- •Понятие матрицы. Линейные операции над матрицами. Произведение и транспонированием матриц.
- •Определители 2 и 3-го порядков. Вычисление определителя n-го порядка. Свойства определителей 3-го порядка.
- •Тогда, используя свойство 4, а затем 3, будем иметь
- •Обратная матрица и ее построение. Теорема существования и единственности обратной матрицы. Матричный метод решения невырожденных систем линейных алгебраических уравнений.
- •Ранг матрицы. Вычисление ранга матрицы методом окаймляющих миноров и с помощью элементарных преобразований.
- •Системы линейных алгебраических уравнений. Теорема Кронекера-Капелли. Формулы Крамера.
- •Метод Гаусса.
- •Однородные системы линейных алгебраических уравнений. Фундаментальная система решений.
- •Декартова система координат. Понятие вектора. Линейные операции над векторами. Координаты вектора. Линейная зависимость и независимость векторов. Понятие базиса.
- •Скалярное произведение векторов. Условие перпендикулярности двух векторов. Механический смысл скалярного произведения векторов.
- •Ориентация тройки векторов в пространстве. Векторное произведение векторов. Физический смысл векторного произведения векторов. Условие коллинеарности векторов.
- •Смешанное произведение векторов. Условие компланарности трех векторов.
- •Различные виды уравнений прямой на плоскости. Взаимное расположение двух прямых на плоскости. Угол между прямыми. Расстояние от точки до прямой.
- •Эллипс. Его характеристики.
- •Гипербола. Ее характеристики.
- •Парабола. Ее характеристики.
- •Уравнение кривых второго порядка в полярной системе координат.
- •Прямая в пространстве. Способы ее задания. Взаимное расположение двух прямых в пространстве. Угол между двумя прямыми.
- •Взаимное расположение прямой и плоскости. Угол между прямой и плоскостью.
- •Кониченские поверхности.
- •Цилиндрические поверхности.
- •Эллипсоид.
- •Гиперболоиды.
- •Параболоиды.
- •Евклидово пространство. Неравенство Буняковского-Коши. Ортогональный и ортонормированный базисы. Разложение вектора по ортогональному базису.
- •Линейные операторы. Матрица линейного оператора. Действия над линейными операторами. Зависимость между матрицами линейного оператора в различных базисах.
- •Собственные векторы и собственные значения матриц и их свойства. Характеристическое уравнение и многочлен матрицы. Приведение матрицы к диагональному виду.
- •Преобразуем уравнение (1), определяющее собственные векторы и собственные числа линейного оператора а, к однородному уравнению.
- •Квадратичные формы и их матрицы. Приведение квадратичной формы к каноническому виду. Знакоопределённые квадратичные формы. Условия знакоопределённости квадратичных форм.
- •Понятие комплексного числа. Алгебраическая, тригонометрическая и показательная формы комплексного числа.
- •Операции над комплексными числами. Формула Муавра. Сопряженные числа.
- •Алгебраические многочлены. Теорема Безу. Разложение многочлена на множители.
- •30. Признак кратности корня.
- •Понятие функции. Предел функции в точке и на бесконечности. Односторонние пределы. Свойства функций, имеющих предел.
- •Бесконечно малые и бесконечно большие функции. Сравнение бесконечно малых функций. Эквивалентные функции и их применение к вычислению пределов.
- •Непрерывность функции в точке и на отрезке. Свойства функций, непрерывных в точке.
- •Точки разрыва функции и их классификация. Непрерывность элементарных функций.
- •Замечательные пределы.
- •Функции, непрерывные на отрезке, и их свойства. Теорема об устойчивости знака непрерывной функции, теоремы Больцано-Коши о промежуточном значении.
- •Производная функции, её геометрический и физический смысл.
- •Дифференцирование функций, заданных параметрически и неявно. Производные и дифференциалы высших порядков.
- •442. Производные и дифференциалы высших порядков.
- •Дифференциалы высших порядков
- •Дифференциал функции и его геометрический смысл. Применение дифференциала в приближённых вычислениях. Инвариантность формы первого дифференциала. Непрерывность дифференцируемой функции.
