KAOS재단에서 운영하는 대중강연 시리즈인 2017 가을 카오스 강연에 참여할 기회가 있었습니다. 이번 2017년 가을의 주제는 미래과학이라서 “미래의 수학자”라는 제목으로 컴퓨터를 사용한 증명 등 앞으로 수학자들의 일상이 어떻게 될지 생각해보면서 강연을 하였습니다. 강연은 2017년 10월 18일에 있었고, 강연비디오가 youtube에 올라와 있습니다.
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2017년 제58회 국제수학올림피아드(IMO) 참가후기
2009년, 2011년, 2012년, 2016년에 이어 2017년 브라질 리우데자네이루에서 열린 제58회 국제수학올림피아드에 다녀왔습니다. 올해는 111개 나라에서 총 615명의 학생들이 참가하여, 역대 최대 참가자수였던 작년의 602명 기록을 조금 더 넘겼습니다. 예전처럼 올해도 간략하게 참가 후기를 적어볼까 합니다.
- 2012년 국제수학올림피아드 참가후기
- 2016년 국제수학올림피아드 참가후기 (사이언스북스 블로그 연재: 1편, 2편, 3편)
우리나라는 1988년 호주에서 열린 29회 대회부터 참가하였는데, 올해는 2012년에 이어 역대 두 번째로 우리 나라 학생 전원이 금메달을 받음과 동시에 총점으로 세는 국가별 랭킹에서 1위를 차지하는 성과를 냈습니다. 올해 참가한 우리나라 대표 학생들은 모두 서울과학고 학생으로 아래와 같습니다.
김다인, 김세훈, 백승윤, 안정현, 이송운, 최규현
이 중 김세훈 학생은 올해 세 번째 출전으로 은메달 하나와 금메달 2개를 받게 되었습니다. 백승윤 학생은 두 번째 출전으로 은메달 하나와 금메달 하나를 받게 되었습니다. 나머지 4명의 학생은 올해 처음 출전이지만, 작년부터 우리나라 대표팀이 참가하기 시작한 루마니아 수학 마스터 대회(Romanian Master of Mathematics)에 출전한 적이 있어 국제대회의 긴장을 이미 경험해 보았습니다.
대표 6명에는 들지 못했지만 최종 후보로 뽑혔던 그 밖의 7명의 학생들은 아래와 같습니다. 이 중 고경명 학생은 세종과학고이지만 다른 학생은 모두 서울과학고였습니다. 다른 학교에서도 분발하면 좋겠습니다.강지원, 고경명, 김준곤, 명기범, 박주영, 안재준, 이정호, 조민기
이번 한국대표팀 단장팀에서는 IMO 자문위원회 위원이기도 한 인하대 송용진 교수님과 유원대 이승훈 교수님이 문제 번역 등으로 수고를 하셨습니다. 부단장팀에서는 올해 대한수학회 올림피아드 사업이사를 맡고 있는 아주대 최수영 교수님과 저, 그리고 KAIST 학생이자 2013년 국제수학올림피아드 대표였던 이종원 학생이 있었습니다. 또한 한국과학창의재단 김기상 박사님도 오셔서 도와주셨습니다.
이번 국제수학올림피아드 문제별 분야와 출제자는 아래와 같습니다. 참고로 분야 옆에 붙은 번호는 Short List라고 해서 문제 후보를 분야별로 정리한 목록에서 분야별로 몇 번 문제인지를 적은 것입니다. 보통 숫자가 클 수록 어려운 문제로 생각합니다.- (정수1) 남아프리카공화국 Stephan Wagner
- (대수6) 알바니아 Dorlir Ahmeti
- (조합5) 오스트리아 Gerhard Woeginger
- (기하2) 룩셈부르크 Charles Leytem
- (조합4) 러시아 Grigory Chelnokov
- (정수8) 미국 John Berman
최근부터 국제수학올림피아드에서는 1, 2, 4, 5번 문제는 정수, 대수, 조합, 기하 분야 한 문제씩 골고루 내고 있고, 더 어려운 3, 6번 문제는 따로 선정하고 있습니다. 이번에도 그런 규칙에 따라 문제가 출제되었습니다. 다만 보통 기하가 적어도 두 문제가 나왔는데 이번에는 쉬운 문제 하나만 나왔다는게 이변 아닌 이변이었습니다. 아울러 이번 3번 문제는 7점을 받은 사람이 고작 2명뿐이라 역대 최고로 어려웠던 문제로 기록되었습니다. 아쉽게도 우리나라 대표학생 중에서는 푼 사람이 없었고 부분점수 1점 받은 사람만 있었습니다.
오늘의 문제. #이렇게까지?
이번에는 특별히 현지에 참가한 조교인 이종원 학생이 해설하는 국제수학올림피아드 풀이 동영상을 제작하였습니다. 유난히 쉬운 4번 문제만 동영상이 3분 정도이며 다른 동영상은 대체로 8분~12분 정도입니다. 동영상을 촬영하는데 메모도 없이 한 번에 술술 해설해서 놀랐습니다. 이종원 학생은 현지에서도 학생들에게 매일 풀어볼 문제도 만들어주고 나중에 채점 과정에서도 큰 기여를 하는 등 수고가 많았습니다.우리 대표 학생의 성적은 아래와 같습니다. 우연히 우리 나라 대표 학생 6명 각자의 총점이 매우 비슷하게 되었습니다. 특히 김다인 학생은 2006년 경기과학고 학생이던 남주강 씨 이후로 11년만에 우리나라 대표로 출전한 여학생입니다.
참가자 P1 P2 P3 P4 P5 P6 총점 개인
순위상대
위치상 김다인 7 7 0 7 7 1 29 7 99.02% 금메달 김세훈 7 7 0 7 1 7 29 7 99.02% 금메달 안정현 7 7 1 7 0 7 29 7 99.02% 금메달 이송운 7 7 0 7 0 7 28 14 97.88% 금메달 최규현 7 7 0 7 7 0 28 14 97.88% 금메달 백승윤 7 4 0 7 7 2 27 29 95.44% 금메달 팀 결과 42 39 1 42 22 24 170 1 100.00% G, G, G, G, G, G 이번 상위권 나라 성적은 아래와 같습니다. 우리가 1위 했던 2012년의 경우 우리는 209점 2위 중국은 195점으로 14점 차이였는데 이번은 11점 차이입니다. 이번에는 문제가 어려워서 점수가 많이 내려갔습니다. 참고로 우리가 2위를 했던 2016년의 경우 우리는 207점, 미국이 214점이었습니다.
- 1위 170점: 한국
- 2위 159점: 중국
- 3위 155점: 베트남
- 4위 148점: 미국
- 5위 142점: 이란
- 6위 134점: 일본
- 공동 7위 131점: 싱가포르, 태국
- 공동9 위 130점: 대만, 영국
- 10위 128점: 러시아
2012년 아르헨티나 대회에도 워낙 먼 거리를 감안하여 이틀 일찍 현지에 가서 시차적응을 했습니다. 이번에는 아예 7월 11일에 출국하여 현지에서 태국 대표팀과 함께 며칠간 현지 공동 캠프를 진행하였습니다. 저는 여기까지는 참석하지 않았고 최수영 교수님이 대표 학생들 인솔 등으로 처음 가보는 브라질 현지에서 큰 수고를 하셨습니다. 저는 창의재단 김기상 박사님과 함께 7월 15일 출국하여 현지에 16일에 합류하였습니다.
