- •Введение
- •Матрицы и операции над ними
- •. Понятие матрицы
- •Матрицы и одинакового размера называются равными, если попарно равны их соответствующие элементы .
- •1.2. Линейные операции над матрицами
- •1.2.1. Сумма матриц
- •Свойства операции суммирования матриц
- •1.2.2. Умножение матрицы на действительное число
- •Свойства произведения матрицы на число
- •1.2.3. Транспонирование матриц
- •1.3. Умножение матриц
- •1.4. Свойства произведения матриц
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Определители
- •Операции над определителями
- •Пусть дана матрица
- •2.2. Основные свойства определителя
- •2.3. Ранг матрицы
- •Матрица (2.5) имеет ступенчатый вид , где , * - некоторые числа.
- •2.4. Вычисление обратной матрицы
- •3.1. Общий вид и свойства системы уравнений
- •3.2. Матричная форма системы уравнений
- •3.3. Метод обратной матрицы и теорема Крамера
- •3.4. Метод Гаусса Суть метода Гаусса в том, чтобы с помощью элементарных преобразований матриц получить матрицу вида:
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4. Векторная алгебра
- •4.1. Понятие вектора
- •4.2. Линейные операции над векторами
- •4.2.1. Операция сложения векторов
- •Свойства операции сложения векторов
- •4.3. Линейная зависимость и линейная независимость векторов на плоскости и в пространстве
- •4.4. Базис на плоскости и в пространстве. Разложение по базису. Проекция вектора на ось и ее свойства
- •Линейные свойства проекций
- •4.5. Декартова прямоугольная система координат
- •4.6. Формулы деления отрезка в данном отношении р ассмотрим в пространстве две точки и и прямую, определяемую этими точками.
- •4.7. Произведение векторов: скалярное, векторное, смешанное
- •4.7.1. Скалярное произведение
- •Теорема. Два ненулевых вектора и составляют острый (тупой) угол тогда и только тогда, когда их скалярное произведение положительно (отрицательно). Алгебраические свойства скалярного произведения
- •4.7.2. Векторное произведение векторов
- •Алгебраические свойства векторного произведения
- •Выражение векторного произведения в декартовых координатах
- •4.7.3. Смешанное произведение трех векторов
- •Геометрический смысл
- •Пример 4.4. Упростить выражение .
- •Находим площадь треугольника
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5. Плоскость в пространстве
- •5.1. Общее уравнение плоскости
- •5.2. Уравнение плоскости в нормальном виде
- •5.3. Уравнение плоскости в отрезках
- •5.4. Уравнение плоскости, проходящей через три точки
- •5.5. Угол между двумя плоскостями. Условия параллельности и перпендикулярности плоскостей
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6. Прямая на плоскости
- •6.1. Общее уравнение
- •6.2. Каноническое уравнение прямой
- •6.3. Параметрическое уравнение прямой
- •6.4. Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •6.5. Угол между двумя прямыми. Условие параллельности и перпендикулярности двух прямых
- •6.5.1. Прямые заданы общими уравнениями
- •6.5.2. Прямые заданы каноническими уравнениями
- •6.5.3. Прямые заданы уравнениями с угловым коэффициентом
- •Вопросы для самопроверки
- •7.4.Угол между прямыми в пространстве. Условие параллельности и перпендикулярности прямых. Расстояние от точки до прямой.
- •7.5. Условие принадлежности двух прямых к одной плоскости
- •7.6. Угол между прямой и плоскостью. Условия параллельности и перпендикулярности прямой и плоскости
- •7.7. Условие принадлежности прямой к плоскости. Пересечение прямой и плоскости
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •8. Кривые второго порядка: окружность, эллипс, гипербола, парабола
- •8.1. Каноническое уравнение эллипса, окружности
- •8.2. Каноническое уравнение гиперболы
- •8.3. Каноническое уравнение параболы
- •8.4.Эксцентриситет эллипса и гиперболы
- •8.5. Директрисы эллипса, гиперболы
- •8.5.1. Директрисы эллипса
- •8.5.2. Директрисы гиперболы
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •9. Преобразование систем координат
- •10. Приведение общего уравнения кривой второго порядка к каноническому виду
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •11. Полярные координаты
- •Вопросы для самопроверки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Лр № 0668515 от 25.08.99. Подписано к изданию 18.03.02.
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Вопросы для самопроверки
Что называется центром линии второго порядка?
Каково условие наличия центра у кривой второго порядка?
Из какого условия получается уравнение для нахождения угла поворота системы координат?
Является ли гипербола нецентральной кривой второго порядка?
Какую кривую можно привести в качестве примера нецентральной кривой второго порядка?
Задачи для самостоятельного решения
Уравнение привести к каноническому виду путем преобразования систем координат.
Ответ.
Уравнение привести к каноническому виду путем преобразования систем координат.
Ответ.
Уравнение привести к каноническому виду путем преобразования систем координат.
Ответ.
11. Полярные координаты
Полярная система координат задается точкой О, которая называется полюсом, лучем Ор, называемым полярной осью. С лучем Ор связан единичный вектор того же направления. Возьмем произвольную точку М на плоскости. Положение этой точки задается двумя числами, называемыми полярными координатами: расстоянием от полюса О до точки М и углом , образованным отрезком ОМ с полярной осью, при этом отсчет угла ведется от полярной оси против часовой стрелки.
Число называется полярным радиусом и может меняться на промежутке [ 0, ). Угол называется полярным углом и принимает значения на промежутке [0,2 ).
Для установления связи между прямоугольными и полярными координатами совместим полюс О с началом координат системы хОу , а полярную ось – с положительной полуосью Ох. Пусть х и у будут прямоугольными координатами точки М, а и - ее полярными координатами.
Из рисунка видно, что прямоугольные координаты точки М с вязаны с полярными координатами следующим образом:
(11.1)
Полярные координаты точки М выражаются через декартовы координаты формулами:
(11.2)
Пример 11.1. Записать в декартовых координатах уравнение линии , заданной в полярной системе координат, определить ее тип и сделать чертеж.
Решение. Воспользуемся формулами связи декартовых и полярных координат (11.1)
, , .
Получим
или .
Возведение в квадрат обеих частей дает равенство
.
Выделяя полный квадрат, имеем
.
Разделив обе части уравнения на , получаем каноническое уравнение гиперболы, смещенной по оси Ох на влево.
.
Вопросы для самопроверки
1. Как образуется система полярных координат?
2. В каких пределах меняются полярный радиус и полярный угол?
3. Какими соотношениями связаны декартовы прямоугольные координаты и полярные координаты произвольной точки?
Задачи для самостоятельного решения
1. Записать в декартовых координатах уравнение линии .
Ответ.
2. Записать в полярных координатах уравнение линии
Ответ.
3. Записать в полярных координатах уравнение лемнискаты и указать, в каких пределах изменяется полярный угол в уравнении кривой.
Ответ.