Что надо знать из элементарной математики (школьного курса) для изучения «Линейной алгебры и аналитической геометрии» 1. Латинский алфавит. A, a а B, b бэ C, c цэ D, d дэ E, e э F, f эф G, g гэ (же) H, h ха (аш) I, i и J, j йот (жи) K, k ка L, l эль M, m эм N, n O, o P, p Q, q R, r S, s T, t U, u V, v W, w X, x Y, y Z, z эн о пэ ку эр эс тэ у вэ дубль-вэ икс игрек зэт 2. Греческой алфавит. Α, α альфа Β, β бэта Γ, γ гамма Δ, δ дэльта Ε, ε эпсилон Ζ, ζ дзэта Η, η эта Θ, θ тэта Ι, ι йота Κ, κ каппа Λ, λ ламбда Μ, μ мю(ми) Ν, ν Ξ, ξ Ο, ο Π, π Ρ, ρ Σ, ς Τ, σ Φ, φ Υ, υ Χ, χ Ψ, ψ Ω, ω ню(ни) кси омикрон пи ро сигма тау фи юпсилон хи пси омега 3. Типы числовых множеств. 1,2,3, — множество натуральных чисел; Z 0,1,2,3, — множество целых чисел; Q – множество рациональных чисел, т.е. чисел, представимых в виде дроби m , где n N , m Z . n J — множество иррациональных чисел, т.е. чисел, не представимых в виде m дроби , где n N , m Z . Например, 2 , 15 , 3,14 , e 2,72 и др. n R – множество действительных чисел (вещественных чисел). [a, b] – числовой отрезок; (a, b) – числовой интервал; a, – луч с вершиной в точке а; , b – луч с вершиной в точке b; a, b , a, b – полуинтервал; ; – числовая ось (координатная ось) – это прямая, на которой выбрано начало отсчета, точка 0, масштаб и положительное направление 0 x . 0 x 1 4. Некоторые математические обозначения. = равно ≠ не равно ≈ приближенно равно > больше < меньше ≥ не меньше ≤ не больше o пустое множество ! факториал (5!=1*2*3*4*5=120) || параллельно перпендикулярно принадлежит не принадлежит число «пи» – отношение длины окружности к диаметру; 3,14 const постоянная ∑ сумма ∏ произведение % процент 5. Абсолютная величина (модуль) действительного числа x: x, если x 0, x x, если x 0. 7 7; 3 (3) 3 ; 1 2 1 2 ; Например: 1 2 (1 2 ) 1 2 2 1 ; x 3, если x 3, x3 x 3, если x 3. x 3, если x 3 0, x3 ( x 3), если x 3 0, или 6. Средние величины. Средним арифметическим n чисел x1 , x2 , xn называют величину x x2 xn . xa 1 n Средним геометрическим n чисел x1 , x2 , xn называют x Г n x1 x2 xn . Средним квадратическим n чисел x1 , x2 , xn называют x12 x22 xn2 . 7. Положительные и отрицательные числа и действия над ними. а) При сложении чисел с одинаковыми знаками абсолютные величины их складываются и ставится общий знак; если у слагаемых разные знаки, то из большей абсолютной величины вычитается меньшая и ставится знак числа с большей абсолютной величиной. Примеры: (5) (3) 5 3 8 ; (5) (3) 5 3 8 ; (5) (3) 5 3 2 ; (5) (3) 5 3 2 . б) Два числа, отличающиеся друг от друга только знаком, называются противоположными. Например, 5 и (-5), -3 и 3. в) Сумма двух противоположных чисел равна нулю. Например, 5+(–5)=0; (–3)+3=0. г) Между множеством действительных чисел и точками координатной (числовой) прямой существует взаимно однозначное соответствие, т.