Плющ О.Б. Высшая математика. Курс лекций. Часть I. Элементарная математика, аналитическая геометрия, линейная алгебра - файл n1.doc
Плющ О.Б. Высшая математика. Курс лекций. Часть I. Элементарная математика, аналитическая геометрия, линейная алгебраскачать (2537 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc
А
кадемия управления
при Президенте Республики Беларусь
Система открытого образованияО.Б. Плющ
Высшая математика Курс лекций Часть I 2-изданиеЭлементарная математика Аналитическая геометрия Линейная алгебра Минск 2004 УДК 51
Б


БК 22.1
П40
Серия основана в 2001 году
Рекомендовано к изданию Комиссией по приемке и аттестации электронных версий учебных и учебно-методических материалов Академии управления при
Президенте Республики Беларусь.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Академии управления при Президенте Республики Беларусь.
Плющ О.Б. П40 Высшая математика. Курс лекций.Часть I. Элементарная мате-
матика, аналитическая геометрия, линейная алгебра. 2-е издание /
Плющ О.Б. – Мн.:Академия управления при Президенте Республики Беларусь, 2004. – 168 с.
ISBN 985-457-270-6 (ч.I)
ISBN 985-457-274-9
Курс лекций предназначен для студентов системы открытого образования Академии управления при Президенте Республики Беларусь, обучающихся по специальности "Государственное управление и экономика".
УДК 51
Б


БК 22.1
ISBN 985-457-270-6 (ч.I) | | Плющ О.Б., 2004 |
ISBN 985-457-274-9 | | Академия управления при Президенте Республики Беларусь, 2004 |
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
Лекция 1. Основы математической логики 8
Высказывания и логические связки 10
Контрольные вопросы к лекции №1 13
ТЕМА 1. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ МАТЕМАТИКА 14
Лекция 2. Элементы теории множеств 14
Основные понятия 14
Основные операции над множествами 16
Отображения 20
Отношения эквивалентности и упорядоченности 23
Контрольные вопросы к лекции №2 24
Лекция 3. Числовые множества 26
Основные понятия 26
Соединения. Бином Ньютона 28
Комплексные числа 30
Операции над комплексными числами 32
Формула Муавра. Извлечение корня из комплексного числа 36
Контрольные вопросы к лекции №3 38
ТЕМА 2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ 40
Лекция 4. Векторы 40
Основные понятия 40
Линейные операции над векторами 42
Проекция вектора на ось 44
Линейная зависимость векторов 44
Базис. Координаты вектора в базисе 47
Декартовы прямоугольные координаты в пространстве. Координаты точек. Координаты векторов. Деление отрезка в данном отношении 48
Направляющие косинусы 51
Скалярное произведение 52
Векторное произведение 53
Смешанное произведение 57
Контрольные вопросы к лекции №4 58
Лекция 5. Прямая 60
Основные понятия 60
Взаимное расположение прямых 62
Контрольные вопросы к лекции №5 64
Лекция 6. Плоскость 65
Основные понятия 65
Нормальное уравнение плоскости 67
Взаимное расположение плоскостей 68
Контрольные вопросы к лекции №6 69
Лекция 7. Кривые второго порядка 70
Уравнение фигуры 70
Эллипс 71
Гипербола 76
Парабола 79
Исследование на плоскости уравнения второй степени 80
Контрольные вопросы к лекции №7 82
ТЕМА 3. ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА 83
Лекция 8. Понятие евклидова пространства 83
N-мерные векторы 83
Коллинеарные векторы 85
Размерность и базис векторного пространства 87
Контрольные вопросы к лекции №8 90
Лекция 9. Матрицы 91
Основные понятия 91
Операции над матрицами 92
Определитель матрицы 94
Ранг матрицы 98
Обратная матрица 102
Контрольные вопросы к лекции №9 104
Лекция 10. Понятие линейного оператора 105
Переход к новому базису 105
Линейное преобразование переменных 106
Собственные значения и собственные вектора матриц 107
Контрольные вопросы к лекции №10 110
Лекция 11. Многочлены 111
Основные понятия 111
Теорема о делении с остатком 112
Теорема Безу 112
Контрольные вопросы к лекции №11 116
Лекция 12. Квадратичные формы 117
Понятие квадратичной формы 117
Канонический базис квадратичной формы 119
Положительно и отрицательно определенные квадратичные формы 124
Применение квадратичных форм к исследованию кривых второго прядка 127
