Corso di GEOMETRIA 1
CdL in MATEMATICA [08400] Università di Pavia
6 CFU (56 ore)+ 3 CFU di esercitazioni (27 ore)
Ricevimento: su appuntamento mandandomi una mail
Esercitatore: Dr.ssa Sara Torelli
Obiettivi: Il corso si propone di introdurre gli studenti alle nozioni di base della topologia generale e della geometria affine e proiettiva. Gli obiettivi di apprendimento sono:
- che gli studenti capiscano le strutture e le proprietà di base della topologia generale (aperti, chiusi, intorni, continuità, prodotti, connessione, compattezza, quozienti, assiomi di numerabilità e di separazione, successioni e compattezza in spazi metrici) e della geometria affine, euclidea e proiettiva di base;
- che sappiano i teoremi principali, e la traccia delle loro dimostrazioni;
- che sappiano fare semplici verifiche teoriche; 
- che sappiano svolgere esercizi di verifica di tali concetti e proprietà su esempi concreti.  

Diario del corso
Esercizi: metterò di volta in volta dei fogli di esercizi, che saranno molto simili a quelli dell'anno scorso.
Sulla pagine del corso dell'anno scorso trovate vecchi temi d'esame con soluzioni ed esercizi. Attenzione: le soluzioni che metto sono verbose, per aiutare la comprensione. Altre soluzioni - sia più stringate, sia a volte con ragionamenti diversi- sono possibili e
-se corrette- parimenti valide. Il mio consiglio è: prima di leggere la soluzione provate sempre a svolgere un esercizio per iscritto. Poi, provate ancora; poi, riprovate.
Link a degli utili esercizi di Topologia del Prof. Occhetta di Trento

Programma di massima
da D. Mumford, C. Series, and D. Wright, Indra’s Pearls,  Cambridge University Press, London and New York, 2002.
Geometria affine, euclidea e proiettiva:
Spazi affini e affinità. Sottospazi affini e giacitura. 
Teorema di Talete, Pappo e Desargues.
Proprietà affini. Formula di Grassmann.
Richiami alla geometria affine in dimensione 2 e 3.
Geometria euclidea. Isometrie. Proprietà euclidee (congruenza).
Proiezioni.
Introduzione alla geometria proiettiva. Motivazioni storiche.
Spazio proiettivo associato a uno spazio vettoriale (su un campo qualunque, ma con particolare riferimento al campo reale); 
sottospazi proiettivi; formula di Grassmann; coordinate omogenee.
Carte affini nello spazio proiettivo. Proiezione da un punto. 
Teorema di Pappo proiettivo.
Cenni sulla dualità.
Proiettività; proprietà proiettive.
Curve algebriche affini e proiettive.
Coniche; classificazioni proiettiva, affine ed euclidea.
Cenni alle quadriche.
Topologia generale:
Spazi metrici e continuità. Mertriche equivalenti. Proprietà degli aperti.
Spazi topologici; aperti, chiusi, intorni e nozioni collegate.
Lo spazio topologico associato ad uno spazi metrico: topologia metrizzabile.
Basi di uno spazio topologico. Lemma della base. 
Sistema fondamentale di intorni. 
Assiomi di numerabilità.
Successioni a valori in uno spazio topologico.
Classificazione dei punti (parte interna, chiusura, frontiera di un sottoinsieme)
Funzioni continue tra spazi topologici.
Assiomi di separazione: Spazi di Hausdorff o T2; spazi T1, T3 e T4.
Topologia di sottospazio. Immersioni.
Prodotto di spazi topologici. Base canonica.
Spazi regolari, normali e loro proprietà.
Lemma di Urysohn e teorema di metrizzabilità di Uryshon
Topologia quoziente. Quoziente di uno spazio topologico modulo una relazione di equivalenza.
Spazi compatti; compattezza e applicazioni continue. 
Teorema di Tychonoff.
Caratterizzazione della compattezza per gli spazi metrici. Compattezza per successioni.
Successioni di Cauchy. Completezza; Estensione del teorema di Heine-Borel.
Cenni al completamento di uno spazio metrico. Cenni alla costruzione dei reali come completamento dei razionali (link)
Spazi connessi; connessione e applicazioni continue. Connessione per archi. Componenti connesse. Componenti connesse per archi.

Riferimenti bibliografici:
Per la geometria:
- E. Sernesi, Geometria 1, seconda edizione, Bollati Boringhieri, Torino 2000
- E. Fortuna, R. Frigerio, R. Pardini, Geometria Proiettiva, Esercizi e richiami di teoria, Springer Milano, 2011
- (divulgativo) M.D.T. Cornalba, Piccola introduzione alla geometria proiettiva, link
Per la topologia: (in ordine di importanza)
- E. Sernesi, Geometria 2, seconda edizione, Bollati Boringhieri, Torino 2001 (selfie della vostra docente con il Prof. Sernesi) 
- M. Manetti, Topologia, seconda edizione, Springer, Milano 2014 (foto della vostra docente con il Prof. Manetti)
- C. Kosniowski, Introduzione alla topologia algebrica, Zanichelli, Bologna 1988
- J. Munkres, Topology, 2nd edition, Pearson (in inglese)
 

Esame: l'esame consta di una parte scritta e una orale, da svolgersi nella stessa sessione d'esame. Il programma su cui si basa l'esame è quello dell'ultimo anno accademico. Non si possono consultare libri o appunti o altro materiale durante lo scritto. L'esame orale si svolgerà di norma entro un paio di settimane dallo scritto. L'orale parte di regola dalla revisione dell’elaborato scritto, seguito da domande di teoria e/o da semplici esercizi. Per essere ammessi alla prova orale è necessario aver ottenuto un punteggio di almeno 15/30 nella prova scritta. Gli orali sono pubblici e si svolgono di regola alla lavagna: venite a seguire qualche orale dei vostri colleghi!