е. каждому числу из R соответствует единственная точка числовой прямой и наоборот, каждой точке числовой оси соответствует единственное число из R. Поэтому из двух чисел то больше, которое на числовой прямой расположено правее. Следовательно: 1) всякое положительное число больше нуля и больше отрицательного числа; 2) всякое отрицательное число меньше нуля; 3) из двух отрицательных чисел больше то, модуль которого меньше. Например: 5 0 , 5>–3; –3>0; –3,8-5,1. д) Чтобы вычесть из числа a число b , достаточно к уменьшаемому a прибавить число, противоположное вычитаемому b , т.е. a b a (b) . Примеры: (5) (3) 5 (3) 5 3 2 ; (5) (3) 5 (3) 5 3 2 ; (5) (3) 5 (3) 5 3 8 ; (5) (3) 5 (3) 5 3 8 . е) При умножении или делении чисел знаки произведения и частного определяются следующими правилами: Примеры: (5) (3) 15 ; (15) : (3) 5 ; (5) (3) 15 ; (15) : (3) 5 ; (5) (3) 15 ; (15) : (3) 5 ; (5) (3) 15 ; (15) : (3) 5 . ж) Если a b c , то a – первое слагаемое, b – второе слагаемое, c – их сумма. Если a b c , то a – уменьшаемое, b – вычитаемое, c – разность. Если a b c , то a – первый множитель, b – второй множитель, c – их произведение. Если a : b c , то a – делимое, b – делитель, c – частное. Если a 2b , то говорят, что a кратно двум; если a 3b , то a кратно трем и т.д.; если a nb , то a – кратно n . В частности 2n , где n N , является формулой четного числа, 2n 1 – формула нечетного числа. 8. Дроби и действия над ними. a Выражение вида , где b 0 , называют дробью; a – числитель, b – b знаменатель дроби. Если b 10 , b 100 , … b 10 n , n N , дробь называют десятичной. В противном случае – обыкновенной. Если a b , дробь называется правильной; если a b , то – неправильной. Если дробь неправильная, то путем деления числителя на знаменатель выделяют наибольшее целое число, содержащееся в неправильной дроби. В результате получают смешанную дробь. 3 4 21 Примеры: , , – правильные дроби обыкновенные; 8 9 75 3 4 21 0,3 ; 0,04 ; 0,021 – правильные десятичные 10 100 1000 дроби. 13 145 1280 , , – обыкновенные неправильные дроби, которые, 8 9 373 если выделить целую часть, можно записать, соответственно, в 5 1 161 виде 1 , 16 , 3 – смешанные обыкновенные дроби. 8 9 373 Операции над дробями: a c ac ; b b b a c ad cb ; b d bd a c ac ; b d bd a a aA ; A A b b b a c a d ad ; : b d b c bc a b Ab ; A: A b a a a a 1 a ; :A b b A bA a ac a b a b ; , c 0; b bc c c c a Ab a ; A b b a a Ab . A b b Десятичные дроби: 1) 1,3+24,58=25,88 2) 1,3-24,58=-23,28 3) 1,3*24,58=31,954 4) 3,133:1,3=31,33:13=2,41. a Ab a Обращение сложной дроби в неправильную: A . b b 3 9 5 3 45 3 48 3 19 5 3 95 3 98 Примеры: 9 ; 19 . 5 5 5 5 5 5 5 5 1 Если а – некоторое число (a 0) , то называется ему обратным. a Пример: 5 и (–5) – противоположные числа; 1 5 и – обратные числа. 5 Произведение двух обратных чисел всегда равно единице. 9. Решение простейших уравнений и неравенств. 10. Уравнение вида ax b 0 , где a и b –некоторые постоянные, называется линейным уравнением. Если a 0 , то это уравнение имеет единственное решение ax b ; b x . a Если a 0 , b 0 , то уравнение принимает вид 0 x b 0 или 0 x b x O , т.е. решений нет. Если a 0 , b 0 , то уравнение принимает вид 0 x 0 0 0 x 0 x R , т.