Henk Broer > DSMP > MATHS > JBI > FWN > RUG

Teaching

Hieronder volgen mijn drie belangrijkste onderwijstaken. De HOVO cursus Wiskunde door de eeuwen heen loopt in maart-april 2011, daarna in het najaar de cursussen Dynamical Systems and Chaos en Chaostheorie.

Seniorenacademie Groningen en Drenthe (HOVO)


Romeins dodecader gevonden bij Hartwerd (Fr.)

Cursus G-33 (voorjaar 2011): "Wiskunde door de eeuwen heen'' coordinatie Drs M.C. van Hoorn en Prof dr H.W. Broer Wiskunde is na de duizenden jaren van haar bestaan nog steeds een uitermate springlevend vak. In de moderne wetenschappen (waaronder mathematische fysica, levenswetenschappen) is juist wiskunde de kritische succesfactor. Verder is uit de technologie van alledag (het betalingsverkeer, het internationale vliegverkeer, uw pinpas, uw mobieltje, uw pacemaker, enz.) de wiskunde eenvoudig niet weg te denken. Wiskunde veroudert eigenlijk niet: nog altijd wordt het gedachtegoed zoals zich dat vanaf de oude Grieken tot heden heeft ontwikkeld, opnieuw gebruikt in allerlei variaties. Daarnaast zijn er dagelijks vele nieuwe ontwikkelingen, die dikwijls inspelen op wetenschappelijke vragen uit andere disciplines. Hieronder volgen handouts van de achtereenvolgende colleges zoals die van 1 Maart tot en met 19 April 2011 wekelijks op dinsdagen tussen 10 en 12 uur zullen worden gegeven. Voor meer informatie klik hier.

Voordrachten

. Het begrip kans. Henk Broer, March 2015.   url
bib
. Cryptologie en de Riemann-hypothese. Martinus van Hoorn, March 2015.   url
bib
. Statistiek van zeldzame gebeurtenissen. Ruud Koning, March 2015.   url
bib
. Niet-Euclidische meetkunde en Relativiteitstheorie. Gert Vegter, March 2015.   url
bib
. Optische verschijnselen nabij de horizon. Henk Broer, April 2015.   url
bib
. Veelvlakken met en zonder gaten. Martinus van Hoorn, April 2015.   url
bib

Dynamical Systems and Chaos (master course)


Eise Eisinga's ceiling (Franeker, the Netherlands)

Description

This is an advanced course based on the bachelor courses on nonlinear dynamical systems. The books contain many topics, which will partly be dealt with in an eclectic way. The background of the course is a large phenomenology of periodic, quasi-periodic and chaotic dynamics as this occurs in a wide range of dynamical systems, which often are more or less realistic models. The theory behind this involves the idea of persistence of properties under variations of initial state or of parameters and, among other things, the notion of dispersion exponent. In later chapters and the appendices material is included that is closer related to the Groningen research. One item concerns the persistence of quasi-periodicity under small perturbations and another the reconstruction of dynamics from time series.

Lectures

Most of the lectures will be held by the teacher and have a course like nature. Other lectures are seminar like talks held by the students, after self-study and coaching by the teacher. The subjects will be chosen (or assigned) from the books or from adjacent material.

Assumed knowledge

Ordinary Differential Equations, Manifolds, Metric Spaces, Introductory Dynamical Systems.

Examination

Seminar talks, where each seminar talk will be accompanied by an essay. Talk and essay together will be followed by an oral examination.

Literature

H.W. Broer and F. Takens (2011) Dynamical Systems and Chaos. Applied Mathematical Sciences 172, Springer, 2011.   url
bib
R.C. Robinson (1995) Dynamical Systems. CRC Press, 1995.   bib

Chaostheorie (bachelor cursus)