이번 국제수학올림피아드가 열린 호텔은 Barra da Tijuca의 해변에 위치한 Windsor Oceânico 호텔이었습니다. 개막식, 폐막식, 시험 등이 모두 같은 호텔에서 열려서 매우 편리하였습니다. 참고로 작년 홍콩 대회의 경우 숙소는 홍콩과기대 기숙사였습니다. 이 곳 해변은 그 길이가 18 km로 매우 길고 비록 계절은 겨울이지만 따뜻한 날씨 덕에 많은 이들이 해수욕을 즐기고 있었습니다. 동네가 워낙 좋은 동네라 물가가 비싸서 애를 먹었습니다.
개막식 (7월 17일)7월 17일 국제수학올림피아드 개막식 무대에 올라간 한국대표단 학생 (왼쪽부터 안정현, 백승윤, 김세훈, 최규현, 이송운, 김다인) 및 한국대표팀 가이드, 사진: Davi Campana/R2
우리 학생들의 개막식 입장 동영상을 찍었습니다.
한편 주최측에서 촬영한 1시간 13분짜리 동영상도 올라왔습니다. 우리 학생들은 47분쯤에 나옵니다.제58회 국제수학올림피아드 개막식 시험 (7월 18일, 19일)
시험은 9시부터 1시 30분까지 4시간 30분동안 열릴 예정이었습니다. 시험 30분 전까지는 다들 입실해야 된다고 들어서 열심히 준비시켜 학생들을 보냈는데, 9시 직전까지 입실하지 않은 학생들이 꽤 많았습니다. 특히 휴대품 검사에 시간이 많이 소요되어 시험은 한참 늦게 시작되었습니다. 결국 점심식사도 매우 늦었습니다. 둘째날인 19일에는 첫날보다는 좀더 순조롭게 시험이 시작되어 좀더 일찍 시험이 끝났습니다. 학생들이 첫날 시험을 보는 동안 전통에 맞게 부단장팀은 주최측이 주선한 관광을 다녀왔는데 별로 기억에 남는 것이 없습니다. 리우데자네이루에서 가장 유명한 예수상은 가지 않고 축구경기장과 시내 멋있는 거리를 잠깐 걸어 산책한 것이 전부였습니다. 학생들은 21일에, 단장팀은 22일 오전에 똑같은 관광을 갔습니다.
이제까지 제가 가본 국제수학올림피아드에서는 보통 학생들 시험이 끝나는 날 단장팀이 학생들이 있는 호텔로 이동해서 함께 지내는 것이 보통이었는데 이번에는 특이하게도 학생은 IMO 호텔에 두고 부단장팀은 전원 단장이 있는 호텔로 이동하게 되었습니다. 학생들은 브라질 대학생인 현지 가이드에게 잘 부탁하고 부단장팀은 짐을 꾸려 같은 해변이지만 3km 떨어진 Windsor Marapendi 호텔로 이동하였습니다.Coordination (7월 20일, 21일) 및 Jury Meeting (21일)
채점하여 점수를 협의하는 과정을 Coordination이라고 합니다. 각국 단장 부단장들과 주최국에서 준비한 Coordinator들과 지정된 시간에 만나 미리 정해진 채점 기준표에 따라 점수를 협의하는 과정을 이틀간 진행합니다. 이번에는 학생들이 잘 해서인지, 혹은 딱히 부분점수를 크게 따져야할 풀이가 없어서인지, 이 과정이 매우 쉽게 끝났습니다. 작년엔 점심도 굶어가며 몇번씩 같은 문제로 coordination room에 다녀오곤 했는데 올해는 한 번에 모두 일사천리로 해결되어 21일 오전에 우리팀은 모두 끝나서 잠깐 오후에 시내 관광을 나갔다 올 여유도 있었습니다. 이미 그때 우리 팀이 1등할 가능성이 매우 높다는 것을 알 수 있었습니다. 21일 저녁 있었던 Jury Meeting에서 금메달 커트라인이 우리 팀 예상보다 훨씬 아래여서 놀랐고 여유있게 1등을 해서 기뻤습니다.
이 이틀동안 학생들은 브라질의 필즈메달 수상자인 아빌라 교수의 강연도 듣고 관광도 다녀왔습니다.시상식 (22일)
개막식때는 보통 학생들이 나라별로 착석하고 무대에 나라별로 올라가서 인사를 합니다. 하지만 시상식때는 학생들이 점수순으로 착석하고 동메달부터 낮은 점수부터 순서대로 무대를 올라갑니다. 우리 학생들은 워낙 뒤에 올라가게 되어 있어서 한참을 기다렸습니다. 앞줄에 있던 네덜란드 분들이 사진기 들고 언제 나가야 하나 고민하는 우리를 보면서 너희들은 아직 멀었으니 한참 기다려라고 하며 웃었습니다.
이번에는 IMPA Olympiad Girls’ Award라고 해서 각 대륙별로 여학생 참가자 중 가장 잘 한 학생에게 특별상을 하나씩 주었습니다. 아시아 대륙을 대표해서 우리나라 김다인 학생이 수상했습니다. 여학생 중 유일한 금메달이었으니 당연한 일이었습니다. 한편 보츠와나 대표로 나온 박가람 학생이 아프리카 대표로 이 상을 받았습니다.
한편 29점 동점으로 나란히 금메달 받으러 올라가던 김세훈 안정현 학생은 김다인 학생을 가마를 태워서 입장해서 큰 박수를 받았습니다.
캠코더를 준비해간 덕분에 이번 시상식 일부를 촬영할 수 있었습니다.주최측에서 촬영한 폐막식 동영상이 나중에 올라왔습니다. 1시간 43분 분량입니다. 1시간 20분 지점 근처를 보세요.
제58회 국제수학올림피아드 폐막식 이번 국제수학올림피아드의 개인 1등은 5문제를 해결한 세 명이 했습니다. 이란, 일본, 베트남 대표였는데, 그 중 Yuta Takaya라는 일본 대표는 올해 국제수학올림피아드에서 최고점으로 1등했을 뿐만 아니라 올해 이란에서 열린 국제정보올림피아드에서도 최고점으로 1등을 하여 화제가 되었습니다. 국제정보올림피아드에 4번 출전하여 모두 금메달을 받았고 국제수학올림피아드에는 3번 출전하여 은메달 하나와 금메달 둘을 받았습니다.
귀국 (23일)
비행기 시간이 너무 밤 늦게 있어서 23일 낮에는 “빵산”이라고 불리는, Sugarloaf mountain을 다 함께 다녀왔습니다. 그 후 30시간이 넘게 비행기를 타고 애틀란타를 경유하여 한국으로 잘 돌아왔습니다. 현지 출발은 23일이지만 한국 도착은 25일이었습니다. 30시간동안 씻지 않으면 어떻게 되는지 아래 사진에서 확인할 수 있습니다. 도착 직후에 중앙일보, 동아일보 기자와 학생들 사이의 인터뷰도 있었고, 대한수학회 이향숙 회장님 등 여러 분들의 환대도 있었습니다.수정내역: 공식 동영상 링크를 추가하였습니다. (2017년 10월 23일)
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KAIST에서 2017년 가을에 열리는 이산수학/그래프이론 관련 교과목
2017년 가을학기 교과목 수강신청기간을 맞이하여 지난 학기에 하였던 것처럼 이번 2017년 가을학기에 열릴 이산수학/그래프이론 관련 교과목 및 기타 흥미로운 교과목을 정리해봅니다.