- •Доказательство
- •Теоремы Ролля, Лагранжа и Коши. Правило Лопиталя.
- •Формула Тейлора и различные формы её остаточного члена. Основные разложения элементарных функций по формуле Тейлора.
- •Экстремумы функции. Теорема Ферма. Необходимые и достаточные условия экстремума.
- •Выпуклость и точки перегиба. Асимптоты графика функции.
- •Общая схема исследования функции и построения её графика.
Тогда, используя свойство 4, а затем 3, будем иметь
7) Пусть каждый элемент i-го столбца или j-ой строки определителя есть сумма двух чисел. Тогда равен сумме двух определителей, из которых один в i-ом столбце (j-ой строке) имеет первые слагаемые, а другой – вторые слагаемые суммы; элементы, стоящие на остальных местах, у всех трех определителей одни и те же.
Пример.
.
8)
Определитель 3-го порядка не изменится,
если к элементам некоторого столбца
(строки) прибавить соответствующие
элементы другого столбца (строки),
умноженные на любой общий множитель
.
Доказательство. Прибавим,
например, к элементам первой строки
соответствующие элементы третьей
строки, умноженные на одно и то же
число
.
Тогда, по свойству 7, а затем по свойству
6, будем иметь
9)
Для каждого определителя
3-го порядка ,
имеет место разложение по
строке:
, (2)
или
по
столбцу:
. (3)
Отметим,
что при
формула (2) превращается в формулу (1).
Отметим, что равенства (2), (3) называются формулами Лапласа и они широко используются при вычислении определителей. Особенно полезно использовать разложение по тем столбцам (или строкам) определителя, многие элементы которых равны нулю.
Обратная матрица и ее построение. Теорема существования и единственности обратной матрицы. Матричный метод решения невырожденных систем линейных алгебраических уравнений.
31. Обратная матрица и ее построение.
Пусть матрица А n≥1, если для матрицы А существует такая матрица А-1, что произведение А А-1= А-1А=Е, то матрица А-1 называется матрицей обратной для матрицы А.Обратная матрица существует для матрицы А тогда и только тогда, когда матрица А невырождена (определитель не равен нулю)
Обратная матрица определяется посредством равенства
. (5)
Свойства:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
.
К элементарным преобразованиям матрицы относятся:
1) умножение столбца (строки) матрицы на число, не равное нулю;
2) прибавление к одному столбцу (строке) матрицы другого столбца (строки), умноженного на произвольное число, не равное нулю;
3) перестановка местами двух столбцов (строк) матрицы.
Если матрица
получена из матрицы
с помощью элементарных преобразований,
то будем говорить «матрица А
эквивалента матрице В» и писать
.
Очевидно,
что если
и
,
то
.
Для
построения обратной матрицы
можно
использовать следующие алгоритмы.
1)Приписать к матрице единичную снизу через черту, располагая их одну под другой. Используя элементарные преобразования только столбцов, привести построенную матрицу к виду, когда над чертой будет стоять единичная матрица. Тогда матрица, полученная под чертой, будет матрицей .
2)Приписать
к матрице А
справа через черту единичную матрицу,
используя элементарные преобразования
только строк, привести построенную
матрицу к виду, когда на месте матрицы
будет стоять единичная матрица, тогда
справа от черты получим матрицу
.
32. Теорема существования и единственности обратной матрицы.
Теорема
(единственности
существования обратной матрицы): Если
у матрицы
существует
обратная матрица
,
то она единственна.
Пусть
существует матрица
,
для которой
и
матрица
,
для которой
.
Тогда
,
то есть
.
Умножим обе части равенства на матрицу
,
получим
,
где
и
.
Значит,
,
что и требовалось доказать.
33. Матричный метод решения невырожденных систем линейных алгебраических уравнений.
Рассмотрим частный случай системы линейных алгебраических уравнений, когда число уравнений равно числу неизвестных:
(1)
Определителем системы назовем определитель ее матрицы.
Пусть
.
В этом случае система (1) называется
невырожденной и ее решение можно найти
по формуле
(2)
В формуле (2) заключается метод обратной матрицы решения невырожденной системы вида (1).
