- •1.Матрицы и действия над ними.
- •2.Определители 2-го, 3-го и n-го порядка.
- •3.Свойства определителей.
- •9.Определение n-мерных арифметических векторов и действий над ними.
- •10.Линейная зависимость и независимость арифметических векторов.
- •12.Определение ранга матрицы. Теорема о ранге матрицы.
- •13.Теорема о равенстве числа векторов в двух максимальных линейно независимых подсистемах векторов.
- •14.Вычисление ранга матрицы методом окаймляющих миноров.
- •16. Теорема Кронекера-Капелли. Решение систем на основе теоремы Кронекера-Капелли.
- •17. Однородная система линейных уравнений. Свойства её решений.
- •15. Вычисление ранга матрицы методом элементарных преобразований.
- •23.Понятие свободного вектора. Теорема о проекции вектора на ось.
- •24.Координаты вектора и их вычисление по координатам его начала и конца. Направляющие косинусы.
- •25.Длина вектора и формула для вычисления расстояния между двумя точками пространства.
- •26.Линейные операции над векторами.
- •27.Основные теоремы о проекциях векторов.
- •28.Разложение векторов на компоненты.
- •29.Скалярное произведение векторов и их свойства.
- •30.Векторное произведение векторов и их свойства.
- •31. Смешанное произведение векторов. Свойства
- •32.Общее уравнение прямой на плоскости:
- •33. Уравнение прямой в отрезках:
- •34.Нормальное уравнение прямой .Вычисление расстояния от точки до прямой на плоск.
- •35.Общее уравнение плоскости
- •36.Уравнение плоскости в отрезках
- •37. Нормальное уравнение плоскости
- •39. Каноническое уравнение эллипса
- •40. Каноническое уравнение гиперболы
- •41. Каноническое уравнение параболы
- •43. Каноническое уравнение эллипсоида
- •44. Каноническое уравнение
- •45. Каноническое уравнение двуполостного гиперболоида
- •54.Ортогональный и ортонормированный базис евклидова пространства. Процесс ортогонализации.
- •55. Ортогональные (унитарные матрицы).
- •4. Оператор сдвига
- •6. Оператор поворота относительно произвольной оси
- •58.Действия с линейными операторами.
- •Характеристический многочлен
- •60. Матрица линейного оператора в базисе из собственных векторов.
- •61. Понятие сопряженного и самосопряженного оператора. Собственные числа самосопряженного оператора.
- •62.Квадратичная форма. Приведение квадратичной формы к каноническому виду в ортогональном и нормированном базисе.
9.Определение n-мерных арифметических векторов и действий над ними.
n-мерный арифметический вектор-упорядоченный набор из n действительных чисел х1, …, хn .Записывается: а = (х1, …, хn).Числа хi (i = 1, …, n) называются координатами или компонентами вектора а. Всякий такой вектор можно трактовать и как матрицу-строку размерности 1 х n.
Действия над ними:
Умножение вектора на число: A=(1,2,3); λ=2; A*λ=(1*2,2*2,3*2)=(2,4,6)
Сложение векторов: A=(1,2,3) B=(1,2,3); A+B=(1+1, 2+2, 3+3)
Скалярное произведение векторов:
Модуль вектора: a=(a1,a2,a3); |a|=√(a12+a22+a32)
10.Линейная зависимость и независимость арифметических векторов.
Система векторов A1, A2,...,An называется линейно зависимой, если существует ненулевой набор чисел λ1, λ2,...,λn, при котором линейная комбинация векторов λ1*A1+λ2*A2+...+λn*An равна нулевому вектору, то есть система уравнений: A1x1+A2x2+...+Anxn =Θ имеет ненулевое решение. Набор чисел λ1, λ2,...,λn является ненулевым, если хотя бы одно из чисел λ1, λ2,...,λn отлично от нуля.
Система векторов A1, A2,...,An называется линейно независимой, если линейная комбинация этих векторов λ1*A1+λ2*A2+...+λn*An равна нулевому вектору только при нулевом наборе чисел λ1, λ2,...,λn, то есть система уравнений: A1x1+A2x2+...+Anxn =Θ имеет единственное нулевое решение.
11.Максимальная линейно независимая подсистема векторов.
- это любой набор векторов системы, удовлетворяющий следующим условиям:
векторы этого набора линейно независимы;
всякий вектор из системы линейно выражается через векторы этого набора.
*система векторов может иметь несколько разных максимальных линейно независимых подсистем.
12.Определение ранга матрицы. Теорема о ранге матрицы.
Ранг
матрицы А - максимальный порядок неравного
нулю минора (минор - определитель
квадратной матрицы
).
Обозначается
.
Теорема о ранге матрицы. Ранг матрицы А равен максимальному числу линейно независимых столбцов (или равен рангу системы столбцов матрицы А).
Доказательство.
Пусть
-
столбцы, не входящие в БМ и они -
максимальная линейно независимая
система. ранг системы столбцов
(число
столбцов входящих в максимальную линейно
независимую систему )
по
утверждению 1 (если система линейно
независима (количество
)
и выражается через другую (количество
)
то
)
.
по утверждению 1 и утверждению 2 (все
максимальные линейно независимые
системы состоят из одного и тогоже числа
столбцов) и в силу того, что все столбцы
линейно выражаются через столбцы
максимальной линейно независимой
системы
13.Теорема о равенстве числа векторов в двух максимальных линейно независимых подсистемах векторов.
14.Вычисление ранга матрицы методом окаймляющих миноров.
Пусть в матрице А найден минор М k-го порядка, отличный от нуля. Рассмотрим лишь те миноры (k + 1)-го порядка, которые содержат в себе (окаймляют) минор М: если все они равны нулю, то ранг матрицы равен k. В противном случае среди окаймляющих миноров найдётся ненулевой минор (k + 1)-го порядка, и вся процедура повторится.
Найти
ранг матрицы:
.
Фиксируем минор 2-го порядка, отличный
от нуля:
Минор
3-го порядка
, окаймляющий
минор M3
также отличен от нуля. Однако оба минора
4-го порядка, окаймляющие M3,
равны нулю:
,
Поэтому
ранг А
равен 3: rangA
= 3.
З а м е ч а н и е . Нахождение ранга матриц методом окаймляющих миноров требует вычисления определителей. Поэтому этим методом удобней пользоваться для вычисления ранга матриц небольшого размера. Для вычисления ранга матрицы, у которой число строк и столбцов больше трёх, рациональней использовать метод элементарных преобразований.
