Рабочая программа дисциплины "Фундаментальная и компьютерная алгебра"
Вид материала | Рабочая программа |
- Аннотация программы учебной дисциплины «Фундаментальная и компьютерная алгебра» Направление:, 37.38kb.
- Рабочая программа дисциплины «Алгебра I» Направление, 264.06kb.
- Рабочая программа дисциплины «Алгебра ii» Направление, 196.43kb.
- Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление, 854.17kb.
- Рабочая программа дисциплины «Компьютерная графика» для специальности 032401 «Реклама», 248.52kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «Алгебра и геометрия» Направление подготовки, 137.66kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) Линейная алгебра, 227.98kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) Алгебра и геометрия, 207.66kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ен. Ф. 01. Аналитическая геометрия и линейная, 148.75kb.
- Ф-рабочая программа по дисциплине утверждено ученым советом факультета математики, 153.33kb.
«УТВЕРЖДАЮ» Проректор по учебной работе
___________________В.Г. Прокошев
“___”___________ 2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
"Фундаментальная и компьютерная алгебра"
Направление подготовки 010200 «Математика и компьютерные науки»
Профиль подготовки «Общий»
Квалификация (степень) выпускника Бакалавр________________
(бакалавр, магистр, дипломированный специалист)
Форма обучения_____________очная_______________________________
(очная, очно-заочная, заочная)
-
Семестр
Трудоемкость (зач. ед, /час.)
Лекций, (час.)
Практ.
занятий,
(час.)
Лаборат.
работ,
(час.)
СРС,
(час.)
Форма
контроля
(экз./зачет)
3
5/180
34
34
-
76
Экзамен
Итого
5/180
34
34
-
76
Владимир 2011
- ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина "Фундаментальная и компьютерная алгебра" обеспечивает подготовку по следующим разделам алгебры: алгебраические системы, группы, кольца (в частности кольца многочленов), поля, а также делается акцент на алгоритмическое и компьютерное воплощение понятий и теорем фундаментальной алгебры.
Целями освоения дисциплины "Фундаментальная и компьютерная алгебра" являются:
- Формирование навыков логического мышления
- Формирование практических навыков компьютерной реализации алгебраических методов и формул.
- Ознакомление с основами теоретических знаний по абстрактной алгебре.
- Подготовка в области создания и использования различных алгебраических процедур
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина "Фундаментальная и компьютерная алгебра" относится к дисциплинам профессионального цикла:
- Код УЦ ООП учебного цикла основной образовательной программы (раздела) – Б3.1.2;
Взаимосвязь с другими дисциплинами
Курс "Фундаментальная и компьютерная алгебра" основывается на знании школьного курса математики.
Полученные знания могут быть использованы во всех без исключения общепрофессиональных дисциплинах, а также дисциплинах естественнонаучного цикла.
- КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ
В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):
ОК-19: значительными навыками самостоятельной работы с компьютером, программирования, использования методов обработки информации и алгоритмических методов решения базовых задач алгебры
В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
ПК-3: умением формулировать результат
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
основы абстрактной алгебры и ее компьютерной реализации
Уметь:
- применять теоретические знания при решении алгебраических задач;
- проводить анализ и обработку экспериментальных данных;
Владеть:
- основными приемами решения алгебраических задач
- СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС
4.1.1. Понятие группы, кольца и поля.
4.1.2 Поле комплексных чисел
4.1.3 Кольцо многочленов; деление многочленов с остатком; теорема Безу; кратность корня многочлена, ее связь со значениями производных; разложение многочлена на неприводимые множители над полями комплексных и действительных чисел.
4.1.4 Формулы Виета; наибольший общий делитель многочленов, его нахождение с помощью алгоритма Евклида; кольцо многочленов от нескольких переменных; симметрические многочлены.
4.1.5. Группа подстановок; четность подстановки; циклические группы; разложение группы на смежные классы по подгруппе; теорема Лагранжа.
4.1.6 Системы линейных уравнений; свойства линейной зависимости; ранг матрицы; определители, их свойства и применение к исследованию и решению систем линейных уравнений; кольцо матриц и группа невырожденных матриц.
4.1.7 Векторные пространства; базис и размерность; подпространства; сумма и пересечение подпространств; прямые суммы; билинейные и квадратичные формы; приведение квадратичной формы к нормальному виду; закон инерции; положительно определенные квадратичные формы; критерий Сильвестра; ортонормированные базисы и ортогональные дополнения; определители Грамма и объем параллелепипеда.
4.1.8 Линейные операторы; собственные векторы и собственные значения; достаточные условия приводимости матрицы линейного оператора к диагональному виду; понятие о жордановой нормальной форме; самосопряженные и ортогональные (унитарные) операторы; приведение квадратичной формы в евклидовом пространстве к каноническому виду.
4.3. ТРУДОЕМКОСТЬ И ФОРМИРУЕМЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 часов): Дисциплина приходится на третий семестр. Распределение трудоемкости по видам занятий представлено в табл. 1.
