Geum.ru

Российской Федерации " мати"

Вид материалаРабочая учебная программа

Содержание


Алгебра и геометрия
1. Цели и задачи дисциплины. ее
2. Содержание дисциплины
3. Практические занятия
4. Курсовые работы
Подобный материал:
Министерство образования Российской Федерации



“МАТИ” - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО

    "УТВЕРЖДАЮ"




    Проректор по учебной работе




    ___________ В. Ф. Мануйлов




    "____" _____________ 2001 г.






    Кафедра “Высшая математика”


    Рабочая учебная программа по дисциплине

    ^ АЛГЕБРА И ГЕОМЕТРИЯ


    Направление: 5528 “Информатика и вычислительная техника”

Специализации: “0кт – Космические телекоммуникации”, “0инт – Интернет технологии”

    Факультеты: № 2, № 3

Выпускающие кафедры: КТ, ИнТ

    Форма обучения: очная

    Часов всего по дисциплине: 140

    Цикл дисциплин: ЕНД


    Распределение времени студента по видам учебных занятий

    (часы аудиторных занятий / самостоятельная работа)



      Семестр

      1

      2

    По уч. плану (АР / СР )

      32/40

      32/36

    Лекции

      16/8

      16/8

    Практические занятия

      16/12

      16/8

    Лабораторные занятия





      Курсовая работа

      0/20

      0/20

      Форма контроля

      экзамен

      экзамен



    Москва 2001 год



Рабочая учебная программа по дисциплине “Алгебра и геометрия” составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта и учебному плану по направлению 5528 “Информатика и вычислительная техника”.



Программа составлена: проф., д.т.н. Жемерев А. В.

доц., к.ф.-м.н. Селиванов Ю. В.



Рабочая учебная программа рассмотрена кафедрой “Высшая математика” и одобрена 8 февраля 2001 г.



    Зав. кафедрой “Высшая математика”

    ____________ К. Ю. Осипенко



Рабочая учебная программа по дисциплине “Алгебра и геометрия” рассмотрена и признана соответствующей требованиям ГОС и учебному плану по направлению 5528 “Информатика и вычислительная техника”.



    Декан факультета № 2

    ____________ А. С. Чумадин


    Декан факультета № 3

    ____________ И. В. Суминов


    Программа согласована с НМО

    Учебного управления МАТИ

    ____________ В. М. Морозов


    ^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. ЕЕ

    МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ



Предметом изучения дисциплины являются основные понятия и методы аналитической геометрии и линейной алгебры. Целью преподавания дисциплины является обеспечение базовой математической подготовки специалистов в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта РФ и учебному плану по направлению 5528 “Информатика и вычислительная техника”. Основные задачи изучения дисциплины состоят, во-первых, в обучении студентов фундаментальным разделам высшей математики, формировании математического мировоззрения, развитии научного, логического мышления, необходимого в дальнейшей работе по специальности; во-вторых, в овладении студентами достаточным количеством математических методов, выработке твердых навыков построения математических моделей и умения провести вычислительный расчет.


    В результате изучения курса студент должен:
  • освоить основные теоретические методы дисциплины, используемые в инженерной практике или служащие для обоснования используемых на практике алгоритмов;
  • приобрести твердые навыки решения геометрических и алгебраических задач с доведением решения до практически приемлемого результата;
  • выработать начальные навыки математического исследования прикладных вопросов;
  • выработать умение самостоятельно разбираться в математическом аппарате, содержащемся в литературе, связанной со специальностью студента;
  • уметь при решении задач выбирать и использовать необходимые вычислительные методы и средства, а также таблицы и справочники.



    Учебные дисциплины, владение которыми необходимо для изучения данной дисциплины: курс математики средней школы.

    ^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

    1 СЕМЕСТР



Лекции - 16 часов, практические занятия - 16 часов.


