Некоторые понятия высшей матаматики

Высшая математика

Слушатель тАУ Никифоров Михаил Николаевич

Курс 1. АПМ-03. Семестр осенний. 2003 год.

Матрица тАУ совокупность чисел, записанных в виде прямоугольной таблицы.

Минором для элемента аig называется определитель матрицы, полученный из исходной, вычеркиванием i-ой строки и g-ого столбца.

Матрицы с нулевым определителем называются вырожденными или особенными. Особенная матрица обратной не имеет. . .

Bpq согласовано с Amn, если число строк В равно числу столбцов А, т.е. p=n. Одно согласование.

1) Если один столбец или одна строка все нули, то | |=0.

2) Если в матрице имеется 2 равных столбца или 2 равных строки, то | |=0.

3) Треугольная матрица. Все элементы выше или ниже главной диагонали =0. Тогда определитель матрицы равен произведению диагональных элементов.

4) При перемене местами 2 строк или 2 столбцов определитель меняет знак.

5) Определитель матрицы, содержащей 2 пропорциональные строки или столбца равен нулю.

6) Определитель матрицы равен сумме произведений некоторой строки на соответствующие алгебраические дополнения.

Системы уравнений с матрицами

Система 1 совместная, если имеет хотя бы одно решение.

Система 1 определенная, если есть только 1 решение и неопределенная, если более 1 решения.

Ранг матрицы.

Ранг нулевой матрицы равен 0.

Ранг единичной матрицыnm равен n.

Ранг трипсидальной матрицы равен числу ненулевых строк.

При элементарных преобразованиях матрицы ранг её остается неизменным.

При добавлении к матрице строки или столбца ранг её может только увеличиться или остаться неизменным.

Лекция 5.

.

Замечание: 1) Нет решения

2) . n-число неизвестных

а) r=n тАУ одно решение

б) r

Векторная алгебра

Проекция вектора на ось:

Проекцией точки на прямую называется основание перпендикуляра, опущенного из этой точки на прямую. Проекция АВ на х это число |AтАЩBтАЩ| взятое со знаком +, если угол острый и со знаком тАУ если угол тупой.

,

.

Скалярное произведение векторов

.

Признак перпендикулярности .

Векторное произведение векторов

; ;

Объем пирамиды ;

Смешанное произведение векторов

Если Ва- углы, которые составляет вектор а с координатными осями, то , откуда следует

Условие коллинеарности

ab=0 тАУ перпендикулярность

Ва- коллинеарность

abc=0 тАУ компланарность

Аналитическая геометрия

Плоскость в пространстве

Нормаль и точка привязки однозначно определяют положение плоскости в пространстве.

Ва-

каноническое уравнение (1)

Общее уравнение плоскости

, где ,

где А, В, С тАУ координаты нормали, D тАУ свободный член, x,y,z тАУ текущий координаты.

Уравнение плоскости, проходящий через точку Ваперпендикулярно вектору N=(A;B;C), имеет вид

Уравнение плоскости, проходящей через три заданные точки записывают в виде


Уравнение плоскости в отрезках

Нормальное уравнение плоскости , где p тАУ расстояние от начала координат.

Нормирующий множитель

Расстояние от точки до плоскости

Угол между плоскостями

Условия параллельности и перпендикулярности ;

Уравнение пучка плоскостей:

Прямые линии в пространстве.

-уравнение прямой

Ва- параметрическое уравнение прямой.

Ва- каноническое уравнение прямой.

Уравнения прямой, проходящей через 2 заданные точки


Угол между 2 прямыми

Взаимное расположение 2 прямых.

1. Ва(могут лежать и на одной прямой)

2. Ва(могут скрещиваться)

3. . Если (3) , то скрещиваются.

Взаимное расположение прямой и плоскости

1.

2.

3. Угол между прямой и плоскостью

4.

Аналитическая геометрия на плоскости.

Прямоугольная декартова система координат на плоскости

Расстояние между 2 точками .

Если заданы точки А и В и точка С делит отрезок АВ в отношении , т.е. , то .

Уравнение прямой на плоскости

Ax+By+C=0;

Уравнение прямой в отрезках .

Уравнение прямой, проходящей через 2 заданные точки .

Уравнение прямой, проходящей через точку, под заданным углом к оси Ох ():

Расстояние от точки до прямой

1.

2.

3.

Окружность

Уравнение окружности с центром в M(a;b) радиусом R

Уравнение окружности с центром в начале координат


Эллипс

Эллипс тАУ геометрическое место точек, для которых сумма расстояний до двух заданных точек плоскости (фокусов эллипса) есть величина постоянная, , чем расстояние между фокусами.