Таблица 1
№ п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||
Лек. | Практ. | СРС | |||||
1 | 4.1.1 | 3 | 1 | 2 | 2 | 4 | В семестре выполняются контрольные работы с оценками, учитываемыми в рейтинг контроле. Выдаются типовые расчеты |
2 | 4.1.1 | 2 | 2 | 2 | 4 | ||
3 | 4.1.2 | 3 | 2 | 2 | 4 | ||
4 | 4.1.2 | 4 | 2 | 2 | 4 | ||
5 | 4.1.3 | 5 | 2 | 2 | 6 | ||
6 | 2 | 2 | 4 | Рейтинг контроль №1 | |||
6 | 4.1.3 | 7 | 2 | 2 | 6 | | |
8 | 2 | 2 | 4 | | |||
7 | 4.1.4 | 9 | 2 | 2 | 4 | | |
8 | 4.1.5 | 10 | 2 | 2 | 6 | | |
9 | 4.1.6 | 11 | 2 | 2 | 4 | Рейтинг контроль №2 | |
12 | 2 | 2 | 4 | | |||
10 | 4.1.7 | 13 | 2 | 2 | 6 | | |
14 | 2 | 2 | 4 | | |||
15 | 2 | 2 | 4 | | |||
16 | 2 | 2 | 4 | Рейтинг контроль №3 | |||
11 | 4.1.8 | 17 | 2 | 2 | 4 | | |
Всего часов в 3 семестре | | | 34 | 34 | 76 | ЭКЗАМЕН |
Матрица соотнесения разделов учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных компетенций представлена в табл. 2
Таблица 2
Разделы дисциплины | Колич. часов (аудит.) | Компетенции | ||||||||||
ОК-19 | | | | | ПК-3 | | | | | Σ ( общее количество компетенций ) | ||
4.1.1 | 8 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.2 | 8 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.3 | 8 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.4 | 8 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.5 | 8 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.6 | 10 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.7 | 10 | + | | | | | + | | | | | 2 |
4.1.8 | 8 | + | | | | | + | | | | | 2 |
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
- Активные и интерактивные формы обучения
С целью формирования и развития профессиональных навыков студентов в учебном процессе используются активные и интерактивные формы проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой: (контрольные аудиторные работы, индивидуальные домашние работы). Объем занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет 4 часов консультационных занятий (вне расписания), контрольные работы 2 часов на практических занятиях.
- Самостоятельная работа студентов
Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов включает закрепление теоретического материала при подготовке к выполнению контрольных заданий, а также при выполнении индивидуальной домашней работы. Основа самостоятельной работы - изучение литературы по рекомендованным источникам и конспекту лекций, решение выданных преподавателем практики задач.
- Мультимедийные технологии обучения
Некоторые из лекционных и практических занятий проводятся в виде презентаций в мультимедийной аудитории с использованием компьютерного проектора.
Студентам предоставляется компьютерный курс лекций. Компьютерные технологии используются для оформления типовых расчетов.
- Лекции приглашенных специалистов
В рамках учебного курса «Фундаментальная и компьютерная алгебра» предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных университетов
- Рейтинговая система обучения
Рейтинг-контроль проводится три раза за семестр. Он предполагает оценку суммарных баллов по следующим составляющим: баллы на контрольных занятиях; качество выполнения домашних типовых заданий. Баллы рейтинговой системы аттестации студентов по семестрам приведены в табл. 3.
Таблица 3
-
Семестр 3
Вид занятий
Число
часов
Рейтинг
Баллы (макс.)
1
2
3
Контрольные
2
40
Типовые расчеты
4
20
Рейтинг-контроль
-
20
20
20
60
Экзамен
-
-
-
-
40
Всего
100
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Экзаменационные билеты и задачи
Вопросы к экзамену
1. Понятие группы, кольца и поля.
2 Поле комплексных чисел
3 Кольцо многочленов; теорема Безу; кратность корня многочлена; разложение многочлена на неприводимые множители.
4 Формулы Виета;
5 Кольцо многочленов от нескольких переменных; симметрические многочлены.
6. Группа подстановок; теорема Лагранжа.
7. Системы линейных уравнений;
8. Определители, их свойства и применение.
9. Векторные пространства; базис и размерность
10. Квадратичные формы; критерий Сильвестра;
11. Ортонормированные базисы и ортогональные дополнения; определители Грамма и объем параллелепипеда.
12. Линейные операторы; собственные векторы и собственные значения; достаточные условия приводимости матрицы линейного оператора к диагональному виду.
6.2 Тесты для проверки остаточных знаний по дисциплине
Тест 1
- Из скольких элементов состоит множество
a) 1 : б) 2; в) 3; г) 4
- Дана рекуррентная формула и значения . Найти
а) 1; б) -1 : в) 0; г) -5
- Сколько всех подмножеств в множестве ?
а) 4; б) 10; в) 16 : г) 32 - Сколько всех двухэлементных подмножеств в множестве ?