Beschrijving

Dit AV-Vak biedt een overzicht van Chaostheorie, als onderdeel van de discipline Nietlineare Dynamische Systemen. Dynamische systemen betreffen eigenlijk al wat beweegt. Denk aan modellen voor mechanische en electrische systemen, zoals het Zonnestelsel, slingers en schommels, LRC-netwerken, etc. Ook in de eonomie, de meteorologie, de ontwikkelingspsychologie en dergelijke, werkt men met dynamische systemen. Soms is het handig gebruik te maken van een discrete tijdsverzameling (bijvoorbeeld bij de populatiedynamica van eendagsvliegen); in dat geval wordt de dynamica gegenereerd door iteratie van afbeeldingen. In het college wordt ingegaan op onder meer de volgende onderwerpen: chaos in termen van onvoorspelbaarheid en van fractale verzamelingen, toegelicht aan allerlei voorbeelden. We gaan ook in op de historie van het vakgebied. Het is opmerkelijk dat een grote aanzet hiertoe komt van de bioloog Robert May, de meteoroloog Edward Lorenz, de sterrenkundige Michel Hénon en van de fysicus Mitchell Feigenbaum. Daarnaast spelen wiskundigen als Henri Poincaré, Steven Smale, René Thom en vele anderen een belangrijke rol.

Presentaties

. Determinism, Chaos and Chance. Henk Broer, 2011.   url
bib
. On Poincare’s legacy in dynamical systems. Henk Broer, 2012.   url
bib
. Determinisme, Chaos en Toeval. Henk Broer, 2011.   url
bib
. Kepler’s Derde Wet en de Stabiliteit van het Zonnestelsel. Henk Broer, 2011.   url
bib
. Dimensie en Dispersie, het ‘meten’ van chaos. Henk Broer, 2011.   url
bib
. Huygens and Bernoulli’s brachistochrone. Henk Broer, 2011.   url
bib
. Resonance and Fractal Geometry. Henk Broer, 2011.   url
bib
. Multi-periodic dynamics: overview and some recent results. Henk Broer, 2011.   url
bib

Tentaminering

Schriftelijke presentatie in de vorm van een essay (tussen 6 en 10 pagina's).

Mededelingen aan de studenten

   1. Voor het leggen van contact stuur email aan: h.w.broer@rug.nl
   2. Zoek een a twee medestudenten om samen een essay te schrijven

Mogelijke essay-onderwerpen,

te kiezen in overleg (verwijzingen naar literatuur hieronder)

   1. De chaotische schommel [2] (Sith:2010:DimensieenDispersie)
   2. De chaotische slinger tussen drie magneten [11]
   3. Fractals en hun vele soorten dimensies [9,11]
   4. Over Julia en Mandelbrot [6,10,11]
   5. Kepler en Newton, het algemene geval
   6. Poincaré en het drielichamenprobleem [1,7]
   7. Stabiliteit of chaos in het Zonnestelsel [1,7]?
   8. Over Poincaré afbeeldingen [3]
   9. Het Henon-Heiles systeem: hoe beschrijf je een 4-dimensionaal systeem?
  10. Hoe `meet' je onvoorspelbaarheid en chaos [5]? Lyapunov exponenten, entropie, etc.
  11. Multiperiodiciteit en stabiliteit [5,7]
  12. Verdere onderwerpen uit literatuur, zoals hieronder, zowel voorbeelden als theoretische excursies

Literatuur

J. Barrow-Green (1997) Poincare and the Three Body Problem. American Mathematical Society - London Mathematical Society, 1997.   bib
H.W. Broer. De chaotische schommel. Pythagoras, 35(5):11–15, 1997.   bib
H.W. Broer and F. Takens (2011) Dynamical Systems and Chaos. Applied Mathematical Sciences 172, Springer, 2011.   url
bib
H.W. Broer, J. van de Craats, and F. Verhulst (2003) Het einde van de voorspelbaarheid? Chaostheorie, ideeën en toepassingen. Aramith Uitgevers – Epsilon Uitgaven 35, 2003.   bib
R.L. Devaney (2003) An Introduction to Chaotic Dynamical Systems, 2nd Ed.. Westview Press, 2003.   bib
F. Diacu and P. Holmes (1996) Celestial Encounters. Princeton University Press, 1996.   bib
E. Lorenz (1993) The Essence of Chaos. University of Washington Press, 1993.   bib
B.B. Mandelbrot (1977) The Fractal Geometry of Nature. Freeman, 1977.   bib
H.O. Peitgen, H. Juergens, and D. Saupe (1992) Chaos and Fractals, New Frontiers of Science. Springer, 1992.   bib
D. Ruelle (1991) Chance and Chaos. Princeton University Press, 1991.   bib
I. Stewart (1989) Does God play Dice? Penguin, 1989.   bib