MAS477 Introduction to Graph Theory (그래프이론개론). 월수 13:00~14:15, 엄상일
- (네, 아시다시피 제가 하는 과목입니다.) 보통 매년 가을학기에 열렸으며 제가 연구년을 갔던 2013년에는 Andreas Holmsen 교수님이 강의를 하셨었고 작년에는 대수적 그래프이론 전공한 Brendan Rooney 교수님이 강의를 하였습니다. 2년만에 다시 하게 되었습니다.
- 그래프이론의 다양한 부분을 다룹니다. 보통 많이 생각하는 기초적인(?) 해밀턴 회로 오일러 회로 같은건 다루지 않습니다. 주요 내용을 언급하면 아래와 같습니다.
- 그래프 connectedness: 그래프가 얼마나 잘 연결되었는지, 그리고 한 점에서 다른 점으로 몇 개의 서로 겹치지 않가 있는지와 같은 Menger 정리 등.
- 그래프의 매칭: 남녀 학생을 짝지울때 써먹는(?) 홀의 결혼정리와 König의 정리, 그리고 남녀가 아닌 일반적인 그래프의 perfect matching에 관한 Tutte의 정리, 그리고 그래프의 maximum matching이 어떤 구조인지 설명하는 Gallai-Edmonds Structure 정리와 함께 Edmonds의 유명한 다항식 시간에 maximum matching 찾는 알고리듬을 다룹니다.
- 평면그래프: 이산수학 시간에는 정리만 배웠던 Kuratowski 정리를 엄밀하게 증명합니다. 오일러 공식 및 dual에 대해 다룹니다.
- 채색 문제:
4색정리5색정리를 증명합니다. List Coloring도 배우며 이를 통해 Thomassen의 다른 방식의 5색 정리 증명도 배웁니다. 그리고 perfect graph에 관한 성질도 배웁니다. - Flow 문제: 채색문제의 dual이라고 할 수 있는 nowhere-zero flow에 관해 배우고 관련된 Tutte의 유명한 추측들을 다룹니다.
- 그외 시간에 따라 다룰 가능성이 있는 주제: Turan 정리, Hadwiger 추측, Szemeredi의 Regularity lemma, Higman의 lemma, Kruskal의 well-quasi-ordering 정리, Robertson과 Seymour의 그래프 마이너 정리
- 교재: 매년 R. Diestel 교수의 그래프 이론 GTM 책(http://diestel-graph-theory.com)을 교재로 지정하였으나, 올해는 참고도서로만 지정하였습니다.
책 값이 비싸다는 불평들이 있었고, 사실 수업 내용은 평행우주를 달린다는 평도 있었기에… - Syllabus
MAS583C Topics in Analytic Combinatorics (해석조합론), 화목 10:30-11:45, 김동수 교수님
- 예전에 1학점 특강으로 잠깐 개설된 적이 있던 주제인데 이번에 처음 3학점 특강 과목으로 개설되었습니다. 학부 고년차나 대학원생의 경우 학부때 배우는 복소 과목이 어떻게 조합론에서 쓰일 수 있나 알아보는 기회가 되겠습니다. 특히 어떤 조합적 대상의 수를 asymptotic하게 새는 도구들을 배우게 된다고 보시면 됩니다. 과목을 마치게 되면 생성함수를 잘 다루게 될 것이고, 생성함수를 복소평면 위에서의 함수로 이해한 다음 singular point들을 찾아서 분석하는 기술을 습득하게 될 겁니다. 그 외에 다른 재미있는 주제가 있을 것 같습니다.
- 교재: 참고도서만 지정되어 있습니다.
- Analytic Combinatorics, Philippe Flajolet and Robert Sedgewick, Cambridge University Press, 2009
- 810페이지짜리 두꺼운 책입니다. 저는 16만원 넘게 주고 산 책인데, 이 책의 홈페이지에서 PDF로 다운받을 수 있습니다.
- Analytic Combinatorics in Several Variables, Robin Pemantle and Mark C. Wilson, 2013
- 역시 책의 홈페이지에서 draft 버젼의 PDF를 살펴볼 수 있습니다.
- Analytic Combinatorics, Philippe Flajolet and Robert Sedgewick, Cambridge University Press, 2009
아래는 그 외에 눈 여겨 본 과목들입니다. 일부 내용은 실라버스에서 발췌한 것입니다.
- CS422 계산이론 (Martin Ziegler 교수님)
- The Theory of Computation provides a sound logical foundation to computer science. By comparing various formal models of computation with respect to their capabilities, it identifies both fundamental features and ultimate limitations of contemporary digital computing machinery. Rigorous notions of efficiency are captured by famous complexity classes such as P and PSPACE; and concepts like oracles or polynomial-time reduction permit to compare computational problems with respect to their algorithmic cost: NP-hardness results thus serve as ‘beacons’ of intractability.
- EE412 빅데이터 분석 개론 (신진우 교수님)
- EE488A 머신러닝 소개 (유창동 교수님), EE488B 딥러닝과 알파고 (정세영 교수님), CS492E 기계학습입문 (양은호 교수님): 전기전자 및 전산학부 과목인데, 비슷한 주제로 세 과목이 열리네요.
- EE817 Network Science (박홍식 교수님):
- In the first half we deal with fundamental network and graph theory and then study generation, characteristics and analysis of various types of networks such as regular, random, small-world, and scale-free network. In the second half, we study dynamic processes on networks including phase transition, resilience, synchronization, epidemic spreading and information spreading in social networks.
- MAS711 암호 및 부호이론 (한상근 교수님)
- EE623 정보이론 (정혜원 교수님):
- This course is a graduate-level introduction to information theory. Information theory is one of the most elegant mathematical theories, with a direct and significant impact to our lives in the information age. In this class, we will learn how to model the information transmission/processing system, with applications of data science as well as communications, and analyze the model from information-theoretical perspectives to derive fundamental limits on what is possible on the system.
- 전산학부의 기본 과목 중 관련 과목: CS204 이산구조, CS300 알고리듬 개론
- 최적화 관련 산업및 시스템 공학과 교과목들: IE539 컨벡스 최적화 (김우창 교수님), IE631 정수계획법 (박성수 교수님)
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수학동아 "따끈따끈한 수학" 연재 (2017년)
2016년부터 수학동아에 “따끈따끈한 수학”이라는 코너를 연재하고 있습니다. 소개된 논문을 정리한 글이 너무 길어져서 연도별로 분리하기로 하였습니다.
2016년 따끈따끈한 수학 내용 보기- 2017년 1월호: 에르되시-버어 추측을 해결하다!
- 이중범 박사가 40년 이상 묵은 Burr와 Erdos의 1973년 추측을 해결하였고 그 논문이 Annals of Mathematics에 게재승인되었다는 소식을 전했습니다.
- 논문
- 2017년 2월호: 자연수 색칠하기 문제
- 자연수 전체를 유한개의 색으로 색칠했을 때, x, x+y, xy가 같은 색이 되는 x, y가 항상 있다는 Joel Moreira 박사의 결과를 소개했습니다.
- 논문
- 2017년 3월호: 스타인버그의 추측
- 길이가 4나 5인 회로가 없는 평면 그래프는 3개 색으로 꼭짓점을 칠할 수 있는지에 관한 스타인버그(Steinberg)의 추측의 반례가 발견되었다는 소식을 전하였습니다.
- 논문
- V. Cohen-Addad, M. Hebdige, D. Král’, Z. Li, E. Salgado, Steinberg’s conjecture is false, J. Combin. Theory Ser. B. 122 (2017) 452–456. doi:10.1016/j.jctb.2016.07.006.
