
- •Оглавление
- •Раздел I. Элементы теории множеств и математической логики 6
- •Раздел II. Основы линейной алгебры 11
- •Раздел III. Векторная алгебра и аналитическая геометрия 56
- •Предисловие
- •Раздел I. Элементы теории множеств и математической логики
- •Основные понятия теории множеств
- •О перации над множествами
- •Основные понятия математической логики
- •Операции над высказываниями (сложные высказывания)
- •Структура теорем (утверждений)
- •Раздел II. Основы линейной алгебры Матрицы
- •Операции с матрицами
- •Определители матриц
- •Свойства определителей
- •Обратная матрица
- •Системы линейных алгебраических уравнений (слау)
- •Формулы Крамера
- •Элементарные преобразования матриц. Ранг матрицы
- •Исследование общих систем линейных уравнений. Теорема Кронекера-Капелли.
- •Эквивалентные системы
- •Решение систем линейных уравнений методом Гаусса
- •Решение систем линейных уравнений методом Жордана-Гаусса
- •Однородные системы
- •Собственные значения и собственные векторы квадратных матриц
- •Раздел III. Векторная алгебра и аналитическая геометрия Векторы
- •Операции над векторами
- •Координаты вектора
- •Свойства координат вектора
- •Скалярное произведение векторов
- •Векторное произведение векторов
- •Уравнение линии на плоскости
- •Уравнение прямой линии на плоскости
- •Кривые второго порядка
- •Окружность
- •Гипербола
- •Парабола
- •Уравнение поверхности в пространстве
- •Уравнение плоскости
- •Уравнение линии в пространстве
- •Уравнение прямой линии в пространстве
- •Взаимное расположение прямой и плоскости в пространстве
- •Элементы теории поверхностей второго порядка
Операции над высказываниями (сложные высказывания)
Используя союзы и словосочетания «и», «или», «не (нет)», «следует (если, …, то….)», «тогда и только тогда, когда» можно из простых высказываний составлять более сложные, истинность которых определяется истинностью составляющих высказываний.
1.
Дизъюнкция:
А
В.
Читается: А
или В.
Высказывание А
В
истинно, только если истинно хотя бы
одно из высказываний А
или В.
2.
Конъюнкция
: А
В.
Читается: А
и В.
Высказывание А
В
истинно, только если истинны оба
высказывания А
и В.
3.
Отрицание:
(или
)
. Читается: не А.
Высказывание
истинно, только если высказывание А
ложно.
4. Импликация: А В. Читается: из А следует В. Высказывание А В ложно только в случае, когда А истинно, а В ложно.
5. Эквивалентность: А В. Читается: А тогда и только тогда, когда В. Высказывание А В истинно, только если А и В одновременно истинны или одновременно ложны.
Структура теорем (утверждений)
Прямые и обратные (по отношению друг к другу) теоремы иллюстрирует следующий
Пример.
Предикаты:
–
треугольник х
– правильный,
– углы треугольника х
равны. Построим предикаты
и
.
Прямая теорема: .
В этом случае говорят, что является необходимым условием для , а является достаточным условием для .
Обратная теорема: .
Условие называется необходимым и достаточным для , если истинны одновременно оба высказывания: и .
Законы отрицания сложных высказываний.
Эти законы могут применяться при построении противоположного высказывания при доказательстве «от противного». Доказываются построением таблиц истинности для правой и левой части.
1.
2.
3.
(основание метода доказательства «от
противного»)
4.
5.
Раздел II. Основы линейной алгебры Матрицы
Матрицей называется прямоугольная таблица чисел . Обозначаются прописными буквами А, В, С, ….. Общий вид матрицы, содержащей m строк и n столбцов:
(1)
Внизу справа при
необходимости подписываются размеры
матрицы: m – количество
строк, n – столбцов.
Числа
, составляющие матрицу, называются
элементами матрицы. Матричные
элементы обычно обозначаются той же
буквой (только строчной), что и сама
матрица, а индексы показывают место
элемента матрицы в матрице: первый
индекс указывает номер строки, а второй
– номер столбца, на пересечении которых
находится данный матричный элемент.
Например, для матрицы
элементы
,
…. .
В дальнейшем будет
видно, что матрицы (так же как и числа)
можно вычитать, складывать, перемножать.
Поэтому среди матриц есть аналоги нуля
и единицы. Нулевой матрицей называется
матрица, все элементы которой равны
нулю. Она имеет следующий вид и
обозначение:
.
Если в матрице
(1) поменять местами строчки и столбцы
(т.е. первую строчку сделать первым
столбцом, вторую строку – вторым столбцом
и т.д.), то полученная матрица носит
название транспонированной по
отношению к исходной матрице и обозначается
или
:
=
Квадратная матрица – матрица, число строк и столбцов у которой совпадают. Общий вид квадратной матрицы:
(2)
Числа
называются
главной диагональю квадратной
матрицы.
Единичной называется такая квадратная матрица, у которой на главной диагонали стоят единицы, а все остальные элементы равны нулю:
(3) Е
=
.