\measuredangle} %% Directed angle +\newcommand{\ray}[1]{\overrightarrow{#1}} +\newcommand{\seg}[1]{\overline{#1}} + +%From M275 "Topology" at SJSU +\newcommand{\id}{\mathrm{id}} +\newcommand{\taking}[1]{\xrightarrow{#1}} +\newcommand{\inv}{^{-1}} + +%From M170 "Introduction to Graph Theory" at SJSU +\DeclareMathOperator{\diam}{diam} +\DeclareMathOperator{\ord}{ord} +\newcommand{\defeq}{\overset{\mathrm{def}}{=}} + +%From the USAMO .tex files +\newcommand{\ts}{\textsuperscript} +\newcommand{\dg}{^\circ} +\newcommand{\ii}{\item} + +% From Math 55 and Math 145 at Harvard +\newenvironment{subproof}[1][Proof]{% +\begin{proof}[#1] \renewcommand{\qedsymbol}{$\blacksquare$}}% +{\end{proof}} + +\newcommand{\liff}{\leftrightarrow} +\newcommand{\lthen}{\rightarrow} +\newcommand{\opname}{\operatorname} +\newcommand{\surjto}{\twoheadrightarrow} +\newcommand{\injto}{\hookrightarrow} +\newcommand{\On}{\mathrm{On}} % ordinals +\DeclareMathOperator{\img}{im} % Image +\DeclareMathOperator{\Img}{Im} % Image +\DeclareMathOperator{\coker}{coker} % Cokernel +\DeclareMathOperator{\Coker}{Coker} % Cokernel +\DeclareMathOperator{\Ker}{Ker} % Kernel +\DeclareMathOperator{\rank}{rank} +\DeclareMathOperator{\Spec}{Spec} % spectrum +\DeclareMathOperator{\Tr}{Tr} % trace +\DeclareMathOperator{\pr}{pr} % projection +\DeclareMathOperator{\ext}{ext} % extension +\DeclareMathOperator{\pred}{pred} % predecessor +\DeclareMathOperator{\dom}{dom} % domain +\DeclareMathOperator{\ran}{ran} % range +\DeclareMathOperator{\Hom}{Hom} % homomorphism +\DeclareMathOperator{\Mor}{Mor} % morphisms +\DeclareMathOperator{\End}{End} % endomorphism + +% Things Lie +\newcommand{\kb}{\mathfrak b} +\newcommand{\kg}{\mathfrak g} +\newcommand{\kh}{\mathfrak h} +\newcommand{\kn}{\mathfrak n} +\newcommand{\ku}{\mathfrak u} +\newcommand{\kz}{\mathfrak z} +\DeclareMathOperator{\Ext}{Ext} % Ext functor +\DeclareMathOperator{\Tor}{Tor} % Tor functor +\newcommand{\gl}{\opname{\mathfrak{gl}}} % frak gl group +% \renewcommand{\sl}{\opname{\mathfrak{sl}}} % frak sl group chktex 6 + +% More script letters etc. +\newcommand{\SA}{\mathcal A} +\newcommand{\SB}{\mathcal B} +\newcommand{\SC}{\mathcal C} +\newcommand{\SF}{\mathcal F} +\newcommand{\SG}{\mathcal G} +\newcommand{\SH}{\mathcal H} +\newcommand{\OO}{\mathcal O} + +\newcommand{\SCA}{\mathscr A} +\newcommand{\SCB}{\mathscr B} +\newcommand{\SCC}{\mathscr C} +\newcommand{\SCD}{\mathscr D} +\newcommand{\SCE}{\mathscr E} +\newcommand{\SCF}{\mathscr F} +\newcommand{\SCG}{\mathscr G} +\newcommand{\SCH}{\mathscr H} + +% Mathfrak primes +\newcommand{\km}{\mathfrak m} +\newcommand{\kp}{\mathfrak p} +\newcommand{\kq}{\mathfrak q} + +%% Napkin commands +\newcommand{\prototype}[1]{ + \emph{{\color{red} Prototypical example for this section:} #1} \par\medskip +} +\newenvironment{moral}{% + \begin{mdframed}[linecolor=green!70!black]% + \bfseries\color{green!70!black}}% + {\end{mdframed}} + +%%fakesection Asymptote setup +\ifevanasy + \ifevanpatchasy + \usepackage{patch-asy} + \else + \usepackage{asymptote} + \fi + \begin{asydef} + defaultpen(fontsize(10pt)); + size(8cm); // set a reasonable default + usepackage("amsmath"); + usepackage("amssymb"); + settings.tex="pdflatex"; + settings.outformat="pdf"; + // Replacement for olympiad+cse5 which is not standard + import geometry; + // recalibrate fill and filldraw for conics + void filldraw(picture pic = currentpicture, conic g, pen fillpen=defaultpen, pen drawpen=defaultpen) + { filldraw(pic, (path) g, fillpen, drawpen); } + void fill(picture pic = currentpicture, conic g, pen p=defaultpen) + { filldraw(pic, (path) g, p); } + // some geometry + pair foot(pair P, pair A, pair B) { return foot(triangle(A,B,P).VC); } + pair orthocenter(pair A, pair B, pair C) { return orthocentercenter(A,B,C); } + pair centroid(pair A, pair B, pair C) { return (A+B+C)/3; } + // cse5 abbreviations + path CP(pair P, pair A) { return circle(P, abs(A-P)); } + path CR(pair P, real r) { return circle(P, r); } + pair IP(path p, path q) { return intersectionpoints(p,q)[0]; } + pair OP(path p, path q) { return intersectionpoints(p,q)[1]; } + path Line(pair A, pair B, real a=0.6, real b=a) { return (a*(A-B)+A)--(b*(B-A)+B); } + // cse5 more useful functions + picture CC() { + picture p=rotate(0)*currentpicture; + currentpicture.erase(); + return p; + } + pair MP(Label s, pair A, pair B = plain.S, pen p = defaultpen) { + Label L = s; + L.s = "$"+s.s+"$"; + label(L, A, B, p); + return A; + } + pair Drawing(Label s = "", pair A, pair B = plain.S, pen p = defaultpen) { + dot(MP(s, A, B, p), p); + return A; + } + path Drawing(path g, pen p = defaultpen, arrowbar ar = None) { + draw(g, p, ar); + return g; + } + \end{asydef} +\fi + +%%fakesection BEGIN MAIN SETUP +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + +\ifevansetup + %%fakesection Set up author and date + \ifevanauthor + \title{} % empty title to avoid crashes + \ifluatex + \author{Evan Chen《陳誼廷》} + \else + \author{Evan Chen} + \fi + \date{\today} + \fi + %%fakesection Hyperref + \ifevanpkg + \PassOptionsToPackage{usenames,svgnames,dvipsnames,table}{xcolor} + \usepackage{xcolor} + \ifevanhref + \usepackage[colorlinks=false]{hyperref} + \hypersetup{urlcolor=RubineRed,linkcolor=RoyalBlue,citecolor=ForestGreen} + \fi + \usepackage[nameinlink]{cleveref} + \fi + + %%fakesection New Theorem Styles + \ifevanthm + \usepackage{amsthm} + \usepackage{thmtools} + \fi + \ifevanmdthm + \ifevanthm + %% theorem packages loaded already + \else + \usepackage{amsthm} + \usepackage{thmtools} + \fi + \usepackage[framemethod=TikZ]{mdframed} + + \mdfdefinestyle{mdbluebox}{% + roundcorner=10pt, + linewidth=1pt, + skipabove=12pt, + innerbottommargin=9pt, + skipbelow=2pt, + linecolor=blue, + nobreak=true, + backgroundcolor=TealBlue!5, + } + \declaretheoremstyle[ + headfont=\sffamily\bfseries\color{MidnightBlue}, + mdframed={style=mdbluebox}, + headpunct={\\[3pt]}, + postheadspace={0pt} + ]{thmbluebox} + + \mdfdefinestyle{mdredbox}{% + linewidth=0.5pt, + skipabove=12pt, + frametitleaboveskip=5pt, + frametitlebelowskip=0pt, + skipbelow=2pt, + frametitlefont=\bfseries, + innertopmargin=4pt, + innerbottommargin=8pt, + nobreak=true, + backgroundcolor=Salmon!5, + linecolor=RawSienna, + } + \declaretheoremstyle[ + headfont=\bfseries\color{RawSienna}, + mdframed={style=mdredbox}, + headpunct={\\[3pt]}, + postheadspace={0pt}, + ]{thmredbox} + + \mdfdefinestyle{mdgreenbox}{% + skipabove=8pt, + linewidth=2pt, + rightline=false, + leftline=true, + topline=false, + bottomline=false, + linecolor=ForestGreen, + backgroundcolor=ForestGreen!5, + } + \declaretheoremstyle[ + headfont=\bfseries\sffamily\color{ForestGreen!70!black}, + bodyfont=\normalfont, + spaceabove=2pt, + spacebelow=1pt, + mdframed={style=mdgreenbox}, + headpunct={ --- }, + ]{thmgreenbox} + + \mdfdefinestyle{mdblackbox}{% + skipabove=8pt, + linewidth=3pt, + rightline=false, + leftline=true, + topline=false, + bottomline=false, + linecolor=black, + backgroundcolor=RedViolet!5!gray!5, + } + \declaretheoremstyle[ + headfont=\bfseries, + bodyfont=\normalfont\small, + spaceabove=0pt, + spacebelow=0pt, + mdframed={style=mdblackbox} + ]{thmblackbox} + + \newcommand{\listhack}{$\empty$\vspace{-2em}} + \fi + + %%fakesection Theorem setup + \ifevanthm + \theoremstyle{definition} + %Branching here: the option secthm changes theorems to be labelled by section + \ifevanmdthm + \ifevansecthm + \declaretheorem[% + style=thmbluebox,name=Teorema,numberwithin=section]{theorem} + \else + \declaretheorem[% + style=thmbluebox,name=Teorema]{theorem} + \fi + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Lemma,sibling=theorem]{lemma} + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Proposizione,sibling=theorem]{proposition} + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Corollario,sibling=theorem]{corollary} + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Teorema,numbered=no]{theorem*} + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Lemma,numbered=no]{lemma*} + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Proposizione,numbered=no]{proposition*} + \declaretheorem[style=thmbluebox,name=Corollario,numbered=no]{corollary*} + \else + \ifevansecthm + \declaretheorem[name=Theorem,numberwithin=section]{theorem} + \else + \declaretheorem[name=Theorem]{theorem} + \fi + \declaretheorem[name=Lemma,sibling=theorem]{lemma} + \declaretheorem[name=Proposizione,sibling=theorem]{proposition} + \declaretheorem[name=Corollario,sibling=theorem]{corollary} + \declaretheorem[name=Teorema,numbered=no]{theorem*} + \declaretheorem[name=Lemma,numbered=no]{lemma*} + \declaretheorem[name=Proposizione,numbered=no]{proposition*} + \declaretheorem[name=Corollario,numbered=no]{corollary*} + \fi + + \ifevanmdthm + \declaretheorem[style=thmgreenbox,name=Algoritmo,sibling=theorem]{algorithm} + \declaretheorem[style=thmgreenbox,name=Algoritmo,numbered=no]{algorithm*} + \declaretheorem[style=thmgreenbox,name=Claim,sibling=theorem]{claim} + \declaretheorem[style=thmgreenbox,name=Claim,numbered=no]{claim*} + \else + \declaretheorem[name=Algoritmo,sibling=theorem]{algorithm} + \declaretheorem[name=Algoritmo,numbered=no]{algorithm*} + \declaretheorem[name=Claim,sibling=theorem]{claim} + \declaretheorem[name=Claim,numbered=no]{claim*} + \fi + + \ifevanmdthm + \declaretheorem[style=thmredbox,name=Esempio,sibling=theorem]{example} + \declaretheorem[style=thmredbox,name=Esempio,numbered=no]{example*} + \else + \declaretheorem[name=Esempio,sibling=theorem]{example} + \declaretheorem[name=Esempio,numbered=no]{example*} + \fi + + % Remark-style theorems + %\theoremstyle{remark} + \ifevanmdthm + \declaretheorem[style=thmblackbox,name=Osservazione,sibling=theorem]{remark} + \declaretheorem[style=thmblackbox,name=Osservazione,numbered=no]{remark*} + \else + \declaretheorem[name=Osservazione,sibling=theorem]{remark} + \declaretheorem[name=Osservazione,numbered=no]{remark*} + \fi + + \declaretheorem[name=Congettura,sibling=theorem]{conjecture} + \declaretheorem[name=Congettura,numbered=no]{conjecture*} + \declaretheorem[name=Definizione,sibling=theorem]{definition} + \declaretheorem[name=Definizione,numbered=no]{definition*} + \declaretheorem[name=Esercizio,sibling=theorem]{exercise} + \declaretheorem[name=Esercizio,numbered=no]{exercise*} + \declaretheorem[name=Fatto noto,sibling=theorem]{fact} + \declaretheorem[name=Fatto noto,numbered=no]{fact*} + \declaretheorem[name=Problema,sibling=theorem]{problem} + \declaretheorem[name=Problema,numbered=no]{problem*} + \declaretheorem[name=Domanda,sibling=theorem]{ques} + \declaretheorem[name=Domanda,numbered=no]{ques*} + + \ifevanpkg + \Crefname{claim}{Claim}{Claims} + \Crefname{conjecture}{Congettura}{Congetture} + \Crefname{exercise}{Esercizio}{Esercizio} + \Crefname{fact}{Fatto noto}{Fatti noti} + \Crefname{problem}{Problema}{Problemi} + \Crefname{ques}{Domanda}{Domande} + \fi + \fi + + %%fakesection Fancy section and chapter heads + \ifevancolorsec + \@ifundefined{KOMAClassName}{}{ + \@ifundefined{chapter}{}{ + \addtokomafont{partprefix}{\rmfamily} + \renewcommand*{\partformat}{\color{purple} + \scalebox{2.5}{\thepart}\enlargethispage{2em}} + \addtokomafont{chapterprefix}{\raggedleft} + \RedeclareSectionCommand[beforeskip=0.5em]{chapter} + \renewcommand*{\chapterformat}{\mbox{% + \scalebox{1.5}{\chapappifchapterprefix{\nobreakspace}}% + \scalebox{2.718}{\color{purple}\thechapter}\enskip}} + } + \renewcommand*{\sectionformat}% + {\color{purple}\S\thesection\enskip} + \renewcommand*{\subsectionformat}% + {\color{purple}\S\thesubsection\enskip} + \renewcommand*{\subsubsectionformat}% + {\color{purple}\S\thesubsubsection\enskip} + \KOMAoptions{numbers=noenddot} + %\usetocstyle{KOMAlike} + } + \fi + + + %%fakesection Loads a bunch of useful packages (but allow disabling) + \ifevanpkg + \ifevanvonenabled + \IfFileExists{von.sty}{\usepackage{von}}{} + \fi + \usepackage{listings} + \usepackage{mathrsfs} + \usepackage{textcomp} + \lstset{basicstyle=\ttfamily\scriptsize, + backgroundcolor=\color{green!2!white}, + breakatwhitespace=true, + breaklines=true, + commentstyle=\color{green!70!black}, + frame=shadowbox, + frame=single, + identifierstyle=\color{green!20!black}, + keywordstyle=\bfseries, + keywordstyle=\bfseries\color{blue}, + numbers=left, + numbersep=5pt, + numberstyle=\tiny\sffamily\itshape\color{black!60}, + rulecolor=\color{blue!70!black}, + rulesepcolor=\color{blue!30!black}, + showstringspaces=false, + stringstyle=\color{orange}, + tabsize=4, + } % chktex 6 + \lstdefinelanguage{gitcommit}{ + alsoletter={:}, + 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