- 2017년 4월호: Frankl의 Union-Closed Set 추측
- Random bipartite graph에서는 P. Frankl의 union-closed sets conjecture가 대부분 성립한다는 H. Bruhn과 O. Schaudt의 논문을 소개하였습니다.
- 논문
- 2017년 5월호: 해바라기 추측
- Slice rank 방법을 이용하여 Erdos와 Szemeredi의 sunflower 추측을 E. Naslund와 W. Sawin이 간단한 증명으로 해결한 것을 소개하였습니다.
- 논문
- E. Naslund, W.F. Sawin, Upper bounds for sunflower-free sets, arXiv:1606.09575v1, 2016.
- E. Naslund, W. F. Sawin, Upper bounds for sunflower-free sets, Forum Math, Sigma, 5(2017), e15, doi:10.1017/fms.2017.12
- 2017년 6월호: 사잇각이 같은 직선들
- n차원 공간에서 원점을 지나면서 서로 사잇각이 항상 일정하게 직선을 모을 때 최대 갯수가 어떻게 되는지에 관한 최신 결과를 소개하였습니다.
- 논문
- I. Balla, F. Dräxler, P. Keevash, B. Sudakov, Equiangular Lines and Spherical Codes in Euclidean Space, arXiv:1606.06620, 2016.
- 2017년 7월호: Caccetta-Häggkvist 추측
- Caccetta-Häggkvist 추측을 소개하고 Flag Algebra를 이용한 Jan Hladký, Daniel Král’, Sergey Norin의 논문 내용을 소개했습니다.
- 논문
- J. Hladký, D. Král’, S. Norin, Counting flags in triangle-free digraphs, Combinatorica. 37 (2017) 49–76. doi:10.1007/s00493-015-2662-5.
- 2017년 8월호: 커크맨의 여학생 문제
- 조합적 디자인 문제에 최근 좋은 결과들이 나오고 있습니다. 몇 년 전 Peter Keevash 교수가 150년 전의 문제인 Generalized Steiner System에 관한 문제를 해결한 후, 이를 확장하는 연구 결과가 최근 S. Glock, D. Kühn, A. Lo, D. Osthus에 의해 증명되었습니다.
- 논문
- P. Keevash, The existence of designs, arXiv:1401.3665, 2017.
- S. Glock, D. Kühn, A. Lo, D. Osthus, Hypergraph F-designs for arbitrary F, arXiv:1706.01800, 2017
- 참고
- Peter Keevash 교수 결과에 대한 참고글, blog.combinatorics.kr, 2014.
- 2017년 9월호: 다울링-윌슨 추측
- IAS의 허준이 박사와 위스콘신-매디슨대학교 Botong Wang 교수가 조합론 분야 40년 묵은 추측인 Dowling-Wilson 추측을 해결하였다는 소식을 전했습니다.
- 논문
- J. Huh, B. Wang, Enumeration of points, lines, planes, etc, arXiv:1609.05484, 2017
- 2017년 10월호: 베크너의 문제
- 각 꼭지점의 차수가 3인 평면 그래프의 제곱을 7색으로 칠할 수 있다는 덴마크 DTU의 Carsten Thomassen 교수의 결과를 다루었습니다. 즉, 어떤 평면 그래프에서 각 꼭짓점에 이웃한 다른 꼭짓점의 수가 정확히 3이면, 거리가 2 이하인 두 점은 서로 다른 색이 되도록 7개 색 이하만 사용하여 칠할 수 있다는 정리입니다.
- 논문
- 2017년 11월호: 외판원 문제
- Asymmetric TSP 문제의 constant factor approximation algorithm이 처음으로 나왔다는 소식을 전했습니다. 풀어쓰자면, n개 도시를 모두 각각 한 번씩 들르고 출발점으로 최소 비용으로 돌아와야 하는 외판원 문제(Traveling Salesman Problem)의 최적값의 5500배 이내의 비용임을 보장해주는 경로를 찾아주는 효율적인 알고리듬이 나왔다는 소식입니다.
- 논문
- O. Svensson, J. Tarnawski, and L. Végh, A constant-factor approximation algorithm for the asymmetric traveling salesman problem, arXiv:1708.04215, 2017
- 2017년 12월호: 볼록오각형 테셀레이션 문제
- 볼록오각형 하나와 합동인 도형만 가지고 평면 전체를 빈틈없이 가득 채우는 방법은 총 15가지 종류 뿐이라는 것이 최근 Michaël Rao 박사에 의해 컴퓨터를 사용하여 증명되었습니다.
- 논문
- 참고
- M. Rice, https://sites.google.com/site/intriguingtessellations/home
- N. Wolchover, Marjorie Rice’s secret pentagons, Quanta Magazine, July 11, 2017.
- N. Wolchover, Pentagon tiling proof solves century-old math problem, Quanta Magazine, July 11, 2017.
- 2017년 1월호: 에르되시-버어 추측을 해결하다!
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Theorems covered in MAS575 Combinatorics Spring 2017
This post will give an incomplete list of theorems covered in MAS575 Combinatorics Fall 2017. This post will be continuously updated throughout this semester. (Last update: April 5, 2017.)
2017년 봄학기 MAS575 조합론 과목에서 다룬 정리들을 정리하였습니다. 빠진 것도 있습니다. 강의가 진행되면서 내용을 업데이트 하겠습니다.- Graham and Pollak (1971). Proof by Tverberg (1982)
- The edge set
of the complete graph cannot be partitioned into less than copies of the edge sets of complete bipartite subgraphs.
- The edge set
- Lindström and Smet (1970).
- Let
. Then there exist subsets and of such that
- Let
- Lindström (1993)
- Let
. Then there exist subsets and of such that , , and
- Let
- Larman, Rogers, and Seidel (1977) [New in 2017]
- Every two-distance set in
has at most points. (A set of points is a two-distance set if the set of distances between distinct points has at most two values.)
- Every two-distance set in
- Blokhuis (1984) [New in 2017]
- Every two-distance set in
has at most points.
- Every two-distance set in
- Erdős (1963)
- Let
be the list of clubs and each club has at least members. If , then such an assignment of students into two lecture halls is always possible.
- Let
- Erdős, Ko, and Rado (1961). Proof by Katona (1972)
- Let
. Let be a -uniform intersecting family of subsets of an -set. Then
- Let
- Fisher (1940), extended by Bose (1949). Related to de Brujin and Erdős (1948)
- Let
be a positive integer. Let be a family on an -set such that whenever and . Then . - Corollary due to de Brujin and Erdős (1948): Suppose that
points are given on the plane so that not all are on one line. Then there are at least distinct lines through at least two of the points.
- Let
- Frankl and Wilson (1981). Proof by Babai (1988).
- If a family
of subsets of is -intersecting and , then
- If a family
- Ray-Chaudhuri and Wilson (1975). Proof by Alon, Babai, and Suzuki (1991).
- If a family
of subsets of is uniform -intersecting and , then (A family of sets is \emph{uniform} if all members have the same size.)
- If a family
- Deza, Frankl, and Singhi (1983)
- Let
be a prime. Let and .If
(i) for all ,
(ii) for all , ,
then
- Let
- Alon, Babai, and Suzuki (1991)
- Let
be a prime. Let be an integer. Let and . Assume . If
(i) for all ,
(ii) for all , ,
then
- Let
- Grolmusz and Sudakov (2002) [New in 2017]
- Let
be a prime. Let with and . Let be a family of subsets of such that
(i) for all and
(ii) for every collection of distinct members of .
