- •Элементы линейной алгебры
- •§ 1. Матрицы
- •Основные понятия
- •Действия над матрицами
- •§ 2. Определители
- •2.1. Основные понятия
- •2.2. Свойства определителей
- •§ 3. Невырожденные матрицы
- •. Основные понятия
- •Обратная матрица
- •3.3 Ранг матрицы
- •§ 4. Системы линейных уравнений
- •4.1. Основные понятия
- •Обратная матрица. Решение матричных уравнений Матричный метод решения систем линейных уравнений
- •Теоремы о существовании и единственности решения системы
- •Системы линейных неоднородных уравнений
- •Метод Гаусса решения систем линейных уравнений
- •Контрольные вопросы:
- •Лекция № 2. Векторная алгебра
- •2.1. Векторы. Линейные операции над ними. Разложение векторов. Вектор на оси
- •Вектор на плоскости и в пространстве
- •Декартовы координаты на плоскости и в пространстве
- •Базис. Разложение вектора по базису
- •Линейные операции в координатной форме
- •2.2. Скалярное произведение векторов
- •2.3. Векторное произведение векторов
- •2.4. Смешанное произведение векторов
- •Контрольные вопросы
- •Лекция № 3. Аналитическая геометрия
- •3.1. Прямая на плоскости. Ее уравнения
- •1. Общее уравнение прямой.
- •2. Неполные уравнения прямой.
- •3. Уравнение прямой в отрезках.
- •4. Каноническое уравнение прямой.
- •7. Параметрические уравнения прямой.
- •8. Прямая с угловым коэффициентом.
- •9. Нормальное уравнение прямой.
- •Условия параллельности и перпендикулярности прямых. Нахождение угла между прямыми
- •3.2. Виды уравнений плоскости
- •1. Общее уравнение плоскости.
- •2. Неполные уравнения плоскости.
- •3. Уравнение плоскости в отрезках.
- •4. Уравнение плоскости, проходящей через три точки, не лежащие на одной прямой.
- •5. Уравнение плоскости, параллельной данному вектору и проходящей через две данные точки
- •6. Уравнение плоскости, параллельной двум неколлинеарным векторам и проходящей через точку.
- •8. Нормальное уравнение плоскости.
- •3.3. Виды уравнений прямой в пространстве
- •1. Общие уравнения прямой.
- •2. Канонические уравнения прямой.
- •1) Точку , лежащую на этой прямой. Ее можно найти, взяв в уравнениях (3.28), например, и найдя и из системы:
- •4. Параметрические уравнения прямой.
- •Взаимное расположение прямых и плоскостей в пространстве
- •Контрольные вопросы
- •Лекция № 4. Предел числовой последовательности и функции
- •4.1. Предел числовой последовательности
- •Свойства предела последовательности
- •Бесконечно малые и бесконечно большие величины
- •Монотонная ограниченная последовательность
- •Критерий Коши существования предела последовательности
- •4.2. Предел функции
- •Предел функции на бесконечности
- •Предел функции в точке
- •Бесконечно большие функции
- •Свойства предела функции
- •Односторонние пределы
- •Критерий Коши существования предела функции
- •Замечательные пределы
- •Виды неопределенностей
- •Сравнение бесконечно малых
- •4.3. Непрерывность функции Непрерывность функции в точке
- •Необходимое и достаточное условие непрерывности функции в точке
- •Функции, непрерывные на отрезке
- •Контрольные вопросы
- •Лекция № 5. Производная функции и ее приложения
- •5.1. Определение производной функции. Ее геометрический и физический смысл
- •5.2. Дифференциал функции
- •5.3. Правила дифференцирования. Свойства дифференциала. Таблица производных
- •Свойства дифференциала
- •5.4. Дифференцирование обратных, неявных и параметрически заданных функций. Логарифмическое дифференцирование Дифференцирование обратных функций
- •Производная функции, заданной параметрически
- •5.5. Формула приближенного вычисления. Производные высших порядков
- •Формула приближенного вычисления
- •Производные высших порядков
- •Формула Лейбница
- •5.6. Приложения производной функции
- •Правило Лопиталя
- •Раскрытие неопределенностей вида () ()
- •Монотонность функции
- •Исследование функции на экстремум
- •Контрольные вопросы
1) Точку , лежащую на этой прямой. Ее можно найти, взяв в уравнениях (3.28), например, и найдя и из системы:
2)
направляющий вектор а
=
(т,
п,
l)
этой прямой. Для нахождения координат
направляющего вектора, возьмем, например,
а = п
п
.
Вычислив векторное произведение, получим
координаты направляющего вектора а
= (т, п,
l);
3)
Осталось подставить найденные значения
,
m,
n
и l
в канонические
уравнения прямой (3.29).
3. Уравнения прямой, проходящей через две данные точки и .
Воспользуемся
каноническими уравнениями прямой
(3.29). В качестве направляющего вектора
возьмем вектор
,
а в качестве точки, лежащей на прямой,
возьмем любую из точек
или
.
Получим уравнения:
или
(3.30)
Эти уравнения эквивалентны и каждое из них определяет прямую, проходящую через точки и .
4. Параметрические уравнения прямой.
Рассмотрим
канонические уравнения (3.29) прямой и
примем за параметр t
каждое из данных отношений:
.
Получим:
(3.31)
Эти уравнения являются параметрическими уравнениями прямой.
Примеры.
Написать
уравнения прямой, проходящей через
точку
и перпендикулярно плоскости :
2х – 3y
+ z
– 1 = 0.
Решение.
Направляющим
вектором этой прямой служит нормальный
вектор плоскости :
п =
(2, –3, 1).
Воспользуемся каноническими уравнениями
(3.29), тогда уравнения искомой прямой
примут вид:
.
Взаимное расположение прямых и плоскостей в пространстве
1). Пусть в пространстве заданы плоскость и прямая L:
Условие параллельности прямой L и плоскости эквивалентно условию перпендикулярности нормали п = (А, В, С) плоскости и направляющего вектора а = (l, m, n) прямой L и выражается равенством нулю скалярного произведения (2.11) векторов п и а, т.е.
Al + Bm + Cn = 0. (3.32)
Условие перпендикулярности прямой L и плоскости эквивалентно условию коллинеарности (2.8) векторов п и а, т.е.
(3.33)
Как легко убедиться, условие принадлежности прямой L к плоскости выражается двумя равенствами:
(3.34)
Угол между прямой L и плоскостью находится по формуле
(3.35)
2). Пусть в пространстве заданы две прямые своими каноническими уравнениями:
Условия
параллельности, перпендикулярности
и
,
а также угол между
и
определяются с использованием
направляющих векторов
и
данных прямых.
Условие
параллельности:
(3.36)
Условие
перпендикулярности:
(3.37)
Угол
между прямыми:
(3.38)
3).
Пусть в пространстве заданы две плоскости
и
своими общими уравнениями:
Условия
параллельности, перпендикулярности
и
,
а также угол между
и
определяются аналогично, используя
векторы нормалей п
и п
к плоскостям.
Условие
параллельности:
(3.39)
Условие
перпендикулярности:
(3.40)
Угол
между плоскостями:
(3.41)
