МОУ «Никифоровская средняя общеобразовательная школа №1».
Алгебра матриц
Программа элективного курса для предпрофильной подготовки учащихся 9-го класса по математике.

Составила учитель математики
Муравьева Инна Николаевна
Р.п. Дмитриевка-2007
Программа курса. Пояснительная записка. Основная функция курсов по выбору в системе предпрофильной подготовки по математике - выявление средствами предмета математики направленности личности. Её профессиональных интересов. С этой точки зрения курсы, расширяющие базовый курс по математике, дают возможность познакомиться учащимся с интересными, нестандартными вопросами.
Задачи, предлагаемые в данном курсе, увлекательны и часто не просты в решении, что позволяет повысить учебную мотивацию учащихся и проверить свои способности к математике. Вместе с тем, содержание курса позволяет ученику любого уровня активно включиться в учебно-познавательный процесс и максимально проявить себя: занятия могут проводиться на высоком уровне сложности, но включать в себя вопросы, доступные и интересные всем учащимся. I.Организационно-методический раздел. Цель курса: познакомить учащихся с матричной символикой и основными понятиями алгебры матриц, а также научить их уверенно оперировать с матрицами как объектами более общего характера по сравнению с числами и функциями, развить прикладной аспект аппарата алгебры матриц. Место курса в системе предпрофильной подготовки.
Вопросы, рассматриваемые в курсе, выходят за рамки обязательного содержания. Этот курс является базой для изучения последующих спецкурсов по циклу «Прикладная математика». Более того, он полезен уже на первых курсах в институтах при изучении теории линейных электрических цепей, радиоэлектроники, экономики. Работа с матрицами не только экономит время, но и определяет более высокий уровень математической культуры и мышления, поможет оценить свои возможности по математике и более осознанно выбрать профиль дальнейшего обучения. Требования к уровню освоения содержания курса. В результате изучения курса «Алгебра матриц» учащиеся узнают:
- основные формы и типы матриц;
- матричную символику;
- особенности матричных операций;
- свойства определителей;
- определение понятий миноров и алгебраических дополнений;
- правило Крамера;
- правило Сарруса;
- алгоритм Жордана-Гаусса.
Умеют:
- складывать, перемножать, транспонировать матрицы;
- вычислять определители;
- решать системы линейных уравнений по правилу Крамера, по алгоритму Жордана-Гаусса, матричным способом. Занятия целесообразно проводить в форме лекций и практикумов-тренингов с использованием активных методов обучения. Контрольное тестирование по каждой теме позволяет учителю проследить динамику освоения учениками умений и навыков. На изучение элективного курса отводится 34 часа.
Тематическое планирование учебного материала.
№
|
Тема курса
| Количество часов
|
Всего
|
Лекция
|
Практикум
| 1
| Основные понятия.
| 2
|
|
| 1.1
| Введение в предмет
|
| 1
|
| 1.2
| Типы матриц.
|
|
| 1
| 1.3
| Матричная символика.
|
|
|
| 2.
| Операции с матрицами.
| 10
|
|
| 2.1
| Сложение и вычитание матриц.
|
| 1
| 1
| 2.2
| Умножение матриц на скаляр.
|
|
| 1
| 2.3
| Умножение матрицы на матрицу.
|
| 1
| 1
| 2.4
| Свойства действий над матрицами.
|
|
| 1
| 2.5
| Транспонирование матриц.
|
| 1
| 3
| 3.
| Определители.
| 8
|
|
| 3.1
| Понятие определителя. Правило Сарруса.
|
| 1
| 1
| 3.2
| Свойства определителей.
|
|
| 1
| 3.3
| Миноры и алгебраические дополнения.
|
| 1
| 2
| 3.4
| Разложение определителей по Лапласу.
|
|
| 2
| 4.
| Обращение матриц.
| 5
|
|
| 4.1
| Обратная матрица.
|
| 1
| 1
| 4.2
| Вычисление обратной матрицы.
|
| 1
| 2
| 5.
| Методы решения систем линейных уравнений.
|
9
|
|
| 5.1
| Матричный метод- решение уравнений вида АХ=В.
|
| 1
| 1
| 5.2
| Правило Крамера.
|
| 1
| 1
| 5.3
| Алгоритм Жордана-Гаусса.
|
| 1
| 2
| 5.4
| Использование определителей при решении геометрических задач.
|
|
| 1
| 5.5
| Итоговое занятие. Представление «Портфеля достижений».
|
|
| 1
|
| ИТОГО:
| 34
| 11
| 23
| II. Содержание курса. Тема 1. Основные понятия.
Лекция. Введение в предмет. Понятие матриц впервые появилось в середине XIX века в работах У.Гамильтона и А.Кэли. Фундаментальные результаты в теории матриц принадлежат К.Вейерштрассу, К.Жордану, Г.Фробениусу. И.А. Лаппо-Данилевский развил теорию аналитических функций многих матричных переменных и применил её к изучению систем линейных дифференциальных уравнений. Матричная символика оказалась весьма удобным и эффективным способом упорядочивания информации. Представление совокупностей математических объектов (элементов) в виде матриц и разработанные правила операций над ними оказались чрезвычайно плодотворными в математике, и нашли широкое применение в физике, технике, экономике.
Практикум. Рассмотреть различные типы матриц (основная, прямоугольная, квадратная, единичная, диагональная и т.д.), основные преобразования, приводящие к равносильной матрице. Нахождение неизвестного элемента у равной матрицы.
= х=5. Тема 2. Операции с матрицами.
Лекция. Необходимо рассмотреть действия над матрицами: сложение и вычитание, умножение на число, умножение матриц, транспонирование матриц, перечислить основные свойства операций с матрицами:
А+В=В+А
(А+В)+С=А+(В+С)
А+0=А
А+(-А)=0
1×А=А
α×(β×А)=(α×β)×А
α(А+В)=α×А+ α×В
(α+β) А= α×А+ β×В
А×В≠В×А
(А+С)×В=АВ+СВ
(АВ) С=А (ВС)
(αА)™=αА™
(А+В)™=А™+В™
(А В)™=В™×А™
Тема 3. Определители.
Ввести понятия определителей, миноров и алгебраических дополнений. Научить детей разлагать определители по Лапласу и правилу Сарруса.
Тема 4. Обращение матриц.
На практических занятиях научить вычислять обратные матрицы по правилу:
Найти определитель матрицы, убедиться, что он не равен 0.
Найти все алгебраические дополнения элементов матрицы, записать новую матрицу.
Транспонировать её.
Умножить каждый элемент на 1/Д.
Тема 5.Методы решения систем линейных уравнений.
Показать практическое направление использование матриц: решение систем линейных уравнений матричным способом, по правилу Крамера, использование определителей при решении геометрических задач.
Итоговое занятие можно провести в Форме презентации своего «Портфеля достижений». III.Учебно-методическое обеспечение курса. Литература.
Блох Э.Л., Лошинский Л.И., Турин В.Я. Основы линейной алгебры.-М..1971.
Гантмахег Ф.Р. Теория матриц. - М., 1966.
Хедли Д. Линейная алгебра. - М.,1966.
Головина Л.И. Линейная алгебра и некоторые её приложения. – М., 1975.
Сборник задач по математике для поступающих в ВУЗы. Под ред. А.И. Прилепко. – М.: Высшая школа, 1989.
Сборник задач по математике для поступающих во ВТУЗы. Под ред. М.И. Сканави. – М.: Просвещение, 2004.
|