Then
- Let
- Grolmusz and Sudakov (2002) [New in 2017]
- Let
and . Let be a family of subsets of such that for every collection of distinct members of . Then
- Let
- Sperner (1928)
- If
is an antichain of subsets of an -set, then
- If
- Lubell (1966), Yamamoto (1954), Meschalkin (1963)
- If
is an antichain of subsets of an -element set, then
- If
- Bollobás (1965)
- Let
, , , , , , , be subsets on an -set such that
(a) for all ,
(b) for all .
Then
- Let
- Bollobás (1965), extending Erdős, Hajnal, and Moon (1964)
- If each family of at most
edges of an -uniform hypergraph can be covered by vertices, then all edges can also be covered by vertices.
- If each family of at most
- Lovász (1977)
- Let
, , , , , , , be subsets such that and for all and
(a) for all ,
(b) for all .
Then . - Let
be a vector space over a field . Let be subspaces of such that and for each and
(a) for ;
(b) for .
Then .
- Let
- Füredi (1984)
- Let
be subspaces of a vector space over a field . If , for all and for some ,
(a) for all ,
(b) for all ,
then .
- Let
- Frankl and Wilson (1981)
- The chromatic number of the unit distance graph of
is larger than for sufficiently large .
- The chromatic number of the unit distance graph of
- Kahn and Kalai (1993)
- (Borsuk’s conjecture is false) Let
be the minimum number such that every set of diameter in can be partitioned into sets of smaller diameter. Then for large .
- (Borsuk’s conjecture is false) Let
- Mehlhorn and Schmidt (1982) [New in 2017]
- For a matrix C,
. (Let be the minimum number of rounds in order to partition into almost homogeneous matrices, if in each round we can split each of the current submatrices into two either vertically or horizontally. This is a parameter related to the communication complexity.)
- For a matrix C,
- Lovász and Saks (1993)
.
- ?
- There exists a randomized protocol to decide the equality of two strings of length
using bits.
The probablity of outputting an incorrect answer is less than .
- There exists a randomized protocol to decide the equality of two strings of length
- Dvir (2009) [New in 2017]
- Let
be a polynomial of degree at most over a finite field with elements. Let be a Kakeya set. If for all , then is a zero polynomial. - If
is a Kakeya set, then
- Let
- Ellenberg and Gijswijt (2017) [New in 2017]
- If
is a subset of with no three-term arithmetic progression, then where Furthermore .
- If
- Tao (2016) [New in 2017]
- Let
and let be a finite set and be a field. Let be a function such that if , then . Then the slice rank of is equal to .
- Let
- Erdős and Rado (1960) [New in 2017]
- There is a function
on positive integers and such that every family of -sets with more than members contains a sunflower of size .
- There is a function
- Naslund and Sawin (2016) [New in 2017]
- Let
be a family of subsets of having no sunflower of size . Then
- Let
- Alon and Tarsi (1992)
- Let
be a field and let . Suppose that and the coefficient of is nonzero. Let be subsets of such that . Then there exist , , , such that
- Let
- Cauchy (1813), Davenport (1935)
- Let
be a prime and let be two nonempty subsets of . Then
- Let
- Dias da Silva and Hamidoune (1994). A proof by Alon, Nathanson, and Ruzsa (1995). Conjecture of Erdős and Heilbronn (1964).
- Let
be a prime and be a nonempty subset of . Then
- Let
- Alon (2000) [New in 2017]
- Let
be an odd prime. For and every integers , if are distinct, then there exists a permutation of such that the sums are distinct.
- Let
- Alon? [New in 2017]
- If
is an matrix over a field , and , then for every family of sets , , , of size each, there is a vector such that for all .
- If
- Alon? [New in 2017]
- Let
be a bipartite graph with the bipartition , with . Let . If has at least one perfect matching, then for every integer , there exists a subset of such that for each , the number of neighbors of in is not .
- Let
- Erdős, Ginzburg, and Ziv (1961) [New in 2017]
- Let
be a prime. Every sequence of integers contains a subsequence , , , such that .
- Let
- Alon, Friedland, and Kalai (1984) [New in 2017]
- Every (multi)graph with average degree
and maximum degree contains a -regular subgraph.
- Every (multi)graph with average degree
- ?
- Let
be an undirected graph. Let . Then there is an orientation of such that the outdegree of each vertex is at most .
- Let
- Alon and Tarsi (1992)
- A simple planar bipartite graph is
-choosable.
- A simple planar bipartite graph is
- Graham and Pollak (1971). Proof by Tverberg (1982)
-
KAIST에서 2017년 봄에 열리는 이산수학/그래프이론 관련 교과목
2017년 봄학기 수강신청 기간이 다가왔습니다. 이번 학기에도 여러 이산수학/그래프이론 관련 교과목이 열릴 예정입니다. 수강신청에 참고할 수 있도록 정리해봅니다.
MAS275 Discrete Mathematics (이산수학). 화목 14:30~16:00, 김동수 교수.
- 매년 봄학기마다 열리고 특별한 선수과목이 없습니다. 조합적 사고를 잘 할 수 있도록 도와주기 때문에 다른 과목을 듣기 전에 이 과목은 반드시 듣는 것을 추천합니다.
MAS487 Discrete Geometry (이산기하) 화목 13:00~14:30, Andreas Holmsen 교수.
- 2년~3년 정도 주기로 열리고 있는 과목입니다. 국내에서는 KAIST에서만 볼 수 있는 과목으로 이산기하 전공하신 교수님으로부터 잘 배울 수 있습니다. 흥미로운 증명과 주제들이 많습니다. 마지막으로 열린 것은 2014년 봄입니다. 특별한 선수과목은 없지만 이산수학을 들어두었으면 수학적 내공이 충분하지 않을까 생각됩니다.
- 강의 설명:This course is an introduction to discrete geometry. We will cover basic results from packing and covering, convex polytopes, intersection patterns of convex sets, and combinatorial geometry. Our goal is to reach some key results by combining methods from linear algebra, topology, and probability. However, since this is an introductory course, all necessary notions will be introduced. The main prerequisite for this course is a basic understanding of elementary discrete mathemtaics and the n-dimensional Euclidean space.
- 교재: Jiří Matoušek, Lectures on Discrete Geometry (Springer, GTM 212). http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-1-4613-0039-7
- KAIST 교내에서는 위 링크를 통해 Springer에서 책을 온라인으로 볼 수 있습니다.
MAS480 수학특강 Algebraic Graph Theory (대수적 그래프이론), 월수 13:00~14:30, Brendan Rooney 교수.
- 교재: Chris Godsil, Gordon Royle, Algebraic Graph Theory, Sringer, GTM 207. http://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4613-0163-9
- KAIST 교내에서는 위 링크를 통해 Springer에서 책을 온라인으로 볼 수 있습니다.
- KAIST에서는 적어도 최근 10년간은 열린 적이 없는 과목이고 앞으로도 언제 다시 열릴지 알 수 없는 과목입니다. Algebraic Graph Theory를 전공하였고 교재의 저자인 Chris Godsil 교수로부터 박사학위를 받은 Brendan Rooney 교수님이 강의하실 예정이라 기대가 됩니다.
- 중요한 선수과목은 선형대수학개론 혹은 선형대수학입니다. 행렬의 eigenvalue 관련된 내용을 숙지하고 spectral decomposition 같은 것들도 잘 알고 있으면 좋습니다.