ЛЕКЦИЯ 1. Определение матрицы. Определители второго и третьего порядков, их основные свойства. Миноры и алгебраические дополнения, разложение определителя по строке (столбцу). Методы вычисления определителей. Понятие об определителе n-го порядка.


ЛЕКЦИЯ 2. Системы линейных уравнений. Метод Гаусса. Правило Крамера.


    ЛЕКЦИЯ 3. Операции над матрицами, их свойства. Обратная матрица, ее вычисление. Матричная запись системы линейных уравнений. Решение матричных уравнений и линейных систем с помощью обратной матрицы.




    ЛЕКЦИЯ 4. Ранг матрицы. Теорема о ранге. Вычисление ранга матрицы.

    ЛЕКЦИЯ 5. Совместность систем линейных уравнений. Теорема Кронекера-Капелли. Фундаментальная система решений. Структура общего решения однородной системы линейных уравнений. Общее решение неоднородной системы линейных уравнений.

    ЛЕКЦИЯ 6. Векторы. Линейные операции над векторами. Проекция вектора на ось. Декартовы координаты векторов и точек.

    ЛЕКЦИЯ 7. Скалярное произведение векторов, его основные свойства, координатное выражение.

    ЛЕКЦИЯ 8. Векторное и смешанное произведение векторов, их основные свойства и геометрический смысл. Координатное выражение векторного и смешанного произведения. Условия коллинеарности и компланарности векторов.


    2 СЕМЕСТР

    Лекции - 16 часов, практические занятия - 16 часов.

    ЛЕКЦИЯ 1. Линии на плоскости и их уравнения. Прямая на плоскости. Различные формы уравнений прямой на плоскости. Угол между прямыми. Расстояние от точки до прямой.

    ЛЕКЦИЯ 2. Общее уравнение плоскости, его исследование. Уравнение плоскости, проходящей через заданную точку перпендикулярно заданному вектору. Уравнение плоскости, проходящей через три заданные точки. Угол между плоскостями. Расстояние от точки до плоскости.

    ЛЕКЦИЯ 3. Канонические и параметрические уравнения прямой в пространстве. Уравнение прямой, проходящей через две заданные точки. Общие уравнения прямой в пространстве, приведение к каноническому виду. Угол между прямой и плоскостью, между двумя прямыми.

    ЛЕКЦИЯ 4. Линейные преобразования координат. Собственные векторы и собственные числа матрицы, их свойства. Характеристический многочлен матрицы, его свойства.

    ЛЕКЦИЯ 5. Квадратичные формы и их связь с симметричными матрицами. Свойства собственных векторов и собственных чисел симметричной матрицы. Приведение квадратичной формы к каноническому виду.

    ЛЕКЦИЯ 6. Кривые второго порядка. Эллипс, гипербола и парабола, их свойства и канонические уравнения.

    ЛЕКЦИИ 7. Приведение уравнения второго порядка к каноническому виду. Классификация кривых второго порядка на плоскости.

    ЛЕКЦИЯ 8. Поверхности второго порядка. Канонические уравнения основных поверхностей второго порядка: эллипсоиды, гиперболоиды и параболоиды. Понятие о классификации поверхностей второго порядка.


    ^ 3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ


    1 СЕМЕСТР

    ЗАНЯТИЕ 1. Вычисление определителей второго и третьего порядков. Вычисление определителей с помощью их свойств.



ЗАНЯТИЕ 2. Решение систем линейных уравнений методом Гаусса и по правилу Крамера. Выдача КР 1.


    ЗАНЯТИЕ 3. Операции над матрицами. Обратная матрица.

    ЗАНЯТИЕ 4. Решение матричных уравнений и линейных систем с помощью обратной матрицы. Нахождение ранга матрицы.

    ЗАНЯТИЯ 5. Нахождение общих решений однородных и неоднородных систем.



ЗАНЯТИЕ 6. Векторы. Действия над векторами. Координаты вектора. Скалярное произведение векторов.


