- •1. Предмет и метод аналитической геометрии. Начальные понятия геометрии.
- •2. Направленные отрезки на оси. Величина направленного отрезка. Линейные операции над направленными отрезками.
- •8. Прямая на плоскости: уравнение прямой в отрезках.
- •9.Общее уравнение прямой и его исследование
- •11. Определение угла между двумя прямыми на плоскости. Угол между прямыми на плоскости
- •Уравнение прямой, проходящей через данную точку перпендикулярно данной прямой
- •12. Условие параллельности прямых на плоскости, заданных уравнениями с угловым коэффициентом.
- •13. Условие параллельности прямых на плоскости, заданных общими уравнениями.
- •21. Эквивалентность систем линейных уравнений. Элементарные преобразования систем, приводящие к эквивалентным системам линейных уравнений.
- •22. Метод Гаусса решения систем линейных уравнений (метод исключения переменных). Основные шаги, прямой и обратный ход метода.
- •Формулы прямого хода
- •Обратный ход
- •23. Три варианта завершения прямого хода метода Гаусса: а) система несовместная, б) система совместная и неопределенная; в) система совместная и определенная.
- •24. Общее и частное решение системы линейных уравнений. Привести пример. Фундаментальная система решений.
- •25. Матрицы, операции над ними и их свойства: сложение матриц, умножение матрицы на число (произведение матрицы на число), транспонирование матриц.
- •26. Произведение матриц: умножение матрицы строки на матрицу-столбец; умножение матрицы на столбец; умножение строки на матрицу; умножение матриц.
- •27. Условия существования произведения матриц. Свойства операции умножения матриц.
- •Возведение матрицы в степень, условие существования степени матрицы.
- •Понятие определителя матрицы. Формулы для вычисления определителей 2-го и третьего порядков. Свойства определителя.
- •Формулы Крамера для решения систем линейных уравнений. Исследование систем с определителем, равным нулю.
- •Миноры и алгебраические дополнения, их связь с определителем матрицы. Вычисление определителей методом разложения по строке или столбцу.
- •32. Обратная матрица: определение, условие существования. Присоединенная матрица.
- •33. Алгоритм вычисления обратной матрицы.
- •34. Решение систем линейных уравнений с использованием обратной матрицы.
- •35. Ранг матрицы и его свойства. Алгоритм вычисления ранга матрицы.
- •36. Исследование систем линейных уравнений с использованием теоремы Кронекера-Капелли.
- •37. Базисное решение. Однородные и неоднородные системы линейных уравнений.
- •38. Векторы на плоскости и в пространстве: определение, параллельный перенос, равенство векторов. Классы равных векторов. Коллинеарные и компланарные векторы.
- •39. Операции над векторами и их свойства
- •40. Направляющие косинусы Формула вычисления направляющих косинусов вектора для плоских задач
- •Формула вычисления направляющих косинусов вектора для пространственных задач
- •41. Координаты вектора. Декартова система координат в пространстве. Радиус-векторы: взаимнооднозначное соответствие между точками и направленными отрезками. Связь координат коллинеарных векторов.
- •42. Линейно зависимые системы векторов и их свойства.
- •43. Линейно независимые системы векторов и их свойства.
- •44.Ранг и базис системы векторов. Разложение вектора по базису.
- •46. Линейная зависимость и системы линейных уравнений. Связь ранга матрицы с базисом системы векторов.
- •47. Общее уравнение кривой второго порядка. Определение вида кривой второго порядка по коэффициентам ее уравнения.
- •Определение окружности. Каноническое уравнение окружности. Приведения общего уравнения окружности к каноническому.
- •Определение эллипса. Каноническое уравнение эллипса. Приведение общего уравнения эллипса к каноническому.
- •Координаты фокусов эллипса и его эксцентриситет.
- •51. Гипербола: определение. Общее и каноническое уравнения гиперболы. Координаты фокусов гиперболы и уравнения его асимптот.
- •Определение параболы. Каноническое уравнение параболы. Приведение общего уравнения параболы к каноническому.
- •53. Координаты вершины и фокуса параболы. Уравнение директрисы параболы.
- •54. Скалярное произведение векторов и его свойства.
- •55. Выражение скалярного произведения в декартовых координатах. Необходимое и достаточное условие ортогональности векторов. Нормальный вектор прямой (на плоскости) и плоскости (в пространстве).
- •56. Векторное произведение векторов и его свойства.
- •57. Смешанной произведение векторов и его свойство.
- •58. Общее уравнение плоскости в пространстве. Уравнение плоскости в отрезках. Общее уравнение плоскости в пространстве
- •59. Условия параллельности и перпендикулярности двух плоскостей в пространстве.
- •60. Общие уравнения прямой в пространстве. Канонические уравнения прямой в пространстве. Уравнения прямой в пространстве, проходящей через две точки.
- •44 Параметрические уравнения прямой
- •45 Уравнение прямой в пространстве, проходящее через две различные данные точки.
- •61. Условия параллельности и перпендикулярности двух прямых в пространстве.
- •62. Условия параллельности и перпендикулярности прямой и плоскости в пространстве.
21. Эквивалентность систем линейных уравнений. Элементарные преобразования систем, приводящие к эквивалентным системам линейных уравнений.
Элементарными преобразованиями системы линейных уравнений называются ее следующие преобразования: 1) перестановка любых двух уравнений местами; 2) умножение обеих частей одного уравнения на любое число ; 3) прибавление к обеим частям одного уравнения соответствующих частей другого уравнения, умноженных на любое число k ; Нулевым уравнением называем уравнение следующего вида: Теорема (об эквивалентности систем уравнений при элементарных преобразованиях). Система линейных алгебраических уравнений, полученная путём элементарных преобразований над исходной системой, эквивалентна ей.
22. Метод Гаусса решения систем линейных уравнений (метод исключения переменных). Основные шаги, прямой и обратный ход метода.
Ме́тод Га́усса — классический метод решения системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Сначала немного систематизируем знания о системах линейных уравнений. Система линейных уравнений может: 1) Иметь единственное решение. 2) Иметь бесконечно много решений. 3) Не иметь решений (быть несовместной).
Методы допустимые в методе Гаусса:
-
Смена мест двух строк;
-
Умножение всех элементов строки на некоторое число, не равное нулю.
-
Прибавление к элементам одной строки соответствующих элементов другой строки, умноженных на любой множитель.
-
Вычеркивание строки, все элементы которой равны нулю.
-
Прямой ход.
Это основной этап решения системы уравнений с помощью метода Гаусса. Его суть состоит в приведении исходной расширенной матрицы системы к верхнетреугольной матрице с помощью эквивалентных преобразований (добавление к строке любой линейной комбинации других строк и перестановка строк, т.е. уравнений). Формулы прямого хода соответствуют последовательному выражению переменных из уравнений и подстановке их в последующие уравнения, т.е. их фактическому исключению из последующих уравнений системы. При этом шагом считается исключение одной переменной из всех последующих уравнений системы.
Рассмотрим k-ый шаг прямого хода. На k-ом шаге матрица системы имеет вид:
(а11 а12 … а1k … a1n | b1)
(0 a22 … a2k … a2n | b2)
(0 … … … … … )
(0 0 … akk … akn | bk)
(0 … … … … … )
(0 0 … ank … ann | bn)
Осталось n-k+1 неизвестных. Чтобы удалить х(k) из последней строчки, например, надо из нее вычесть k-ую строчку с таким коэффициентом, чтобы получить на месте аnk ноль. Для этого коэффициент должен быть равен cnk=ank/akk. Элемент аkk называется разрешающим элементом k-ого шага и должен быть отличен от 0.