MAS575 Combinatorics (조합수학), 화목 10:30~12:00, 엄상일.
- 주교재: S. Jukna, Extremal Combinatorics, Springer-Verlag http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-642-17364-6
- KAIST 교내에서는 위 링크를 통해 Springer에서 책을 온라인으로 볼 수 있습니다.
- 여러 기술들이 조합수학의 정리를 증명하는데 어떻게 활용되는지 다양하게 살펴봅니다. 선형대수 활용하는 방법, 다항식의 성질을 활용하는 방법, 램지 정리 관련, 확률을 활용하는 방법 등 다양한 주제를 다룹니다. 이산수학, 선형대수학개론을 수강한 학생이 듣는 것이 좋으며 가을마다 열리는 그래프이론개론을 수강했었다면 좀더 수월할 수도 있지만 내용은 독립적입니다.
- 2년마다 한 번씩 봄에 열리며, 학부생이나 대학원생 모두 수강 가능합니다.
MAS583C 수학특론 Parameterized Algorithms and Lower Bounds (매개변수 고정 알고리즘과 하한), 수 16:00~17:30, 금 10:30~12:00, Helmut Alt 교수 및 Otfried Cheong 교수
- 전산학과 CS700과 교차개설된 과목입니다. 강의실도 전산학부 건물에서 열립니다. 독일 베를린자유대학 Helmut Alt 교수님이 KAIST 오셔서 강의하십니다.
- 강의홈페이지: http://otfried.org/courses/cs700spring2017/
- 비슷한 과목은 2014년 봄에 수리과학과에서 제가 MAS583B Fixed-Parameter Algorithms라는 제목으로 연 적이 있습니다. 내용은 비슷하지 않을까 생각합니다. 그래프이론과도 관련이 많고 제 연구와도 관련이 많습니다.
- 교재: Marek Cygan, Fedor V. Fomin, Łukasz Kowalik, Daniel Lokshtanov, Dániel Marx, Marcin Pilipczuk, Michał Pilipczuk, and Saket Saurabh, Parameterized Algorithms, Springer. http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-21275-3
- KAIST 교내에서는 위 링크를 통해 Springer에서 책을 온라인으로 볼 수 있습니다.
-
수학동아 연재 (2016년)
2016년부터 수학동아에 “따끈따끈한 수학”이라는 코너를 연재하기로 하였습니다. 목표는 이산수학 분야의 따끈따끈한 논문 소식들을 중학생 수준에서도 읽을만하게 적는 것입니다. 사실 그게 말처럼 쉬운 것은 아니지만요.
현재까지 실린 글과 앞으로 실릴 글을 예고하고 관련 논문을 정리했습니다. 혹시 글감으로 추천할 논문이 있으면 연락주셔도 좋습니다.
글이 길어져서 2017년 내용은 따로 분리하였습니다.
2017년 따끈따끈한 수학 내용 보기- 2016년 1월호: 그래프 동형 문제 (Graph isomorphism problem)
- 작년 가을에 떠들석했던 그래프 동형 문제를 quasi-polynomial 시간에 풀 수 있다는 Babai 교수 결과에 대해 정리했습니다. (사실 기사 제목에 “P일까, NP일까?”로 나갔는데 잘못된 제목입니다. 정확하게는 “P일까 아닐까?” 정도가 좋겠죠. NP 대신 NP-hard라고 하든지 했어야 하는데 제목이 들어간 편집본을 꼼꼼히 검토하지 못했네요.)
- 이 글은 네이버캐스트에도 소개되었습니다.
- 논문: L. Babai, Graph Isomorphism in Quasipolynomial Time, arXiv:1512.03547, 2015.
- 2016년 2월호: Gyárfás 추측
- 2016년 3월호: 홀의 결혼정리를 이산기하 문제로 확장
- 홀의 결혼정리를 KAIST 수리과학과의 Andreas F. Holmsen 교수가 다른 분들과 함께 이산기하 문제로 확장해서 푼 것을 소개했습니다.
- 논문: A. F. Holmsen, L. Martinez-Sandoval, and L. Montejano. A geometric Hall-type theorem. Proc. Amer. Math. Soc., 144(2):503–511, 2016.
- 2016년 4월호: 광통신망에서 나타나는 라우팅 문제
- 광케이블을 쓰는 SONET 표준의 링 네트웍에서 어느 방향으로 전송할지에 관한 문제인 ring loading problem의 최신 결과를 소개했습니다. 원래 1998년 A. Schrijver, P. Seymour, P. Winkler가 만든 근사 알고리듬과 추측이 있는데 이 것을 개선한 알고리듬을 보이며 그 추측은 반례를 찾아낸 Martin Skutella 교수의 논문을 소개했습니다.
- 논문: M. Skutella, A note on the ring loading problem, SIAM J. Discrete Math., Vol. 30, No. 1, pp. 327-342.
- 2016년 5월호: 연속한 소수의 끝자리 분포 미스테리
- 최근 발견된 연속한 소수를 n으로 나눈 나머지 수열의 분포가 예측에 비해 매우 치우쳐져 있다는 것을 소개했습니다.
- 논문: R. J. Lemke Oliver, K. Soundararajan, Unexpected biases in the distribution of consecutive primes, arXiv:1603.03720.
- 2016년 6월호: 8차원과 24차원에서 구 채우기 문제
- 2016년 3월에 arXiv에 공개된 8차원과 24차원에서 구를 최대로 채우는 밀도가 증명된 논문이 나왔다는 소식을 소개했습니다.
- 논문:
- 2016년 7월호: 볼록다각형 찾기 문제의 행복한 결말
- 2016년 4월에 arXiv에 올라온 Andrew Suk 교수의 Erdos-Szekeres 추측 관련 좋은 결과를 소개하였습니다.
- 논문
- 2016년 8월호: ‘세트’가 항상 있게 하려면 카드가 몇 장이나 있어야 하지?
- 2016년 5월에 있었던 (Z/3Z)n에서 길이 3인 등차수열이 없는 부분집합 중 가장 큰 것의 크기가 2.756n이하라는 Ellenberg와 Gijswijt의 논문을 소개하였습니다. 증명은 선형대수를 아는 학부생이라면 충분히 이해할 수 있습니다.
- 논문
- 2016년 9월호: 케이크 공평하게 나누기
- 2016년 4월에 arXiv에 올라온, n명이 케이크를 envy-free하게 나누면서도 나누는 칼질 횟수가 n에 관한 어떤 함수값 이하게 되는 최초의 방법을 소개했습니다. 1990년대 개발된 기존 방법은 n=4인 경우에도 칼질 횟수가 유한이긴 해도 매우 커질 수 있었습니다.
- 논문
- 2016년 10월호: 평면 위의 점 n개로 만들어내는 거리값은 적어도 몇 개 이상일까?
- 2015년 Annals of Mathematics에 실린 Erdős의 distinct distances 문제에 관한 Larry Guth와 Net Katz의 논문을 소개했습니다. 평면에 n개의 점이 있을때 그 점 중 두 점씩 뽑아서 만들수 있는 서로 다른 거리의 최소값은 얼마인가에 관한 문제입니다.
- 논문
- 2016년 11월호: 외로운 주자 추측 (Lonely Runner Conjecture)
- 최근에 Lonely Runner Conjecture에 관한 틀린 증명이 arXiv에 올라와서 사람들이 떠들썩한 적이 있었습니다. 비록 금방 틀린 것이 알려지게 되었고 논문은 철회되었습니다. 해당 추측을 소개합니다.