Обозначим M(x;y) тАУ произвольная точка эллипса, 2с тАУ расстояние между фокусами F1 и F2; 2а тАУ сумма расстояний от точки М до F1 и F2 (a тАУ большая полуось эллипса). Ва- малая полуось эллипса. .

Тогда каноническое уравнение эллипса имеет вид .

Число Ваназывается эксцентриситетом эллипса и характеризует сплюснутость эллипса относительно осей . Если , то получается окружность. a=b.

Гипербола

Гипербола тАУ геометрическое место точек, разность расстояний которых от двух заданных точек (фокусов) есть постоянная величина, меньшая, чем расстояние между фокусами.

Если M (x;y) тАУ точка гиперболы; F1, F2 тАУ фокусы, 2с тАУ расстояние между фокусами, 2а тАУ разность расстояний от точки М (х;y) до фокусов , где а тАУ действительная полуось гиперболы. Ва- мнимая полуось гиперболы.

Каноническое уравнение гиперболы .

Гипербола пересекает ось Ох в точках Ваи , с осью Оу пересечений нет.

Гипербола имеет две асимптоты, уравнения которых .

Эксцентриситет гиперболы .

Парабола

Парабола тАУ геометрическое место точек, равноудаленных от заданной точки F тАУ фокуса и заданной прямой тАУ директрисы параболы. Если ось абсцисс совпадает с перпендикуляром, опущенным из фокуса на директрису, а начало координат делит этот перпендикуляр пополам, то каноническое уравнение имеет вид .

Эксцентриситет параболы Ва- отношение расстояния от точки параболы до директрисы к расстоянию от этой точки до фокуса.

Общее уравнение второго порядка

Ва- общее уравнение кривой второго порядка

Параллельный перенос: .

Поворот осей:

Ва- инварианты. Ва- дискриминант

Если >0, то уравнение эллиптического вида

Если <0, то уравнение гиперболического типа

Если =0, то уравнение параболического типа

Выбираем угол так, чтобы BтАЩ=0, тогда

(1) Ва(B=0)

1. . Осуществляем параллельный перенос для уничтожения членов .(**) ** подставляем в

(1)+

(2) (3)

а)>0 тАУ эллиптический вид

A`C`>0 (одного знака)

Если F``>0, то пустое множество

Если F``=0, то одна точка (x``=0, y``=0)

Если F``<0, то получим эллипс в виде , где

б) <0 (гиперболический вид) AтАЩCтАЩ<0 (разные знаки). Пусть AтАЩ>0

A`=, , , тогда .

Если F0=0, то , получаем пару пересекающихся прямых.

Если F0>0, то Ва(гипербола)

Если F0<0, то Ва(гипербола, где оси поменялись местами)

в)Ва(параболический тип) A`C`=0

Ва(5)

а) D`=E`=0, пусть

б)

** в (5)

, где 2р=, если p>0, то парабола .

Теория пределов

Число а называется пределом последовательности xn для любого () сколь угодно малого положительного числа Ванайдется номер, зависящий от , начиная с которого все члены последовательности отличаются от а меньше, чем на .

Предел последовательности

Под числовой последовательностьюпонимают функцию , заданную на множестве натуральных чисел т.е. функцию натурального аргумента.

Число a называется пределом последовательности xn(x=1,2,тАж): =а, если для любого сколь угодно малого >0, существует такое число N=N(), что для всех натуральных n>N выполняется неравенство .

1) , Ва- натуральное число. Если xn=a, то (a, a, a, a) тАУ стационарная последовательность.

2) , где a, d тАУ const, тогда (a, a+d, a+2d,тАжa+(n-1)d)

xn+1=xn+d тАУ рекуррентная формула.

3) Числа Фибоначчи. (1,1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,тАж), где x1, x2 =1 и .

Ва(*);

Ва- эпсилон тАУ окрестность числа а.

1. .

2.

Основные теоремы пределах

1. О единственном пределе. Последовательность имеет не более 1 предела.

2. Предельный переход в неравенстве.

3. О трех последовательностях. О сжатой последовательности.

Вместе с этим смотрят:


РЖнварiантнi пiдпростори. Власнi вектори i власнi значення лiнiйного оператора


РЖнтегральнi характеристики векторних полiв


РЖнтерполювання функцiй


Автокорреляционная функция. Примеры расчётов


Аксонометричнi проекцii