- •Тема 1. Элементы общей алгебры
- •Комплексные числа, действия над ними.
- •Тригонометрическая форма, сопряженные числа.
- •Формула Муавра.
- •Извлечение квадратного корня, корни высших степеней,
- •Корни из единицы.
- •Многочлены одной переменной, операции над ними.
- •Алгоритм деления с остатком.
- •Делимость многочленов, ее свойства.
- •Наибольший общий делитель, алгоритм Евклида.
- •Метод Горнера.
- •Основная теорема алгебры (без док-ва).
- •Формулы Виета.
- •Тема 2. Теория определителей
- •Определители второго и третьего порядка.
- •Определители -го порядка. (определители высших порядков)
- •Перестановки, инверсии.
- •Три свойства перестановок.
- •Свойства определителей: определитель транспонированной матрицы, перемена местами строк в определителе, определитель матрицы с одинаковыми строками.
- •Свойства определителей: разложение определителя по строке.
- •Определитель ступенчатой матрицы.
- •Тема 3. Алгебра матриц
- •Линейное преобразование, умножение линейных преобразований.
- •Произведение матриц.
- •Матричная запись линейного преобразования и системы линейных уравнений.
- •Ассоциативность умножения матриц, транспонирование произведения матриц, умножение на единичную матрицу.
- •Сложение, вычитание матриц, произведение матрицы на число.
- •Сложение матриц.
- •Умножение матрицы на число.
- •Законы дистрибутивности, ассоциативность умножения на число, скалярная матрица.
- •Линейная комбинация матриц, многочлен от матрицы.
- •Сложение и умножение многочленов от матриц.
- •Обратная, неособенная, взаимная матрица.
- •Условие существования, вычисление обратной матрицы.
- •Обратная матрица для произведения матриц.
- •Решение систем линейных уравнений с помощью обратной матрицы.
- •Вычисление обратной матрицы с помощью элементарных преобразований.
- •Собственные числа и собственные столбцы матрицы.
- •Характеристический многочлен.
- •Собственные числа вещественной симметричной матрицы.
- •Теорема Гамильтона-Кэли.
- •Тема 4. Системы линейных уравнений
- •Системы линейных уравнений, их типы.
- •Теорема Крамера.
- •Ранг матрицы.
- •Элементарные преобразования матриц.
- •Вычисление ранга с помощью элементарных преобразований.
- •Метод Гаусса.
- •Элементарные преобразования систем линейных уравнений.
- •Теорема Кронекера-Капелли.
- •Теорема о числе решений системы линейных уравнений.
- •Однородные системы линейных уравнений. Общее решение однородной линейной системы.
- •Линейная комбинация решений, фундаментальная система решений.
- •Теоремы о структуре общего решения однородной и неоднородной системы линейных уравнений.
- •Тема 5. Квадратичные формы
- •Квадратичная форма, ее матрица, матричная запись квадратичной формы.
- •Тема 6. Алгебра векторов
- •Геометрический вектор, модуль вектора, коллинеарные и компланарные вектора.
- •Свободные, скользящие и связанные вектора.
- •Сумма, разность векторов, произведение вектора на число. Свойства этих операций.
- •Угол между векторами.
- •Вычисление ортогональной проекции.
- •Ортогональная проекция суммы векторов и произведения вектора на число.
- •Линейная комбинация векторов, линейно независимые вектора. Условия линейной зависимости векторов.
- •Базис, разложение вектора по базису, координаты вектора.
- •Изменение координат при сложении векторов и умножении вектора на число, координаты коллинеарных векторов.
- •Ортогональный и ортонормированный базис, направляющие косинусы.
- •Скалярное произведение векторов. Ортогональные вектора, скалярный квадрат.
- •Свойства скалярного произведения, вычисление скалярного произведения через координаты вектора.
- •Правая тройка векторов.
- •Векторное произведение векторов. Свойства векторного произведения.
- •Вычисление векторного произведения в координатах.
- •Тема 7. Метод координат
- •Декартова система координат.
- •Тема 8. Прямая и плоскость
- •Аналитическая геометрия на плоскости и в пространстве.
- •Прямая на плоскости и алгебраическая кривая первого порядка. Общее уравнение прямой.
- •Условия параллельности и перпендикулярности плоскостей.
- •Угол между прямыми.
- •Расстояние от точки до прямой.
- •Плоскость в пространстве и алгебраическая поверхность первого порядка. Общее уравнение плоскости.
- •Векторное, параметрическое, каноническое уравнение прямой.
- •Уравнение прямой в пространстве по точке и направляющему вектору.
- •Уравнение прямой, проходящей через две данные точки.
- •Угол между плоскостями.
