
- •1. Матрицы и определители
- •1. Что называется матрицей? Какая матрица называется диагональной, единичной, нулевой, треугольной, ступенчатой?
- •8. Минор и алгебраическое дополнение элемента квадратной матрицы. Теорема Лапласа.
- •9. Свойства определителя матрицы.
- •10. Обратная матрица.
- •11. Алгоритм нахождения обратной матрицы, при помощи алгебраических дополнений.
- •12. Алгоритм нахождения обратной матрицы, при помощи элементарных преобразований.
- •13. Матричные уравнения. Виды матричных уравнений и их решение.
- •14. Минор k-го порядка. Ранг матрицы.
- •2. Системы линейных уравнений
- •4. Невырожденные слау. Матричный метод и правило Крамера для решения невырожденной системы уравнений.
- •5. Метод Гаусса для решения определенной системы линейных уравнений.
- •6. Метод Гаусса для решения неопределенной системы линейных уравнений.
- •7. Однородные слау. Ненулевое решение.
- •8. Фундаментальные решения однородных слау. Их количество. Алгоритм нахождения нормальной фундаментальной системы решения.
- •9. Как связаны решения неоднородной системы уравнений и соответствующей ей однородной системы?
- •3. Векторная алгебра
- •1. Вектор. Равные, противоположные, коллинеарные, компланарные вектора.
- •2. Операция сложения векторов. Свойства.
- •3. Операция умножения вектора на число. Свойства.
- •4. Линейная комбинация векторов. Теорема о разложении вектора на плоскости, в пространстве.
- •5. Линейно зависимые, линейно независимые векторы. Теорема о линейной зависимости и независимости векторов.
- •6. Базис векторов плоскости, пространства. Ортонормированный базис.
- •7. Координаты вектора в базисе. Линейные операции над векторами, заданными в координатной форме.
- •8. Проекция вектора на ось. Свойства.
- •9. Координаты вектора в декартовой прямоугольной системе координат. Длина вектора в декартовой прямоугольной системе координат. Направляющие косинусы вектора.
- •10. Скалярное произведение двух векторов. Свойства.
- •11. Приложения скалярного произведения двух векторов.
- •12. Векторное произведение двух векторов. Свойства.
- •13. Приложения векторного произведения двух векторов.
- •14. Смешанное произведение трех векторов. Свойства.
- •15. Приложения смешанного произведения трех векторов.
- •16. Вычисление скалярного, векторного и смешанного произведения векторов в ортонормированном базисе.
- •4. Линейные пространства
- •1. Линейное пространство.
- •3. Линейно зависимые, независимые элементы линейного пространства. Теорема.
- •4. Базис. Размерность линейного пространства.
- •5. Координаты элемента линейного пространства в базисе. Линейные операции над элементами заданные в координатной форме.
- •6. Матрица перехода от одного базиса линейного пространства к другому базису. Формулы преобразования координат элемента при преобразовании базиса.
- •7. Отображение, операторы линейного пространства. Линейное отображение.
- •8. Матрица линейного оператора в базисе. Формула преобразования матрицы оператора при переходе от одного базиса к другому.
- •9. Собственный вектор линейного оператора. Собственное значение линейного оператора.
- •10. Алгоритм нахождения собственных значений и собственных векторов линейного оператора.
- •5. Аналитическая геометрия на плоскости
- •1. Полярная система координат. Координаты точки в полярной системе координат. Связь полярных и декартовых прямоугольных координат точки.
- •2. Уравнения прямой линии на плоскости: параметрические, каноническое, общее, в отрезках, с угловым коэффициентом.
- •3. Основные способы составления уравнения прямой линии на плоскости (через точку и угловой коэффициент прямой, через две точки, через точку и нормальный вектор).
- •4. Вывод формулы расстояния от точки до прямой линии.
- •6. Окружность. Каноническое, общее уравнение. Привод общего уравнения окружности к каноническому виду.
- •7. Эллипс. Каноническое уравнение. Свойства эллипса заданного каноническим уравнением.
- •8. Директрисы эллипса. Теорема, определяющая характеристическое свойство директрис эллипса. Эксцентриситет эллипса.
- •9. Гипербола. Каноническое уравнение. Свойства гиперболы, заданной каноническим уравнением.
- •10. Уравнение директрис гиперболы. Теорема определяющая характеристическое свойство директрис гиперболы. Эксцентриситет.
- •11. Парабола. Каноническое уравнение. Свойства параболы, заданной каноническим уравнением.
- •12. Параллельный перенос, поворот системы координат. Старые и новые координаты точки при параллельном переносе, повороте системы координат.
- •6. Аналитическая геометрия в пространстве
- •4. Параметрические, канонические, общие уравнения прямой линии в пространстве. Какие уравнения приводятся к каноническим.
- •5. Угол между прямыми в пространстве. Условия параллельности и перпендикулярности.