а) 4; б) 10; в) 6 : г) 8 - Если , то
а) -- подмножество мн-ва ; б) -- подмножество мн-ва A : в) это невозможное равенство; г) это всегда так
- Дать оценку истинности утверждения
а) это верно всегда : б) это верно только для простых ; в) это ложное утверждение
- Дать оценку истинности утверждения «»
а) это верно всегда; б) это верно для неотрицательных чисел: в) это верно для чисел из отрезка [0;1]
Числовая система
- Определить, какое из данных чисел является иррациональным числом
1) ; 2) ; 3) ; 4) .
- Определить, какое из данных чисел является целым числом
1) - 4; 2) 0,1; 3) - 7 4) 5,(91).
- Остаток от деления 100 на 13 равен
а) 1, б) 3, в) 5, г) 9
- НОД(36; 24)=…….. а) 12, б) 18, в) 6, г) 24
- Натуральные числа и взаимно просты, если а) одно из них простое, б) оба они простые, в) у них нет общих делителей, г) НОД(n,m)=1
- Число а) целое, б) рациональное, в) иррациональное, г) натуральное
Тест 2. Системы. Матрицы. Определители
- Система несовместна при равном
а) -2: б) 2; в) 0; г) 4
- Сколько главных неизвестных может быть в системе 3х3 с ненулевыми коэффициентами при неизвестных?
а) 3; б) от 1 до 3: в) 1; г) 0
- Найти сумму элементов на главной диагонали матрицы
а) 2; б) 4; в) 7; г) 14:
- Найти определитель матрицы
а) -5; б) 5; в) -125: г) 125
- Определитель равен 0 при равном
а) 0; б) ± 2,± 3; в) 2, 3 : г) -2,-3
- Однородная линейная система состоит из пяти уравнений и в нее входит шесть неизвестных. Тогда она
а) имеет только нулевое решение; б) имеет бесконечно много решений: в) такой системы не может быть
- Определитель матрицы, обратной к матрице равен
а) -4; б) 1/4; в) -1/4: г) 1/3
- Пусть – матрицы 3х3, -- неизвестная матрица 3х3. Уравнение имеет единственное решение, если
а) : б) ; в) всегда; г) никогда
- В матрице 4х4 поменяли циклически строки (первую на 2-ое место, вторую на 3-е место и т. д.) Тогда определитель матрицы
а) не измениться; б) станет равным 0; в) поменяет знак: г) станет обратным
- В матрице третьего порядка каждый элемент умножили на . Как измениться определитель?
а) не измениться: б) умножиться на 8; в) умножится на 2; г) уменьшится в 8 раз
7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебники
Д. Кокс, Дж. Литл, Д. О’Ши. Идеалы, многообразия и алгоритмы. М., Мир, 2000
Владимирский Б.М., Горстко А.Б., Ерусалимский Я.М. Математика. Общий курс., СПб, Издательство «Лань», 2002.—960 с.
Ильин, Владимир Александрович. Линейная алгебра : учебник для вузов / В. А. Ильин, Э. Г. Позняк .— 2-е изд. — Москва : Наука, 1978 .— 302 с.
Бугров, Яков Степанович. Высшая математика : учебник для вузов по инженерно-техническим специальностям : в 3 т. / Я. С. Бугров, С. М. Никольский .— 8-е изд., стер. — Москва : Дрофа, 2006 .— Т. 1: Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии .— 2006 .— 284 c.
Кострикин А.И. Введение в алгебру. М., Наука, 1977
Дубровин Н.И. Конспект по алгебре. Владимирский гос. университет.— Владимир : ВлГУ, 1997 .— 64 с..
Задачники
Бугров, Яков Степанович. Сборник задач по высшей математике : учебник для инженерно-технических специальностей вузов / Я. С. Бугров, С. М. Никольский .— Изд. 3-е .— Москва : Физматлит, 2001 .— 300 c.
Данко, Павел Ефимович. Высшая математика в упражнениях и задачах : в 2 ч. / П. Е. Данко, А. Г. Попов, Т. Я. Кожевникова .— 6-е изд. — Москва : Оникс 21 век : Мир и Образование, 2003. Ч. 1 .— 2003 .— 304 с.
Пособия
Выгодский, Марк Яковлевич. Справочник по высшей математике / М. Я. Выгодский .— Изд. 14-е .— Москва : Джангар : Большая медведица, 2001 .— 863 c. : ил .— Алф. указ.: с.845-863 .
Дубровин, Николай Иванович. Задания к типовым расчетам по математике / Н. И. Дубровин ; Владимирский политехнический институт (ВПИ). Кафедра высшей математики .— Владимир : ВПИ, 1993 .— 64 с..
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Материально-техническое обеспечение дисциплины включает:
- кафедральные мультимедийные средства (ауд. 230-3);
- электронные записи лекций;
- оборудование специализированной лаборатории (230-3);
- компьютеры со специализированным программным обеспечением виртуальных приборов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению «Радиотехника» и профилям подготовки бакалавров «Радиотехника» и «Радиофизика».
Автор: профессор каф. АиГ _________________ Дубровин Н.И.
Рецензент: _______________
Программа одобрена на заседании каф. АиГ
Протокол № ___________ От ___________________
Программа переутверждена:
на____________учебный год, протокол №__________от ______________
Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________
Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________
Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________