- •Угол между прямыми в пространстве.
- •Условия параллельности и перпендикулярности прямых в пространстве.
- •Взаимное расположение прямых в пространстве (канонические и общие уравнения).
- •Взаимное расположение прямой и плоскости.
- •Угол между прямой и плоскостью.
- •Расстояние от точки до плоскости.
- •Расстояние от точки до прямой.
- •Расстояние между прямой и плоскостью.
Извлечение квадратного корня, корни высших степеней,
Извлечение корня из комплексного числа.
Возводя в степень, получим:
О тсюда:
Таким образом, корень n – ой степени из комплексного числа имеет n различных значений.
Корни из единицы.
Теорема: Из любого числа можно извлечь корень n-ой степени и их будет n, при условии, что числа комплексные. Привязка каждый многочлен имеет n корней.
Корень n степени из единицы:
Пусть r=1 тогда z=1*eiφ = eiφ. Извлечь – найти число которое при возведение даст исходное.
Для z=eiφ (zk)n=z z1/n=zk , при z=eiφ= ei(φ+2Пk)/n
Многочлены одной переменной, операции над ними.
Многочлены от одного неизвестного: f(x)=a0xn+a1xn-1+a2xn-2+…+х0an
Многочлен неизвесного – сумма степеней его неизвестного. n=det(f(x)); n принадлежит натуральным числам, f(x)=g(x) когда равны коэф-ты при равных степенях
g(x)=b0xn+…bn; a1=b1; a2=b2; an=bn
f(x)+g(x)=c(x); c(x)=c1xn+c2xn-1+…+cn; c1=a1+b1; c2=a2+b2; cn=an+bn
d(x)=f(x)*g(x); di=∑k+b=cakbe
S=det(g(x)); n+S=det(g(x)*f(x)
Законы сложения и умножения:
1. Коммутативность: f(x)+g(x)=g(x)+f(x); f(x)*g(x)=g(x)*f(x)
2. Ассоциативность: f(x)+[g(x)+φ(x)]=[f(x)+g(x)]+φ(x)
3. Дистрибутивность: [f(x)+g(x)]*φ(x)=f(x)*φ(x)+g(x)*φ(x)
4. Обратимость сложения: для любых f(x), g(x) существует такое h(x), что f(x)+h(x)=g(x)
Алгоритм деления с остатком.
Алгоритм деления с остатком – это порядок совершения действий при делении.
x 4+x3-3x2-4x-1 x3+x2-x-1
x4+x3-x2-x x
-2x-3x-1 Для любых f(x), g(x) существуют такие q(x), r(x), что f(x)=g(x)*q(x)+r(x)
Делимость многочленов, ее свойства.
Пусть существуют f(x), g(x). Если f(x) делится на g(x), и g(x) делится на φ(x),
1) то f(x) делится на φ(x)
2) f(x)±g(x) делится на φ(x)
3) f(x) делится на φ(x), f(x)*g(x) делится на φ(x)
4) всякий многочлен f(x) делится на многочлен нулевой степени
5) если f(x) делится на φ(x) или f(x) делится на c*φ(x), то c=const
Даны два многочлена f(x) и g(x), многочлен φ(x) будет называться их общим делителем, если он является делителем и g(x), и f(x)
Наибольший общий делитель, алгоритм Евклида.
Наибольшим общим делителем f(x) и g(x) называется такой многочлен d(x), который является их общим делителем и делится на любой другой делитель многочлена.
Алгоритм Евклида f(x) делится на g(x);
f(x)=g(x)*q1(x)+r1(x); g(x)=r1(x)*q2(x)+r2(x); r1(x)=r2(x)*q3(x)+r3(x) … rk-2(x)=rk-1(x)*qk(x)+rk(x); rk-1=rk(x)*qk-1(x)
т.е. при каждой новой итерации делимым становится делитель из предыдущего выражения, новым делителем становится остаток от предыдущего деления. Так продолжается, пока остаток не станет равен нулю. Полученный делитель и будет максимальным для обоих многочленов f(x) и g(x)
Метод Горнера.
Метод Горнера – это метод разложения многочлена по степеням.
f(x)=a0xn+…an f(x)=(x-a)*g(x)+r(x), здесь g(x)=b0xn-1+b1xn-2+…+bn-1, тогда коэф-ы a, b связаны следующим образом b0=a0, b1=ab0+a1, b2=ab1+a2 … bn-1=abn-2+an-1, r =abn-1+an
|
a0 |
a1 |
a2 |
… |
an-1 |
an |
a |
b0=a0 |
b1=ab0+a1 |
b2=ab1+a2 |
… |
bn-1 |
r |