- •6. Взаимное расположение двух прямых линий в пространстве.
- •7. Угол между прямой и плоскостью. Условия параллельности и перпендикулярности прямой и плоскости.
- •8. Взаимное расположение прямой линии и плоскости.
- •9. Классифицируйте алгебраические поверхности второго порядка.
10. Уравнение директрис гиперболы. Теорема определяющая характеристическое свойство директрис гиперболы. Эксцентриситет.
Директрисы проходят параллельно оси Oy, симметричные относительно начала координат и расположены между ветвями гиперболы.
Теорема: Отношение расстояния от любой точки, до её фокуса, к расстоянию от точки гиперболы до соответствующих фокусу директрисы, есть величина постоянная = .
Эксцентриситет
гиперболы
.
Так как a
< c,
то эксцентриситет каждой гиперболы >
1. Так как
,
то
,
откуда следует, что
.
Следовательно эксцентриситет определяет
отношение осей гиперболы, а отношение
осей гиперболы определяется
эксцентриситетом. Таким образом
эксцентриситет гиперболы характеризует
форму её основного прямоугольника, а
значит и форму самой гиперболы. Чем
меньше эксцентриситет гиперболы, тем
более вытянут её оси прямоугольник в
направлении действительной оси.
11. Парабола. Каноническое уравнение. Свойства параболы, заданной каноническим уравнением.
Параболой называется множество точек плоскости для которых расстояние от некоторой фиксированной точки плоскости называемой фокусом, равно расстоянию до некоторой фиксированной прямой называемой директрисой. Заметим, что для эллипса и гиперболы, отношение расстояний от точки до фокуса и до директрисы, называется эксцентриситетом ( ). Для параболы указанное отношение = 1, по её определению, и поэтому считают эксцентриситет равный 1.
Обозначим
расстояние от фокуса до директрисы p.
Введем на плоскости прямоугольную
систему координат Oxy,
так чтобы ось Ox
проходила через фокус, перпендикулярна
директрисе в направлении от директрисы
к фокусу. Начало координат расположим
посередине, в этом случает фокус имеет
координаты (
),
а уравнение директрисы
.
Обозначим через x
и y
координаты произвольной т.M
плоскости, из определения параболы,
тогда и только тогда, когда FM=d,
где d
расстояние от точки М до директрисы.
Каноническое
уравнение параболы:
.
Свойства:
1. Парабола симметрична относительно симметрична от Ox, ось Ox – ось параболы.
2. Все точки параболы расположены в правой полуплоскости от оси Oy. Начало координат лежит на параболе и называется вершиной параболы.
3. При увеличении x, модуль y увеличивается. Из этих свойств легко устанавливается вид параболы. Кривая состоящая из одной неограниченной ветки.
,
расположена в левой полуплоскости.
,
эти параболы имеют вершины в начале
координат и симметричны относительно
оси Ox.
Их фокусы расположены на Oy,
а директрисы параллельны оси Ox.
F(0;
)
y=
(вверх) F(0;
)
y=
(вниз).
12. Параллельный перенос, поворот системы координат. Старые и новые координаты точки при параллельном переносе, повороте системы координат.
При параллельном переносе, изменяются положения начала координат, а направление осей и чего-то там еще остаются неизменными, переход от одной системы координат к другой.
Пусть
начало новой системы координат
т.
имеет координаты (
)
в старой системе координат Oxy.
Обозначим координаты произвольной
точки М плоскости в системе координат
Оху через (x;y),
а в системе координат через (
)
Между старыми и новыми координатами точки М, справедливы соотношения:
Данные формулы позволяют находить старые координаты точки плоскости по известным новым координатам, и наоборот.
При повороте декартовой системы координат обе координатные оси поворачиваются на один и тот же угол, а начало координат и масштаб остаются неизменными.
Пусть
новая система координат
получена из старой системы координат
Oxy
поворотом координатных осей на угол
.
Угол поворота считается положительным,
если он отсчитывается против часовой
стрелки. Обозначим координаты произвольной
точки М плоскости в Oxy
через (x;y)
а в
через (
),
тогда между старыми и новыми координатами
точки М справедливы соотношения:
Привидение уравнения линии второго порядка к каноническому виду.
Формула переворота:
Для дальнейшего упрощения уравнения линии 2-го порядка, выделяем полные квадраты по общим переменным или по одной переменной.
13. Алгоритм приведения общего уравнения алгебраической линии второго порядка к каноническому виду.
14. Классификация алгебраических линий второго порядка на плоскости.
1. Эллипс
2. Мнимый эллипс
3. Точка (пара мнимых пересекающихся прямых)
4. Гипербола
5. Пара пересекающихся прямых
6. Парабола
7. Пара параллельных прямых
8. Пара мнимых параллельных прямых
9. Пара совпадающих прямых
Все эти уравнения называются каноническими уравнениями линиями второго порядка на плоскости.