- •1)Линейные операторы. Матрица. Свойства.
- •2) Подобные матрицы. Матрица перехода.
- •7)Метод Ньютона
- •3)Собственные значения и собственные векторы оператора.
- •4)Симметрические операторы.
- •5)Формула Кардана.
- •6)Границы корней. Теорема Штурма.
- •8)Метод деления отрезка.
- •10)Метод ортогонализации базиса.
- •12.Многочлены Лежандра
- •11. Ортогональные преобразования (операторы)
1)Линейные операторы. Матрица. Свойства.
Оператором называется правило, по которому каждому элементу x некоторого непустого множества X ставится в соответствие единственный элемент y некоторого непустого множества Y. Говорят, что оператор действует из X в Y.
Действие оператора обозначают y = A(x), y — образ x, x — прообраз y.
Если каждый элемнт y из Y имеет единственный прообраз x из X, y= A(x), оператор называют взаимно однозначным отображением X в Y или преобразованием X, X — область определения оператора.
Пусть X и Y два линейные пространства. Оператор A, действующий из X в Y, называется линейным оператором, если для любых двух элементов u и v из X и любого числа α справедливо:
A(u + v) = A(u ) + A(v) , A(α·u) = α· A(u).
Ма́трица — математический объект, записываемый в виде прямоугольной таблицы элементов кольца или поля (например, целых, действительных иликомплексных чисел), которая представляет собой совокупность строк и столбцов, на пересечении которых находятся её элементы. Количество строк и столбцов матрицы задают размер матрицы.
Свойства:
Сложение и вычитание допускается только для матриц одинакового размера.
Существует нулевая матрица такая, что её прибавление к другой матрице A не изменяет A, то есть
Все элементы нулевой матрицы равны нулю.
Возводить в степень можно только квадратные матрицы.
Ассоциативность сложения: Коммутативность сложения:
Ассоциативность умножения:
Вообще говоря, умножение матриц некоммутативно: . Используя это свойство, вводят коммутатор матриц.
Дистрибутивность умножения относительно сложения:
С учётом упомянутых выше свойств, матрицы образуют кольцо относительно операций сложения и умножения.
Свойства операции транспонирования матриц:
, если обратная матрица существует.
2) Подобные матрицы. Матрица перехода.
Квадратные матрицы A и B одинакового порядка называются подобными, если существует невырожденная матрица P того же порядка, такая что:
Подобные матрицы получаются при задании одного и того же линейного преобразования матрицей в разных координатных системах; при этом матрица Р являетсяматрицей перехода от одной системы к другой.
Матрицей перехода от базиса к базису является матрица, столбцы которой — координаты разложения векторов в базисе .
Обозначается
Так как
.
.
.
.
Матрица перехода это
7)Метод Ньютона
Метод Ньютона — это итерационный численный метод нахождения нуля заданной функции.
Суть метода
Берется какое-либо число а1 как можно ближе к искомому корню х0 и принимается за первое приближение корня (см. рис.). Затем через точку А1 с координатами (а1;f(a1)) проводится касательная к графику функции у = f(x) до пересечения с осью абсцисс в точке (а2; 0). Эта точка пересечения дает нам второе приближение корнях0. Повторяя этот процесс, получаем все более и более точные значения а0; а1; а2; … корня х0.
С помощью уравнения касательной можно вывести рекуррентную формулу, выражающую очередное, i-е приближение аi через предыдущее: .