- •Содержание
- •Лекция 1. Матрицы и определители n-го порядка.
- •1.1. Матрицы, их виды, линейные операции над матрицами
- •1.2. Умножение матриц
- •1.3 Определителиn-го порядка и их свойства
- •1.4. Обратная матрица
- •Лекция 2. Системы линейных уравнений и их решение
- •2.1. Системыmлинейных уравнений сnнеизвестными. Основные понятия
- •2.2. Решение системnлинейных уравнений сnнеизвестными по формулам Крамера
- •2.3. Решение системnлинейных уравнений сnнеизвестными матричным способом
- •2.4. Решение системmлинейных уравнений сnнеизвестными методом Гаусса
- •2.5. Ранг матрицы. Теорема Кронекера-Капелли
- •2.6. Однородные системы
- •Лекция 3. Решение матричных уравнений
- •Замечания.
- •1) При решении необходимо определить тип матричного уравнения и метод его решения.
- •3.2. Собственные векторы и собственные значения матрицы
- •3.3. Модель Леонтьева многоотраслевой экономики
- •Лекция 4. Векторы на плоскости и в пространстве
- •4.1. Векторы и линейные операции над ними
- •1) ; 2)Если;
- •3) Если; 4)
- •4.2. Проекция вектора на ось
- •4.3. Скалярное произведение векторов
- •4.4. Векторное произведение векторов
- •4.5 Смешанное произведение векторов
- •Лекция 5. Координатный метод
- •5.1. Системы координат на плоскости
- •5.2.Системы координат в пространстве
- •Лекция 6. Уравнения прямой и плоскости в пространстве
- •6.1. Плоскость в пространстве
- •6.2. Прямая в пространстве
- •6.3. Взаимное расположение прямой и плоскости в пространстве
- •Лекция 7. Прямая линия на плоскости
- •7.1. Уравнения прямой на плоскости
- •7.2. Взаимное расположение прямых на плоскости
- •Лекция 8. Линии второго порядка и поверхности второго порядка
- •8.1. Кривые второго порядка. Основные понятия
- •8.2. Поверхности второго порядка
- •Лекция 9. Теоретико-множественные понятия в математике
- •9.1. Понятие множества. Круги Эйлера. Операции над множествами
- •9.2. Отношения и отображения как соответствия между элементами множеств. Мощность множества
- •9.3. Множество действительных чиселRи его основные подмножества
- •9.4. Окрестность точки, элементы топологии
- •Лекция 10. Действительные и комплексные числа
- •10.1. Действительные числа и их основные свойства
- •10.2. Определение комплексных чисел, комплексная плоскость, формы записи комплексных чисел
- •10.3. Операции с комплексными числами
- •Лекция 11. Многочлены
- •11.1. Многочлены. Разложение многочленов на множители
- •11.2. Рациональные дроби: правильные и неправильные. Простейшие рациональные дроби
- •11.3. Разложение правильной алгебраической дроби на сумму простейших
- •Лекция 12. Линейные пространства
- •12.1. Определение линейного пространства, свойства линейных пространств. Примеры линейных пространств
- •12.2. Подпространство линейного пространства
- •12.3. Линейно зависимые и независимые векторы. Базис и размерность линейных пространств
- •12.4. Евклидово пространство. Ортогональная система векторов. Процесс ортогонализации
- •Лекция 13. Линейные операторы
- •13.1. Определение линейного оператора и его основные свойства. Линейное пространство операторов, действующих из х в у
- •13.2. Свойства линейных операторов, действующих из х в х. Определение обратного оператора. Условие обратимости линейного оператора
- •13.3. Матрица линейного оператора
- •13.4. Переход к новому базису. Матрица перехода и её основные свойства. Связь координат вектора и матриц линейного оператора при переходе к новому базису
- •13.5. Собственные векторы и собственные значения линейного преобразования
- •13.6. Линейная модель обмена
- •Лекция 14. Квадратичные формы
- •14.2. Поведение квадратичной формы при линейном преобразовании переменных
- •14.3. Приведение квадратичной формы к каноническому виду
- •14.4. Свойства канонических форм. Знакоопределенность
- •Лекция 15. Математические структуры
- •15.1. Понятие структуры
- •15.2. Алгебраические структуры: группы и полугруппы, подгруппы, кольца и поля
- •15.3. Матричные алгебраические структуры
- •Рекомендуемая литература
4.4. Векторное произведение векторов
Определение. Тройка векторов называется правой (левой), если из конца векторакратчайший поворот отквиден совершающимся против часовой стрелки (по часовой стрелке).
