
- •Курс лекций по дисциплине
- •230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» (по отраслям)
- •230106 «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей»
- •Часть I
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •Раздел 1. Элементы линейной алгебры
- •Лекция 1. Понятие матрицы. Операции над матрицами.
- •Понятие матрицы.
- •Виды квадратных матриц.
- •Равенство матриц.
- •Операции над матрицами.
- •Пример 1.1. Транспонируйте матрицу
- •4.2. Сложение (вычитание) матриц
- •4.3. Умножение матрицы на число
- •Пример 1.4. Найдите произведение матриц и .
- •Лекция 2. Определители. Свойства определителей.
- •Понятие определителя матрицы.
- •Свойства определителей.
- •Миноры и алгебраические дополнения элементов определителя.
- •Теорема о разложении определителя по элементам строки или столбца.
- •Расчет определителей в электронных таблицах Microsoft Excel.
- •Лекция 3. Обратная матрица. Ранг матрицы.
- •Понятие обратной матрицы.
- •Алгоритм нахождения обратной матрицы.
- •3. Понятие ранга матрицы.
- •Лекция 4. Системы линейных уравнений. Решение систем линейных уравнений по правилу крамера и методом гаусса.
- •Понятие решения системы линейных уравнений
- •Правило Крамера решения системы n линейных уравнений с n неизвестными.
- •Для нахождения числа решений системы n линейных уравнений с n неизвестными можно использовать следующую блок-схему:
- •Метод Гаусса решения систем линейных уравнений.
- •Чтобы найти любое частное решение системы, достаточно в качестве z взять любое действительное число.
- •Раздел 2. Элементы аналитической геометрии
- •Лекция 5. Векторы. Операции над векторами. Координаты вектора
- •1. Понятие вектора. Виды векторов.
- •2. Операции над векторами.
- •1). Сложение векторов
- •2). Вычитание векторов.
- •3). Умножение вектора на число.
- •3. Скалярное произведение векторов.
- •Координаты вектора на плоскости и в пространстве.
- •Введем понятие прямоугольной декартовой системы координат на плоскости и в пространстве. Прямоугольные координаты
- •Операции над векторами в координатах
- •Операции над векторами в координатах
- •Лекция 6. Прямая на плоскости
- •1. Уравнение линии
- •2. Способы задания прямой
- •2.1. Задание прямой с помощью точки и направляющего вектора.
- •2.2. Задание прямой через две точки.
- •2.3. Задание прямой, проходящей через точку с заданным нормальным вектором.
- •2.4. Задание прямой, проходящей через точку с заданным угловым коэффициентом.
- •3. Виды уравнения прямой.
- •3.1. Общее уравнение прямой.
- •3.2. Уравнение прямой с угловым коэффициентом k.
- •3.4. Параметрическое уравнение прямой.
- •4. Угол между двумя прямыми.
- •5. Расстояние от точки до прямой.
- •Лекция 7. Кривые второго порядка.
- •Понятие кривой второго порядка
- •Окружность и ее уравнение
- •Эллипс и его уравнение
- •4. Гипербола и ее уравнение
- •5. Парабола и её уравнение
- •Раздел 3. Основы математического анализа
- •Глава 3.1. Теория пределов
- •Лекция 8. Числовые последовательности
- •Понятие числовой последовательности
- •Монотонные последовательности
- •3. Ограниченные и неограниченные последовательности
- •4. Предел последовательности и его свойства
- •5. Бесконечно малые и бесконечно большие последовательности.
- •6. Признак сходимости монотонной последовательности. Число е.
- •Лекция 9. Предел функции
- •Понятие предела функции.
- •Односторонние пределы.
- •4. Техника вычисления пределов.
- •5. Предел функции на бесконечности
- •6. Замечательные пределы
- •Лекция 10. Непрерывность функции
- •Непрерывность функции в точке и на промежутке
- •Основные теоремы о непрерывных функциях.
- •Свойства функций, непрерывных на отрезке.
- •Непрерывность элементарных и сложных функций.
- •Точки разрыва, их классификация.
- •Глава 3.2. Дифференциальное исчисление функции одной действительной переменной
- •Лекция 11. Производная функции, нахождение производных различных функций
- •Понятие производной функции
- •Нахождение производных основных элементарных функций
- •Правила дифференцирования функций
- •4. Производная сложной функции.
- •Лекция 12. Геометрический смысл производной. Дифференциал функции
- •1. Геометрический смысл производной
- •2. Уравнение касательной к кривой.
- •3. Понятие дифференциала функции.
- •4. Геометрический смысл дифференциала
- •Лекция 13. Производные и дифференциалы высших порядков. Правило лопиталя
- •Понятие производной высших порядков
- •Понятие дифференциала высших порядков
- •Правило Лопиталя
- •Лекция 14. Возрастание и убывание, экстремумы функций
- •Признаки возрастания и убывания функции
- •Понятие точек экстремума и экстремумов функции
- •Необходимые условия существования экстремума
- •Достаточные условия существования экстремума
- •Лекция 15. Выпуклость графика функции. Точки перегиба
- •Понятие выпуклой и вогнутой функции
- •Критерий выпуклости-вогнутости функции и точек перегиба.
