Примерная программа дисциплины
ГЕОМЕТРИЯ И АЛГЕБРА
Рекомендуется Минобразованием России для специальности (направления) подготовки 010200 Прикладная математика и информатика (510200 Прикладная математика и информатика)
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА
Дисциплина "Линейная алгебра и аналитическая геометрия" знакомит студентов с фундаментальными методами алгебры и аналитической геометрии.
В процессе обучения студенты должны усвоить методику построения алгебраических структур, внутреннюю логику, связывающую линейную алгебру и аналитическую геометрию, и приобрести навыки исследования и решения задач алгебры и аналитической геометрии.
ВВЕДЕНИЕ
Предмет дисциплины "Геометрия и алгебра". Исторические сведения о развитии этого раздела математики. Роль и место геометрии и алгебры в системе математического образования.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ
Простейшие задачи аналитической геометрии. Векторная алгебра. Аффинные координаты. Формулы преобразования координат.
Уравнение линии. Уравнение поверхности. Линейные образы на плоскости и в пространстве. Различные виды задания для сам-х. работ уравнений прямой и плоскости. Углы между прямыми и плоскостями. Условия параллельности и перпендикулярности прямой и плоскостей. Расстояния между точкой и прямой, точкой и плоскостью.
Приведение уравнений линии и поверхности второго порядка к каноническому виду. Метод вращений. Метод Лагранжа. Классификация и исследование линий и поверхностей второго порядка.
ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩЕЙ АЛГЕБРЫ
Множество. Отображения. Бинарные отношения. Отношение эквивалентности.
Понятие о группе, кольце, поле. Поле комплексных чисел. Кольцо многочленов. Делители многочленов, алгоритм Евклида. Корни многочленов. Основная теорема алгебры. Каноническое разложение многочленов над полем комплексных чисел и над полем вещественных чисел.
ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА
Матрицы, операции над ними. Элементарные преобразования матрицы и матрицы элементарных преобразований. Определители, их свойства. Теорема Лапласа. Обратная матрица. Критерий обратимости матрицы. Ранг матрицы, теорема о базисном миноре. Исследование систем линейных алгебраических уравнений. Правило Крамера. Метод Гаусса.
Линейное пространство. Линейная зависимость векторов. Конечномерные линейные пространства, базис и размерность. Преобразование координат вектора при изменении базиса. Линейные подпространства, линейные оболочки. Линейные многообразия. Геометрические свойства множества решений системы линейных алгебраических уравнений с точки зрения фактов линейного пространства.
Евклидово и унитарное пространства. Ортонормированный базис. Процесс ортогонализации. Определитель Грамма. Ортогональное дополнение. Задача о перпендикуляре
Линейные операторы и действия над ними. Образ и ядро линейного оператора. Матрица линейного оператора. Преобразование матрицы линейного оператора. Инвариантные подпространства. Собственные значения и собственные векторы. Каноническая форма матрицы линейного оператора.
Линейные операторы в евклидовом пространстве и унитарном пространстве. Сопряженный оператор. Нормальный оператор. Унитарный и самосопряженный операторы.
Билинейные и квадратичные формы. Приведение квадратичной формы к каноническому виду. Закон инерции. Критерий Сильвестра.
Линейное нормированное пространство. Операторное уравнение. Псевдорешение.
ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЕКТИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ
Проективная геометрия и ее применения в компьютерной графике. Типы проекций и преобразование координат. Плоское изображение трехмерных геометрических объектов. Метод определения границ видимых и невидимых областей.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Матрицы и определители.
Системы линейных уравнений.
Линейные пространства.
Евклидово пространство.
Декартовы координаты, движение систем координат.
Прямая и плоскость.
Линии и поверхности второго порядка.
Отображения, алгебраические структуры.
Комплексные числа.
Многочлены.
Линейные операторы. Жорданова форма матрицы.
Квадратичные формы.
И другие.
Ориентировочное число контрольных работ - 4.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ КУРСА ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ
№
|
Наименование тем и разделов
|
Всего (часов)
|
Аудиторные занятия (часов)
|
Самостоятельная работа (часов)
|
1
|
Аналитическая геометрия
|
62
|
42
|
20
|
2
|
Элементы общей алгебры
|
42
|
30
|
12
|
3
|
Линейная алгебра
|
218
|
148
|
70
|
4
|
Элементы проективной геометрии
|
30
|
20
|
10
|
=
|
ИТОГО
|
352
|
240
|
112
|
Примечание:Во всех разделах таблицы указано минимальное число часов, необходимое для усвоения соответствующего раздела. Оставшиеся часы используются в рабочей программе для более глубокого изложения отдельных разделов курса.
Форма итогового контроля - экзамен, зачет.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
Курош А.Г. Курс высшей алгебры: Учеб. М.: Наука, 1975. 431 с.
Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия: Учеб. М.: Наука, 1988. 232 с.
Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра: Учеб. М.: Наука, 1984. 295 с.
Ильин В.А., Ким Г.Д. Линейная алгебра и аналитическая геометрия: Учеб. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 320 с.
Проскуряков И.В. Сборник задач по линейной алгебре: Учеб. пособие. М.: Наука, 1984. 336 с.
Бахвалов С.В., Моденов П.С., Пархоменко А.С. Сборник задач по аналитической геометрии: Учеб. пособие. М.: Наука, 1964. 440 с.
Икрамов Х.Д. Задачник по линейной алгебре: М.: Наука, 1975. 320 с.
Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики: М.: Машиностроение, 1980.
Список дополнительной литературы устанавливается кафедрой.
Программа составлена академиком РАН В.А.Ильиным (Московский университет).
Рецензент: профессор И.А.Киприянов (Воронежский государственный университет).
|