- •1. Аксиоматика 3
- •2. Множества 4
- •3. Аналитическая геометрия 14
- •4. Векторная алгебра 25
- •5. Матрицы и определители 30
- •Аксиоматика
- •Аксиоматический метод построения математики
- •Математический язык
- •Множества
- •Понятие множества
- •Пустое множество
- •Числовые множества
- •Подмножества
- •Пересечение множеств
- •Объединение множеств
- •Вычитание множеств
- •Аналитическая геометрия
- •Система координат на плоскости и в пространстве
- •Расстояние между двумя точками на плоскости
- •Уравнение линии. Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •Уравнение – уравнение прямой с угловым коэффициентом k
- •Общее уравнение прямой
- •Уравнение прямой в отрезках
- •Уравнение прямой, проходящей через данную точку в данном направлении
- •Уравнение прямой, проходящей через данную точку
- •Уравнение прямой, проходящей через две данные (различные) точки и
- •Полярные координаты
- •Угол между прямыми
- •Уравнение окружности
- •Эллипс. Каноническое уравнение эллипса
- •Гипербола. Каноническое уравнение гиперболы
- •Парабола. Каноническое уравнение параболы
- •У равнение сферы
- •Векторная алгебра
- •Понятие вектора
- •Коллинеарные векторы
- •Операции над векторами
- •Угол между векторами
- •Проекция вектора на ось
- •Скалярное произведение двух векторов
- •Координаты вектора
- •Разложение векторов
- •Действия над векторами, заданным координатами в пространстве
- •Матрицы и определители
- •Матрицы
- •Определители
- •Определители третьего порядка
- •Миноры и алгебраические дополнения матрицы
- •Обратная матрица
- •Системы линейных уравнений
- •Формулы Крамера
- •Матричный способ решения систем линейных уравнений
- •Метод Гаусса
- •Функции
- •Понятие функции
- •Способы задания функции
- •Обзор элементарных функций и их графиков
- •Пределы
- •Предел последовательности
- •Предел функции
- •Непрерывность функции
- •Производная
- •Определение производной
- •Правила дифференцирования
- •Производные высших порядков
- •Применение производной для исследования функции
- •Неопределенный интеграл
- •Способы интегрирования
- •О пределенный интеграл
- •Дифференциальные уравнения
- •Основные понятия:
- •Признаки сходимости ряда:
- •Ряды по степени разности
- •Теория вероятностей
- •Основные понятия теории вероятностей
- •Классическое определение вероятности
- •Геометрические вероятности
- •Алгебра событий
- •Теорема сложения вероятностей двух несовместимых событий
- •Теорема умножения вероятностей.
- •Теорема сложения вероятностей совместимых событий
- •Формула полной вероятности
- •Теорема умножения вероятностей независимых событий:
- •Дискретные случайные величины
- •Закон распределения дискретных случайных величин
- •Функция распределения случайной величины
- •Нормальное распределение
- •Числовые характеристики случайных величин
- •Свойства математического ожидания (мо) дискретной случайной величины:
- •Дисперсия дискретной случайной величины
- •Среднее квадратичное отклонение (стандартное)
- •Системы двух случайных величин и их числовые характеристики
- •Литература
Пустое множество
Множество, не имеющее ни одного элемента, называют пустым множеством. Примерами могут служить:
множество точек пересечения двух параллельных прямых;
множество треугольников, сумма внутренних углов которых отлична от 180°;
множество квадратных уравнений, имеющих более двух различных корней;
множество решений системы уравнений
множество прямоугольных треугольников, у которых сумма квадратов катетов не равна квадрату гипотенузы;
множество шестиногих собак.
Фактически во всех этих примерах речь идет об одном и том же множестве: пустое множество единственно – нет разных пустых множеств. Пустое множество обозначается так: Ø.
О некоторых множествах до сих пор неизвестно, пусты они или нет. Например, неизвестно, пусто ли множество цифр, встречающихся лишь конечное число раз в десятичном разложении числа π.
Числовые множества
Множества могут состоять из объектов самой различной природы. Их элементами могут быть буквы, атомы, числа, уравнения, точки, углы и т.д. Именно этим объясняется чрезвычайная широта теории множеств и ее приложимость к самым разнообразным областям знания (математика, физика, лингвистика, экономика и т.д.). Для математики особо важную роль играют множества, составленные из "математических" объектов – чисел, геометрических фигур и т.д. Очень часто встречаются числовые множества, т.е. множества, элементами которых являются числа. Примерами числовых множеств являются:
множество всех натуральных чисел ( );
множество всех положительных рациональных чисел ( );
множество всех рациональных чисел( );
множество всех целых чисел ( );
множество всех чисел, удовлетворяющих неравенству ;
м ножество всех чисел вида , где n принимает все натуральные значения.
Некоторые числовые множества имеют особые названия. Если даны два числа a и b, a<b, то множество всех чисел, удовлетворяющих неравенству , называют числовым отрезком или, если это не вызывает недоразумений, просто отрезком и обозначают [a; b]. На числовой оси ему соответствует отрезок с концами a и b (см. рис. 3).
Множество чисел, удовлетворяющих неравенству , называют числовым промежутком или, короче, промежутком и обозначают (a, b). На числовой оси это множество изображается отрезком, у которого отброшены концевые точки (см. рис. 4).
Иногда нам будут встречаться множества чисел, удовлетворяющих неравенствам или (рис. 5). Их называют (числовыми) полуотрезками и обозначают [a; b), или (a; b]. Квадратная скобка означает, что соответствующий конец включается в множество, а круглая, что он исключается.
Числовые отрезки, полуотрезки и промежутки имеют конечную длину. Рассмотрим теперь множество чисел, удовлетворяющих неравенству +∞. Такое множество называется числовым лучом. Числовой луч имеет бесконечную длину. Числовым лучом называют и множество чисел, удовлетворяющее неравенству вида –∞ .
Числовые лучи обозначают так: [a; +∞), (–∞;a].
С числовыми множествами приходится иметь дело при решении уравнений и неравенств. С каждым уравнением связаны два числовых множества. Первое из них – область определения уравнения. Это множество состоит из всех значений x, для которых имеют смысл обе части уравнения. Например, область определения уравнения
задается условиями (квадратный корень в множестве действительных чисел можно извлечь лишь из неотрицательного числа) и (на нуль делить нельзя). Отсюда получаем, что область определения данного уравнения состоит из всех точек числового отрезка [-5, 5], кроме точки x=2.
Второе множество, связываемое с уравнением, – это множество его корней, т.е. чисел, при подстановке которых в уравнение оно обращается в тождество.
Например, для данного уравнения множество корней состоит из одного числа 3.