- 논문
- Barajas, J., & Serra, O. (2008). The lonely runner with seven runners. Electronic Journal of Combinatorics, 15(1), Research paper 48–18.
- Czerwiński, S. (2012). Random runners are very lonely. Journal of Combinatorial Theory. Series A, 119(6), 1194–1199. doi:10.1016/j.jcta.2012.02.002
- Bohman, T., Holzman, R., & Kleitman, D. (2001). Six lonely runners. Electronic Journal of Combinatorics, 8(2), Research Paper 3–49 pp.
- Cusick, T. W., & Pomerance, C. (1984). View-obstruction problems. III. Journal of Number Theory, 19(2), 131–139. doi:10.1016/0022-314X(84)90097-0
- Renault, J. (2004). View-obstruction: a shorter proof for 6 lonely runners. Discrete Mathematics, 287(1-3), 93–101.
- Bienia, W., Goddyn, L., Gvozdjak, P., Sebő, A., & Tarsi, M. (1998). Flows, view obstructions, and the lonely runner. Journal of Combinatorial Theory. Series B, 72(1), 1–9. doi:10.1006/jctb.1997.1770
- 2016년 12월호: 해밀턴 회로가 있을까? 가운뎃층 문제(middle levels conjecture)
- {1,2,…,2n+1}의 부분집합 중 크기가 n것과 n+1인을 모아놓으면 거기서 만든 Hasse diagram 안에 해밀턴 회로가 있다는 가운뎃층 문제가 최근에 해결되었다는 소식을 전했습니다.
- 논문
- Mütze, Torsten. (2016). Proof of the Middle Levels Conjecture. Proceedings of the London Mathematical Society. Third Series 112, no. 4 (2016): 677–713. doi:10.1112/plms/pdw004.
- 2016년 1월호: 그래프 동형 문제 (Graph isomorphism problem)
-
KSIAM 조합론 분과 신설 소식
최근 KSIAM(한국산업응용수학회)에 조합론(Combinatorics) 분과가 신설되었습니다. 미국의 SIAM에서는 Discrete Mathematics가 예전부터 하나의 분과였는데 KSIAM에는 이제야 생기게 된 것이지요. 조합론 전공하시는 분들께서는 이번 기회에 KSIAM에 가입해주시면 좋을 것 같습니다. 가입하기 위해서는 KSIAM 홈페이지에서 가입신청을 하시고 회비를 신용카드 등으로 지불하면 됩니다. 하실때 조합론(Combinatorics) 분과를 선택해주시면 됩니다.
참고로 KSIAM 회원은 Reciprocity 계약에 의해 SIAM 회비의 30%를 할인받을 수 있습니다. 할인받는 방법은 KSIAM 홈페이지에 잘 나와 있습니다.
SIAM 회비는 regular member의 경우 2015년 현재 $145이지만 Reciprocal member의 경우 $101.50입니다. 따라서 $43.50 할인되지요. 그런데 KSIAM 회비는 5만원입니다. 환율이 1150원 이상만 되더라도 $43.50이 5만원을 넘네요? SIAM 회비 매년 내시고 SIAM Conference on Discrete Mathematics 같은 학회 가시던 분들께서는 이번 기회에 KSIAM 회원 가입하시길 적극 권해드립니다.
Disclaimer: 제가 KSIAM의 조합론 분과 분과장을 부탁받아서 분과장을 맡게 되었습니다. 2015년 KSIAM 가을학회가 11월20일-22일 3일간 부산에서 열린다고 하고, 조합론 분과가 생긴 이후 처음으로 열리게 되는 셈이니 많은 전공자 분들께서 참가해주시면 좋겠다는 바램입니다.
업데이트 (2021년 1월): KSIAM 연회비가 2021년부터 정회원은 10만원, 학생회원은 6만원으로 인상되었습니다.
-
그래프 이론 용어 우리말 번역
그래프 이론에서 널리 사용되는 용어들을 우리 말로 번역하는 적절한 표준이 아직 없습니다. 10여년 전에 성균관대 이상구 교수님께서 제작한 “그래프이론 용어사전” 웹사이트가 있습니다만, matching이나 k-connected같은 현대적이고 널리 (제) 연구에 쓰이는 그래프이론 용어가 나오지 않습니다. 오죽하면, 2000년에 고 이창우 교수님이 Introduction to Combinatorics라는 책을 쓰셨는데, 서문을 읽어보면 한국어 용어를 몰라 영어를 잘 못하는데도 불구하고 영어로 책을 쓰게 되었다고 적혀있습니다. (저도 어쩌다보니 보게 된 책일 뿐, 그래프이론 공부를 위해서는 딱히 추천하는 책은 아닙니다.)
한국어 용어가 없어서 영어로 써버린 어느 책.
KAIST에서는 수업을 영어로 하니 우리 말로 그래프 이론 용어를 강의할 일이 거의 없습니다. 가끔 대중강연이나 고등학생 상대 강연, 그리고 연구비 신청서를 쓸 때 우리 말로 그래프 이론 용어를 쓰게 되는데 그때마다 불편합니다.
대한수학회 용어사전에서 matching을 ‘부합’으로 번역하였다며, 2014년 12월에는 위키피디아 한국어판에서 매칭이라는 용어를 모두 부합으로 바꿔버리는 황당한 일이 있었습니다. 가만히 있다가는 정말 엉뚱한 용어들이 등장할 것 같은 위기감에서 이 글을 씁니다.
한편, 1990년대에만 해도 고등학교 교과과정에는 그래프이론이 전혀 등장하지 않았습니다. 하지만 2000년대 중반에 교과과정 개편을 통해 그래프이론이 살짝 나오는 것 같습니다. (하지만, 전공자인 제가 보기에는 고교에서 가르치는 주제의 선택이 그리 마음에 들지 않습니다. 고교 수준이라면 굳이 행렬의 n승과 인접행렬의 관계,해밀턴 회로같은 것은 다루지 말고, 수학적 귀납법 가르칠 때 수학적 귀납법의 응용으로 홀의 결혼정리나 그래프 채색 문제를 소개하는 것이 왜 그래프가 유용한지 더 설명하고 수학적 사고를 키우는 교육으로 좋다고 생각합니다.)
고등학교에서 그래프 이론을 배우지 않은 연구자들이 배우고 나온 학생들과 대화하기 위해서는 고교에서 사용되는 용법을 아는 것도 필요하리라 생각합니다. 이 글에서는 같은 단어에 대해 어떻게 사용되고 있는지, 어떤 것이 좋을지 시간날 때마다 정리해볼까 합니다. ?가 붙어있는 번역은 저도 확신이 서지 않는 것이며, 괄호안에 적힌 것들은 그렇게도 사용된다는 뜻입니다. 굵은 글씨는 제가 추천하는 번역입니다.
의견 환영합니다. 제가 고교교과서를 가지고 있지 않으므로 고교교과과정에 나오는 용어가 다른 것이 있다면 제보도 부탁드립니다.- 기본 용어
- graph: 그래프
- vertex: 꼭짓점 (꼭지점, 점)
고등학교 교과서에서 꼭짓점으로 표현하고 있습니다. - edge: 변 (선)
고등학교 교과서에서 변으로 표현하고 있습니다. - degree: 차수
(고교 교과서에 나옵니다.) - complete graph: 완전그래프
(어감으로는 완전 그래프보다는 꽉찬 그래프가 좋을 것 같긴 합니다.) - complete bipartite graph: 완전이분그래프
- complement graph: 뒤집은 그래프?