Контрольные вопросы к лекции №12 129
Лекция 13. Системы линейных уравнений 130
Основные понятия 130
Критерий совместности системы линейных уравнений 132
Правило Крамера решения систем линейных уравнений 132
Метод Гаусса 134
Однородные системы уравнений 135
Разрешенные системы линейных уравнений 136
Контрольные вопросы к лекции №13 139
Лекция 14. Основы линейного программирования 140
Линейное программирование 140
Задача линейного программирования 142
Приведение общей задачи линейного программирования к канонической форме 144
Множества допустимых решений 147
Опорное решение задачи линейного программирования, его взаимосвязь с угловыми точками 149
Теория двойственности 160
Теоремы двойственности 165
Контрольные вопросы к лекции 14 167
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ 168
ЛИТЕРАТУРА 170
ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1. Основы математической логики
Основные понятия: доказательное рассуждение; правдоподобное рассуждение; математическая индукция; обобщение; специализация; аналогия; логическая связка; отрицание; дизъюнкция; конъюнкция; импликация; эквиваленция. Легкость математики основана на возможности чисто логического ее построения, трудность, отпугивающая многих, – на невозможности иного изложения.
(
Хуго Штейнгаус)
Знания за пределами математики и доказательной логики состоят из предположений. Предположения, составляющие математические знания, закрепляются доказательными рассуждениями и подкрепляются правдоподобными рассуждениями. Математическое доказательство является доказательным рассуждением, косвенные улики юриста, индуктивные доводы физика, статистические доводы экономиста относятся к правдоподобным рассуждениям. Доказательное рассуждение надежно, неоспоримо, окончательно. Правдоподобное рассуждение рискованно, спорно, условно.
Доказательное рассуждение имеет жесткие стандарты, кодифицированные и выясненные логикой, являющейся теорией доказательных рассуждений. Стандарты правдоподобных рассуждений текучи и нет никакой теории таких рассуждений, которая могла бы сравниться с доказательной логикой или обладала бы сравнимой с ней согласованностью.
Доказательные рассуждения. Все новые знания о мире связаны с правдоподобными рассуждениями.
Доказательное рассуждение и правдоподобное рассуждение не противоречат друг другу; они, напротив, друг друга дополняют.
В строгом рассуждении главное – отличать доказательство от догадки, обоснованное доказательство от необоснованной попытки.
В правдоподобном рассуждении главное – отличать одну догадку от другой, более разумную догадку от менее разумной.
Часто математические утверждения касаются бесконечного множества объектов, и перебрать эти объекты невозможно. Такой перебор можно заменить следующим методом рассуждения: если данное утверждение истинно в одном случае, то оно окажется истинным и в следующем за ним случае, а значит и во всех случаях. Такой метод рассуждения называется методом
математической индукции.
Обобщение есть переход от рассмотрения данного множества предметов к рассмотрению большего множества, содержащего данное. Обобщение часто делается при переходе от одного предмета к целому классу, содержащему этот предмет.
Специализация есть переход от рассмотрения данного множества предметов к рассмотрению меньшего множества, содержащегося в данном. Специализация часто производится при переходе от целого класса предметов к одному предмету, содержащемуся в этом классе.
Аналогия. Две системы аналогичны, если они согласуются в ясно определенных отношениях соответствующих частей. Это отношение имеет ясный смысл, если отношения управляются одними и теми же законами.
Далее приводятся некоторые основные факты математической логики, которую еще называют формальной логикой. Формальной потому, что она позволяет проверить правильность рассуждений независимо от их содержания. Цепочки рассуждений в совершенно разных областях математики и других наук можно одинаково описать на языке логики и убедиться в их справедливости или ошибочности.
Академия управления при Президенте Республики Беларусь