- •Тема 1. Определители, матрицы, системы
- •П равила вычисления определителей второго и третьего порядка:
- •Свойства определителей:
- •Миноры и алгебраические дополнения
- •Теорема Лапласа
- •Вычисление определителей высших порядков, правило треугольника.
- •Виды матриц:
- •Основные операции с матрицами и их свойства
- •Обратная матрица
- •Теорема о существовании и единственности обратной матрицы
- •Системы линейных алгебраических уравнений (основные понятия)
- •Методы решения
- •Ранг матрицы
- •Условия применяемости методов
- •Теорема Кронекера-Капелли
- •Однородные системы
- •Фундаментальная система решений
- •Связь между однородной и неоднородной системами решений
- •Тема 2. Векторная алгебра. Аналитическая геометрия.
- •Векторная алгебра (основные понятия)
- •Действия над векторами
- •Линейная зависимость и независимость системы векторов (линейная комбинация)
- •Теоремы о единственности разложения любого вектора пространства (r2, r3)
- •Координаты, проекция вектора на ось
- •Декартова система координат
- •Скалярное произведение векторов (определение, свойства, приложение)
- •Векторное произведение векторов (определение, свойства, приложение)
- •Смешанное произведение векторов (определение, свойства, приложение)
- •Соответствие между геометрическими образами и уравнениями.
- •Плоскость в пространстве (типы уравнений, взаимное расположение)
- •Прямая на плоскости и в пространстве (типы уравнений, взаимное расположение)
- •Взаимное расположение прямой и плоскости
- •Кривые второго порядка
- •Окружность, эллипс, гипербола, парабола (вывод канонического уравнения, исследование кривой)
- •Преобразование системы координат на плоскости (параллельный перенос, поворот)
- •6 Основных типов поверхностей второго порядка
- •С истемы координат
- •Тема 3. Элементы линейной алгебры.
- •Линейное пространство (определение, примеры)
- •Линейная зависимость и независимость системы векторов (линейная комбинация)
- •Базис. Координаты.
- •Изменение координат при замене базиса (матрица перехода)
- •Определение скалярного произведения в линейном пространстве
- •Евклидово пространство (определение, примеры)
- •Неравенство Коши-Буняковского
- •Ортонормированный базис и его построение. Процесс ортогонализации.
- •Линейный оператор и его матрица
- •Зависимость матрицы от базиса
- •Собственные значения и вектора линейного оператора, их зависимость
- •Матрица линейного оператора в базисе из собственных векторов
- •Условия существования базиса из собственных векторов
- •Примеры операторов
- •Квадратичные формы
- •Упрощение общего уравнения линий и поверхностей второго порядка. Приведение их к каноническому виду
- •Тема 4. Введение в анализ
- •Комплексные числа (формы записи, основные операции)
- •Переменные и постоянные величины, множества (основные понятия)
- •Функция (определение, способы задания, свойства)
- •Предел числовой последовательности
- •Предел функции, геометрическая интерпретация
- •У равнения касательной и нормали
- •Гиперболические функции
- •Понятие дифференцируемой функции
- •Формула тейлора
- •Наибольшее и наименьшее значение функции
Плоскость в пространстве (типы уравнений, взаимное расположение)
В декартовых координатах каждая плоскость определяется уравнением первой степени и каждое уравнение первой степени определяет плоскость.
Всякий (не равный нулю) вектор, перпендикулярный к данной плоскости, называется ее нормальным вектором.
1) Уравнение
(1) определяет плоскость, проходящую
через точку
и имеющей нормальный вектор
.
2) Раскрывая в уравнении (1) скобки и
обозначая число
буквой D, представим его в виде
.
Это уравнение называется общим
уравнением плоскости.
3) Если в уравнении плоскости
ни один из коэффициентов A, B, C не равен
нулю, то это уравнение может быть
преобразовано к виду
(1), где
,
,
- суть величины отрезков, которые
плоскость отсекает на координатных
осях (считая каждый от начала координат).
Уравнение (1) называется уравнением
плоскости «в отрезках».
4) Нормальным уравнением плоскости
называется ее уравнение, написанное
в виде
,
где
,
,
- направляющие косинусы нормали плоскости,
p - расстояние от начала координат до
плоскости. При вычислении направляющих
косинусов нормали следует считать, что
она направлена от начала координат к
плоскости (если же плоскость проходит
через начало координат, то выбор
положительного направления нормали
безразличен).
Общее уравнение плоскости
приводится к нормальному виду умножением
на нормирующий множитель, определяемый
формулой
;
знак нормирующего множителя берется
противоположным знаку свободного члена
нормируемого уравнения.
6) Если три точки в одной плоскости, то они компланарные. Следовательно, можно получить уравнение плоскости через три точки: M0M1 M0M M0M2 =0
M0 (x0 y0 z0), M1 (x1 y1 z1), M0 (x1 y1 z1)
Расстояние от точки до плоскости
Взаимное расположение плоскостей – если записаны в одной форме.
Если
(в
векторном виде), то они:
1) пересекаются
2) параллельны (но не совпадают)
3) совпадают
Если плоскости заданы уравнениями
и
то случаи 1 - 3 имеют место, когда:
1)
2)
3)
Угол между плоскостями
Необходимое и достаточное условие
перпендикулярности двух плоскостей
или
Прямая на плоскости и в пространстве (типы уравнений, взаимное расположение)
В пространстве:
Прямая
как линия пересечения двух плоскостей
,
при условии, что не имеют места равенства
Канонические
уравнения прямой
где
- фиксированная точка, лежащая на прямой;
- направляющий вектор.
Уравнения
прямой по двум точкам
В
координатах (параметрические уравнения):
Направляющий
вектор такой прямой
где
Взаимное расположение двух прямых
Если
прямые заданы уравнениями
и
то они:
1)
параллельны (но не совпадают)
2)
совпадают
3)
пересекаются
4)
скрещиваются
Если
то
случаи 1 - 4 имеют место, когда (
-
знак отрицания условия):
1)
2)
3)
4)
Расстояние
между двумя параллельными прямыми
В координатах
Расстояние
между двумя скрещивающимися прямыми
В координатах
Угол
между двумя прямыми
Необходимое
и достаточное условие перпендикулярности
двух прямых
или
На плоскости:
Через нормаль и точку A(x-x0)+B(y-y0)=0
Общее
уравнение Ax + By + C=0 (
>
0). Вектор
=
(А; В) - нормальный вектор прямой.
Уравнение
прямой в отрезках
где a, b - величины отрезков, отсекаемых
прямой на осях координат.
Н
ормальное
уравнение прямой
где
- угол, образуемый нормально к прямой и
осью Ox; p - расстояние от начала координат
до прямой.
В
координатах (параметрические уравнения):
Каноническое
уравнение прямой
Уравнение
прямой по двум точкам
или
или
Уравнение
прямой по точке и угловому коэффициенту
или
где
b
- величина отрезка, отсекаемого прямой
на оси Oy.
Расстояние
от точки до прямой
Взаимное расположение двух прямых:
Пересекаются
параллельны (но не совпадают)
совпадают
Прямые
и
пересекаются
параллельны
совпадают
Угол
между двумя прямыми
Необходимое
и достаточное условие перпендикулярности
двух прямых
Расстояние
между параллельными прямыми