- loop: 고리? (루프)
- line graph: 선그래프? 변그래프?
- adjacency matrix: 인접행렬 (종속행렬)
고교교과서에서 인접행렬이라고 부르고 있습니다. - incidence matrix: ?
- hypergraph: 하이퍼그래프?
- subgraph 관련
- subgraph: 부분그래프
- induced subgraph: 유도된 부분그래프? (유도부분그래프?)
- spanning subgraph: 생성부분그래프?
사실 왜 생성이라고 해야할지 알 수 없습니다. - minor: 마이너
- contraction: 축약
- deletion: 지우기
- topological minor: 위상적 마이너?
- tree 관련
- tree: 수형도 (나무, 트리)
고교 교과서에 수형도로 나오는 것 같습니다. - spanning tree: 생성수형도? (생성나무?)
어떤 분 박사논문에서 신장트리라는 표현을 본 적도 있습니다. 수학사랑의 사전에서는 minimal spanning tree가 생성수형도라고 잘못 적혀있습니다. spanning tree는 모두 minimal하기 때문에 minimal이라는 단어는 그래프에서는 의미가 없고, 보통은 변에 어떤 값을 주었을 때 minimum spanning tree를 찾게 됩니다. - minimum spanning tree: 최소생성수형도
- forest: 숲?
- leaf: 잎?
- tree: 수형도 (나무, 트리)
- 연결성 관련
- path: 경로
- trail: 트레일?
안타깝게도 고교교과서에서는 trail을 경로로 번역하고 있습니다. - cycle: 회로 (싸이클)
- circuit: 닫힌 트레일?
안타깝게도 고교교과서에서는 circuit을 회로로 번역하고 있습니다. - walk: 보행?
- connected graph: 연결된 그래프 (연결그래프?)
- 2-connected graph: 이중연결된 그래프
- 3-connected graph: 삼중연결된 그래프
- k-connected graph: k중연결된 그래프 (k-꼭짓점 연결 그래프)
k-연결된 그래프는 어떨까 하는 생각도 듭니다만, 이중연결된 그래프, 삼중연결된 그래프라고 표현하면 이연결, 삼연결 그래프보다 훨씬 이해가 쉽지 않을까 합니다. - 2-edge-connected graph: 변으로 2중 연결된 그래프?
- 3-edge-connected graph: 변으로 3중 연결된 그래프?
- k-edge-connected graph: 변으로 k중 연결된 그래프? (k-변 연결 그래프)
이것의 번역은 고민됩니다. - (connected) component: 연결성분? (연결부분?)
- edge cut: 변 절단?
- vertex cut: 꼭짓점 절단?
- cut vertex: 절단 꼭짓점? (절단점?)
- cycle space: 회로공간?
- bond: 결합?
- bond space: 결합공간?
- matching 관련
- matching: 짝맞추기 (매핑, 짝지우기)
대한수학회 용어사전에서 부합이라고 번역해두어서 위키피디아에 부합이라고 하지만 아무도 그렇게 쓰는 사람을 본 적이 없습니다. - perfect matching: 완벽한 짝맞추기
- matching: 짝맞추기 (매핑, 짝지우기)
- 색칠 관련
- perfect graph: 완벽한 그래프
- bipartite graph: 이분그래프
- chromatic number: 채색수 (색칠수?, 착색수?)
- edge-chromatic number, chromatic index: 변채색수? (변착색수?)
(어감이 별로 좋지 않네요. ㅠㅠ) - list chromatic number: 목록 채색수?
- chromatic polynomial: 채색다항식
- k-degenerate graph: k-퇴화 그래프?
- nowhere-zero k-flow: 전혀 0이 없는 k-플로우?
- 평면그래프 관련
- dual graph: 쌍대 그래프?
- planar graph: 평면 그래프
plane graph와 planar graph의 정의가 다른데, 이 부분을 어떻게 처리할 지 고민입니다. 엄밀하게 하자면 plane graph를 평면그래프로, planar graph는 평면에 그릴 수 있는 그래프로 해야 맞겠지만, 여전히 만족스럽지 못합니다.
- 분해 관련
- ear decomposition: 귀 분해?
- block decomposition: 블락 분해?
- tree-decomposition: 수형도 분해?
- path-decomposition: 경로 분해? 일자형 분해?
- branch-decomposition: 가지 분해?
- tree-width: ?
- path-width: ?
- branch-width: ?
- clique-width?
- tree-depth: ?
- rank-width: ?
- vertex-transitive graph: ?
- 기본 용어
-
KMO 여름학교/겨울학교 강의노트
2008년부터 대한수학회 주최 한국수학올림피아드(KMO) 여름학교와 겨울학교에서 조합수학 분야 강의를 해왔습니다. 그 중 유인물을 나눠준 적이 몇 번 있는데 그것들을 여기에 공유하고자 합니다.
- 2008년 제21기 겨울학교 (KAIST, 1월 7일-1월 22일) (유인물 없음)
- 2008년 제18기 여름학교 유인물 (KAIST, 7월 28일-8월 8일)
- 비둘기집의 원리와 램지 이론 / 수학적 귀납법 / 그래프이론
- 2009년 제19기 여름학교 (배재대, 8월 4일-8월 13일) (유인물 없음)
- 2010년 제23기 겨울학교 (한남대, 1월 6일-1월 21일) (유인물 없음)
- 2010년 제20기 여름학교 (충남대, 8월 2일-8월 13일) (유인물 없음)
- 2011년 제24기 겨울학교 (KAIST, 1월 6일-1월 21일) (유인물 없음)
- 2011년 제21기 여름학교 유인물 (KAIST, 8월 1일-8월 12일)
- 수학적 귀납법
- 2012년 제25기 겨울학교 (KAIST, 1월 4일-1월 19일) (유인물 없음)
- 2012년 제22기 여름학교 유인물 (충남대, 7월 26일-8월 7일)
- 수학적 귀납법
- 2013년 제26기 겨울학교 유인물 (KAIST, 1월 8일-1월 21일)
- partial order, well-quasi-order, Dilworth 정리, antichain
- 2014년 제23기 여름학교 (KAIST, 7월 23일-8월 1일) (유인물 없음)
- 2015년 제28기 겨울학교 유인물 (KAIST, 1월 2일-1월 15일)
- 확률론적 방법론
- 2015년 제24기 여름학교 유인물 (KAIST, 8월 3일-14일)
- 수학적 귀납법
- 2016년 제29기 겨울학교 (KAIST, 1월 6일-19일) (유인물 없음)
- 2016년 제25기 여름학교 (KAIST, 8월 1일-12일) (유인물 없음)
- 2017년 제30기 겨울학교 (KAIST, 1월 4일-17일) (유인물 없음)
- 2017년 제26기 여름학교 (KAIST, 7월 31일-8월 11일) (유인물 없음)
- 2018년 제31기 겨울학교 (KAIST, 1월 3일-1월 16일) (유인물 없음)
한편 1993년 1월에 있었던 제6기 한국수학올림피아드 겨울학교에 고등학생으로 참가하여 필기했던 노트도 공유합니다. 누락되거나 빠진 페이지가 있을 수 있습니다.
- 노트-[1]삼각함수
- 노트-[2]조합등식
- 노트-[3]해석학
- 노트-[4]수론
- 노트-[5]기하
- 노트-[6]조합수학
- 노트-[7]해석
- 노트-[8]문제집 (연습문제 모음. 해답도 모두 정리해둔 것이 있지만 공유하지는 않겠습니다.)