    ЗАНЯТИЯ 7-8. Векторное и смешанное произведения векторов. Прием КР 1.


    2 СЕМЕСТР

    ЗАНЯТИЕ 1. Прямая на плоскости. Выдача КР 2.

    ЗАНЯТИЕ 2. Уравнения плоскости в пространстве.

    ЗАНЯТИЕ 3. Прямая в пространстве. Взаимное расположение прямой и плоскости.

    ЗАНЯТИЕ 4. Собственные числа и собственные векторы матрицы.

    ЗАНЯТИЕ 5. Приведение квадратичной формы к каноническому виду.

    ЗАНЯТИЕ 6. Кривые второго порядка. Эллипс, гипербола и парабола.



ЗАНЯТИЕ 7. Приведение уравнения кривой второго порядка к каноническому виду.



    ЗАНЯТИЕ 8. Поверхности второго порядка. Прием КР 2.


    ^ 4. КУРСОВЫЕ РАБОТЫ


    Помимо времени, предусмотренного студенту для подготовки к лекционным и практическим занятиям, в каждом семестре предполагается выполнение курсовых работ. Курсовые работы должны способствовать овладению студентами навыками самостоятельной работы и реализации индивидуального творческого мышления по основным темам курса "Геометрия и алгебра". Каждая курсовая работа содержит теоретические упражнения и расчетную часть - задачи. Теоретические упражнения являются общими для всех студентов, задачи - для каждого студента группы индивидуальные.

    Контроль за выполнением курсовой работы проводится в два этапа.

    1). Предварительная проверка правильности письменного решения теоретических упражнений и задач;

    2). Защита курсовой работы (возможна в двух вариантах, устном или письменном).

    1 СЕМЕСТР

    КР 1. Системы линейных уравнений, векторная алгебра. [1], часть 1, задачи 1, 2; [11], гл. IX, задачи 1-6; гл. X, задачи 1-3.



Цель задания - приобретение студентом навыков применения методов векторной алгебры и теории систем линейных уравнений для решения прикладных задач.



    2 СЕМЕСТР

    КР 2. Аналитическая геометрия и линейная алгебра. [1], часть 2, задачи 1, 2; [11], гл. IX, задачи 7-10, 12-14; гл. Х, задачи 4, 9-12.

    Цель задания - освоение студентом методики применения методов аналитической геометрии и линейной алгебры для решения прикладных задач.

    ЛИТЕРАТУРА



1. Амукова Н.П., Гуторина Т.А., Селиванов Ю.В. Линейная алгебра и аналитическая геометрия на плоскости. Методические указания к домашнему заданию по высшей математике. М., МАТИ, 1989.

    2. Беклемишев Д. В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. М., Наука, 1984.

    3. Бугров Я.С., Никольский С.М. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии. М., Наука, 1984.

    4. Бугров Я.С., Никольский С.М. Высшая математика. Задачник. М., Наука, 1982.

    5. Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. Часть 1. М.., Высшая школа, 1980.

    6. Ефимов Н. В. Краткий курс аналитической геометрии. М., Наука, 1969.

    7. Ефимов Н. В. Квадратичные формы и матрицы. М., Наука, 1975.

8. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия. М., Наука, 1999.

9. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра. М., Наука, 1983.

    10. Клетеник Д. В. Сборник задач по аналитической геометрии. М., Наука, 1975.

    11. Кузнецов Л.А. Сборник заданий по высшей математике (типовые расчеты). М., Высшая школа, 1994.

    12. Сборник задач по математике для втузов. В 4-х частях. Ч. 1. Линейная алгебра и основы математического анализа. Под ред. А.В. Ефимова, Б.П. Демидовича. М., Наука, 1993.

13. Титаренко В.И. Аналитическая геометрия. Графики функций. Методические указания к выполнению курсового задания студентами 1 курса по системе РИТМ. М., МАТИ, 1991.