Определение. Векторным произведением иназывают вектор, удовлетворяющий условиям:
1) ;
2) ;
3) векторы , взятые в указанном порядке, образуют правую тройку.
Геометрический смысл модуля векторного произведения векторов.
Так как , то модуль векторного произведения численно равен площади параллелограмма, построенного на векторахкак на сторонах.
Свойства векторного произведения векторов:
1) ;
2) ;
3) ;
4) если (необходимое и достаточное условие параллельности векторов).
Если векторы заданы в координатной форме: ,, то
Задача. Найти площадь треугольника с вершинами в точках . Вычислить длину высоты, опущенной из вершиныB.
Решение
, ;
Ответ: кв. ед,.
4.5 Смешанное произведение векторов
Определение. Смешанным, или векторно-скалярным, произведением векторов называют число, равное векторному произведению векторов, скалярно умноженному на, то есть
Геометрический смысл смешанного произведения векторов состоит в том, что модуль смешанного произведения векторов численно равен объёму параллелепипеда, построенного на этих векторах как на сторонах:
Также
Свойства смешанного произведения векторов:
1) смешанное произведение не меняется при циклической перестановке его сомножителей ;
2) если – правая тройка, тои если– левая тройка, то.
Если векторы заданы в координатной форме: ,
, , то.
Необходимым и достаточным условием компланарности трёх векторов является равенство нулю их смешанного произведения:компланарны.
Лекция 5. Координатный метод
5.1. Системы координат на плоскости
5.2. Системы координат в пространстве
5.1. Системы координат на плоскости
Система координат на плоскости – это правило, которое устанавливает взаимно однозначное соответствие между точками плоскости и упорядоченными парами чисел, которые называют координатами заданной точки.
Аффинная система координат на плоскости
Репер <О; ,> на плоскости задает систему координат следующим образом. Каждая точка М определяет вектор, который определяет упорядоченную пару чисел (х,у) равенством +у . Числах,у являются координатами точки М, что может быть подчеркнуто записью М=М(х,у). Такая система координат называется косоугольной или аффинной системой координат на плоскости. Первая координата точки в такой системе координат называется абсциссой, а вторая – ординатой точки.
Ось, задаваемую точкой О и вектором называютосью абсцисс; ось, задаваемую Точкой О и вектором , называютосью ординат.
Если при взгляде на плоскость кратчайший поворот от оси абсцисс доь оси ординат осуществляется против хода часовой стрелки, то говорят, что система координат правая. Если же такой поворот осуществляется по ходу часовой стрелки, то такая система координат – левая. Если угол между осями координат прямой, то система координат называется прямоугольной декартовой системой координат на плоскости.
а) б) у в) 0 х
у
М(х,у)
е2
0 х у
а) аффинная система координат,
б) правая прямоугольная система координат,
в) левая прямоугольная система координат.
Полярная система координат
На плоскости определена полярная система координат, если заданы:
Числовая ось(называется полярной осью),
Направление вращения в плоскости, считаемое положительным.
Полярная система координат каждой точке М ставит в соответствие её полярные координаты ρ,φ, а именно:
Угол наклона φ вектора к полярной оси (т.е. угол поворота от вектора , задающего полярную ось, до векторав положительном направлении, этот угол называют полярным углом точки М);
Расстояние ρ точки М от начала О (т.е. длина вектора , её называют полярным радиусом точки М),
М(ρ,φ)
φ
р
у
М(ρ,φ)
φ
0 р
Пусть заданы полярная и правая декартова системы координат, причем полярной осью служит ось абсцисс, а полюс О совмещен с началом О декартовой системы координат. Тогда между декартовыми координатами (х,у) и полярными координатами (ρ,φ) точки М на плоскости существует связь:
и =,=, ρ=.
Точка О в полярной системе координат особая, для этой точки ρ=о, а φ не определено. Для всех остальных точек плоскости полярный радиус ρ>о, а полярный угол 0φ