е. уравнение имеет бесчисленное множество решений. Примеры: а) 2 x 3 4( x 1) 5 . Последовательно раскроем скобки, приведем подобные и найдем x: 2 x 3 4 x 4 5 ; 2 x 4 x 5 3 4 ; 6 x 12 ; x 2 . б) 2 x 3 2( x 1) 4( x 1) 7 2x 3 2x 2 4x 4 7 4 x 5 4 x 11 4 x 4 x 11 5 (4 4) x 6 0 x 6 , x O . в) 2 x 3 6( x 1) 4(1 x) 5 2x 3 6x 6 4 4x 5 4x 4x 9 9 (4 4) x 0 0x 0 , x R . 20. Неравенство вида ax b (или соответственно ax b ; ax b ; ax b ), где a и b – числа, называется линейным. b b Если a 0 , то решение неравенства иммеет вид x или x ; . a a b b Если a 0 , то x или x ; . a a Если a 0 , то неравенство принимает вид 0 x b . Поэтому, если b 0 , ; если b 0 , то x R . то x O 30. Уравнение вида ax2 bx c 0 , где a, b, с – некоторые числа ( a 0 ) называется квадратным. D b 2 4ac – дискриминант этого уравнения. b Если D 0 , то уравнение имеет два одинаковых корня x1 x2 . 2a b D b D Если D 0 , то уравнение имеет два корня x1 , x2 . 2a 2a Если D 0 , то действительных корней уравнение не имеет. 40.Неравенство ax2 bx c 0 (или ax2 bx c 0 ), где a, b, с – числа, причем a 0 , называется квадратным. Его можно решить методом промежутков (интервалов). Для этого квадратный трехчлен ax 2 bx c надо разложить на множители ax2 bx c a( x x1 )( x x2 ) , где x1 , x2 – корни уравнения ax2 bx c 0 . Затем решить неравенство a( x x1 )( x x2 ) 0 или ( a( x x1 )( x x2 ) 0 ). Примеры: 2 а) 2 x 5 x 2 0 . Найдем корни квадратного трехчлена 2 x 2 5x 2 : 5 9 53 53 8 ; x1 D 52 4 2 2 25 16 9 ; x1, 2 2 ; 22 4 4 4 53 2 1 x2 . 4 4 2 1 Разложим левую часть неравенства на множители: 2( x (2)) x 0 2 1 или ( x 2) x 0 . 2 Решим полученное неравенство методом промежутков: + + – -2 x -1/2 1 x ;2 ; 2 2 б) x 6 x 9 0 Левая часть неравенства есть полный квадрат: + x 32 + x ;3 3; x 3 в) x 2 25 x 2 25 0 ( x 5)( x 5) 0 + -5 x ;5 5; . – 5 + x 0 10. Векторы. Вектор – это направленный отрезок. Если точка А – начало, точка В – конец вектора, то его обозначают либо AB , либо a , либо b . Если точка А имеет координаты x A , y A , а точка В x B , y B , то координаты вектора AB находят по формулам x x B x A , y y B y A и записывают AB x B x A ; y B y A . Длиной или модулем вектора AB называется длина отрезка АВ. Она находится по формуле: AB xB x A 2 y A y B 2 . Если вектор a на плоскости в прямоугольной декартовой системе координат имеет координаты (a x , a y ) , то это означает, что a ax i a y j , где i , j – единичные векторы i j 1 , направленные вдоль осей Ox и Oy соответственно, причем они имеют общее начало в точке O и i j . Если a a1 ,a2 , b b1 ,b2 , то a b a1 b1 ; a2 b2 a b a1 b1 ; a2 b2 a a1 ; a2 , где – это число. Скалярным произведением a b векторов a и b называется число a b a b cos , Где φ – угол между векторами a и b . Если вектор a a1 ,a2 , b b1 ,b2 , то a b a1b1 a2b2 . Если a b , где – число, то векторы называются коллинеарными и обозначаются a || b . a a Если a || b , то 1 2 . b1 b2 Если ab , т.е. 90 0 , то a1b1 a2 b2 0 . Совершенно аналогично можно говорить о векторах, заданных в прямоугольной декартовой системе координат в пространстве.