- •Лекция 16. Асимптоты графика функции
- •Понятие асимптот
- •Алгоритм поиска асимптот
- •Лекция 17. Общая схема исследования функции и построения графика
- •Глава 3. 3. Интегральное исчисление функции одной действительной переменной
- •Лекция 18. Неопределенный интеграл и его свойства.
- •Понятие неопределенного интеграла
- •Основные свойства неопределенного интеграла
- •Лекция 19. Основные методы интегрирования неопределённых интегралов
- •Непосредственное интегрирование
- •Интегралы от некоторых сложных функций
- •Интегрирование методом замены переменной (методом подстановки).
- •Метод интегрирования по частям
- •Лекция 20. Интегрирование рациональных и иррациональных функций. Универсальная подстановка
- •Интегрирование простейших рациональных дробей
- •Интегрирование некоторых иррациональных функций.
- •Универсальная тригонометрическая подстановка.
- •Лекция 21. Определенный интеграл
- •Понятие определенного интеграла.
- •Основные свойства определенного интеграла.
- •Формула Ньютона-Лейбница
- •Лекция 22. Методы вычисления определенного интеграла
- •Применение формулы Ньютона-Лейбница.
- •Интегрирование подстановкой (заменой переменной).
- •Интегрирование по частям.
- •Лекция 23. Приложения определенного интеграла в геометрии
- •Геометрический смысл определенного интеграла.
- •Приложение определенного интеграла к вычислению площадей плоских фигур.
- •3. Вычисление длины дуги плоской кривой и объема тел вращения.
- •Лекция 24. Несобственные интегралы
- •Понятие несобственного интеграла
- •2. Несобственные интегралы I рода.
- •Несобственные интегралы II рода.
- •Справочные материалы операции над векторами в координатах
- •Правила дифференцирования
- •Формулы дифференцирования Формулы дифференцирования
- •Критерий максимума-минимума функции
- •Свойства неопределенных интегралов
- •П риложения определенного интеграла
2). Вычитание векторов.
Под разностью векторов и понимается вектор = - , равный сумме вектора и вектора, противоположного вектору : = + (- ) (рис. 5.8.).
-
= -
Рис. 5.8.
Отметим, что в параллелограмме, построенном на векторах и , одна направленная диагональ является суммой векторов и , а другая – разностью (рис. 5.9.).
O
Рис. 5.9.
3). Умножение вектора на число.
П
роизведением
вектора
на число
называется вектор
(или
),
который имеет длину
,
коллинеарен вектору
,
имеет направление вектора
,
если > 0 и
противоположное направление, если
< 0.
Н
апример,
если дан вектор
,
то векторы
и
будут иметь вид (рис. 5.10):
Рис. 5.10
Линейные операции над векторами обладает следующими свойствами:
- свойство коммутативности,
- свойство ассоциативности,
,
Эти свойства позволяют проводить преобразования в линейных операциях с вектором так, как это делается в обычной алгебре: слагаемые менять местами, вводить скобки, группировать выносить за скобки как скалярные, так и векторные общие множители.
3. Скалярное произведение векторов.
Скалярным произведением двух ненулевых векторов и называется число, равное произведению длин этих векторов на косинус угла между ними.
Обозначается
.
Итак, по определению,
.
Свойства скалярного произведения:
.
.
.
.
Координаты вектора на плоскости и в пространстве.
Линейной
комбинацией векторов называется
сумма произведений этих векторов на
какие-либо числа, например:
.
Справедливы следующие теоремы:
1. Любой вектор
плоскости может быть представлен
единственным образом в виде линейной
комбинации двух неколлинеарных векторов
,
т.е.
2. Любой вектор
пространства может быть представлен
единственным образом в виде линейной
комбинации трёх некомпланарных векторов
,
т.е.
Говорят, что вектор
разложен по базису.
Базисом на плоскости называется пара неколлинеарных векторов, взятых в определенном порядке. Базисом в пространстве называется три некомпланарных вектора, взятых в определенном порядке.
Введем понятие прямоугольной декартовой системы координат на плоскости и в пространстве. Прямоугольные координаты
на плоскости |
в пространстве |
Выберем в качестве
базиса два единичных взаимно
перпендикулярных вектора
Точку О примем за начало векторов и назовем началом координат. |
Выберем в качестве
базиса три единичных взаимно
перпендикулярных вектора
Точку О примем за начало векторов и назовем началом координат. |
Прямые, проведенные
через векторы
Любой вектор плоскости можно единственным образом разложить по векторам :
Коэффициенты (x; y) разложения вектора по векторам называются координатами вектора. |
Оси, определяемые единичными векторами, будем называть соответственно осью абсцисс, осью ординат и осью аппликат. Любой вектор пространства можно единственным образом разложить по векторам :
z
y
x Коэффициенты (x; y; z) разложения вектора по векторам называются координатами вектора. |