- •1. Понятие матрицы. Виды матриц. Транспонирование матрицы. Равенство матриц. Алгебраические операции над матрицами: умножение
- •2. Определители 2, 3 и n-го порядков (определения и их свойства). Теорема Лапласа о разложении определителя по элементам строки или столбца.
- •3. Квадратная матрица и ее определитель. Особенная и неособенная
- •4. Понятие минора k-го порядка. Ранг матрицы (определение). Вычисление ранга матрицы с помощью элементарных преобразований. Пример
- •5. Линейная независимость столбцов (строк) матрицы. Теорема о ранге матрицы.
- •6. Векторы. Операции над векторами (сложение, вычитание, умножение на число). N-мерный вектор. Понятие о векторном пространстве и его базисе.
- •7. Собственные векторы и собственные значения матрицы. Характеристическое уравнение матрицы
- •9. Метод Гаусса решения системы n линейных уравнений с n переменными. Понятие о методе Жордана–Гаусса
- •10. Система m линейных уравнений с n переменными. Теорема Кронекера–Капелли. Условие определенности и неопределенности любой системы линейных уравнений
- •11. Базисные (основные) и свободные (неосновные) переменные системы m линейных уравнений с n переменными. Базисное решение.
- •12. Система линейных однородных уравнений и ее решения. Условие
- •13. Векторы на плоскости и в пространстве (геометрические векторы).
- •14. Скалярное произведение двух векторов (определение) и его выражение в координатной форме. Угол между векторами.
- •16. Векторное (линейное) пространство, его размерность и базис. Теорема о существовании и единственности разложения вектора линейного пространства по векторам базиса
- •17. Скалярное произведение векторов в n-мерном пространстве. Евклидово пространство. Длина (норма) вектора
- •18. Ортогональные векторы. Ортогональный и ортонормированный
- •19. Определение оператора. Понятие линейного оператора. Образ и прообраз векторов.
- •20. Матрица линейного оператора в заданном базисе: связь между вектором х и образом у. Ранг оператора. Операции над линейными операторами. Нулевой и тождественный операторы
- •21. Собственные векторы и собственные значения оператора ã
- •22. Матрица линейного оператора в базисе, состоящем из его собственных векторов. Пример
- •23. Квадратичная форма (определение). Матрица квадратичной формы. Ранг квадратичной формы. Пример
- •24. Квадратичная форма (канонический вид). Приведение квадратичной формы к каноническому виду. Пример. Закон инерции квадратичных форм
- •25. Положительно и отрицательно определенная, знакоопределенная
- •26. Уравнение линии на плоскости. Точка пересечения двух линий. Основные виды уравнений прямой на плоскости (одно из них вывести)
- •27. Общее уравнение прямой на плоскости, его исследование. Условия параллельности и перпендикулярности прямых
- •28. Кривые второго порядка, их общее уравнение. Нормальное уравнение окружности. Каноническое уравнение эллипса. Геометрический
- •29. Канонические уравнения гиперболы и параболы, геометрический
- •30. Общее уравнение плоскости в пространстве и его частные случаи. Нормальный вектор плоскости. Условия параллельности и перпендикулярности двух плоскостей
- •31. Уравнения прямой линии в пространстве как линии пересечения
- •32. Углы между двумя плоскостями, между двумя прямыми, между прямой и плоскостью. Условия параллельности и перпендикулярности
27. Общее уравнение прямой на плоскости, его исследование. Условия параллельности и перпендикулярности прямых
Любая прямая на плоскости может быть задана уравнением первого порядка
Ах + Ву + С = 0, причем постоянные А, В не равны нулю одновременно. Это уравнение первого порядка называют общим уравнением прямой. В зависимости от значений постоянных А,В и С возможны следующие частные случаи:
C = 0, А ≠0, В ≠ 0 – прямая проходит через начало координат
А = 0, В ≠0, С ≠0 { By + C = 0}- прямая параллельна оси Ох
В = 0, А ≠0, С ≠ 0 { Ax + C = 0} – прямая параллельна оси Оу
В = С = 0, А ≠0 – прямая совпадает с осью Оу
А = С = 0, В ≠0 – прямая совпадает с осью Ох
Уравнение прямой может быть представлено в различном виде в зависимости от каких – либо заданных начальных условий
Пусть даны 2-е прямые у = k1x + b1, y = k2x + b2. Условие параллельности прямых: К1=К2, условие перпендикулярности прямых: К1= -1/К2
28. Кривые второго порядка, их общее уравнение. Нормальное уравнение окружности. Каноническое уравнение эллипса. Геометрический
смысл параметров окружности и эллипса.
Общее уравнение кривой второго порядка имеет вид
a11x2 + 2a12xy + a22y2 + 2a1x +2a2y +a = 0. Предполагается, что среди коэффициентов уравнения a11, a12, a22 есть отличные от нуля.
Нормальное ур-е окружности - (x – х0)2 + (y – у0)2 = R2
Каноническое ур-е эллипса- x2/a2 + y2/b2 = 1. Кривая второго порядка называется эллипсом, если коэффициенты А и С имеют одинаковые знаки.
Параметры окружности: центр, радиус- отрезок, соединяющий центр с какой-либо точкой окружности
Параметры эллипса: центр, полуоси, эксцентриситет- характеризует форму эллипса; директриса - прямая, лежащая в плоскости конического сечения (эллипса, гиперболы или параболы) и обладающая свойством, что отношение расстояния от любой точки кривой до фокуса кривой к расстоянию от той же точки до этой прямой есть величина постоянная, равная эксцентриситету.
29. Канонические уравнения гиперболы и параболы, геометрический
смысл их параметров. Уравнение асимптот гиперболы. График обратно пропорциональной зависимости и квадратного трехчлена
Каноническое уравнение гиперболы: x2/a2 - y2/b2 = 1. Гипербола, симметрична относительно осей координат.
Каноническое уравнение параболы имеет два вида: 1) y2 = 2рx - парабола симметрична относительно оси Оx. 2) x2 = 2рy - парабола симметрична относительно оси Оy. В обоих случаях р>0 и вершина параболы, то есть точка, лежащая на оси симметрии, находится в начале координат.
Уравнения асимптот: у = b/a · x, y = -b/a · x
Обратная пропорциональная зависимость: задается ур-ем ху = m.
График обратной пропорциональной зависимости есть равносторонняя гипербола с асимптотами – осями координат. При m>0 ветви гиперболы расположены в I и III квадрантах, при m <0 - в II и IV.
Квадратный трехчлен: рассмотрим квадратный трехчлен у = Ах2 + Вх + С (А≠0). Отсюда у = А(х2 + В/А · х + С/А). Дополним выражение в скобках до полного квадрата. у = [( х + В/2А)2 + С/А – В2/4А2] = А( х + В/2А)2 + (4АС – В2) / 4А.
Обозначив х' = х + В/2А, у' = у – (4АС – В2)/4А, в новой сис-ме координат О'х'у' с ц. О(-В/2А; (4АС – В2)/4А) ур-е примет вид у' = Ах'2. Таким образом, график у = Ах2 + Вх + С есть парабола с вершиной в т. О и осью симметрии х = -В/2А
