Вопросы к экзамену по курсу “Линейная алгебра, аналитическая геометрия и теория чисел”
(ФИТ, 2-й семестр 2003/04 уч. года)
Алгебра многочленов: определение и свойства операций, деление с остатком.
Корни и значения многочленов: теорема Безу, число корней и степень, формулы Виета, интерполяционная формула Лагранжа.
Кратные корни и производная, формула Тейлора для многочлена.
Корни комплексных многочленов, разложение комплексных и вещественных многочленов на множители.
Наибольший общий делитель и алгоритм Евклида, критерий разрешимости уравнения fu+gv=h в алгебре многочленов.
Взаимно простые многочлены и однозначность разложения на множители в алгебре многочленов.
Линейные отображения векторных пространств: задание образом базиса и матрицей, координаты образа вектора и связь между матрицами отображения в разных базисах.
Алгебра линейных операторов и алгебра матриц.
Образ и ядро линейного отображения, невырожденные линейные операторы.
Инвариантные подпространства.
Собственные векторы, собственные значения и характеристический многочлен линейного оператора.
Диагонализируемые операторы --- равносильные определения.
Нильпотентные операторы: определение и примеры, основная теорема, спектр и следствие для матриц.
Корневые векторы, корневые подпространства, ядерно-образное и корневое разложение пространства относительно линейного оператора.
Матрицы жорданова вида и теорема Жордана, критерий подобия для матриц.
Вычисление многочленов от матриц, функций от матриц и рядов от матриц.
Евклидовы и эрмитовы пространства: аксиоматика, примеры, длина вектора и угол между векторами --- неравенство Коши--Буняковского, неравенство треугольника,тождество параллелограмма, теорема Пифагора.
Процесс ортогонализации Грама--Шмидта и изоморфизмы евклидовых (эрмитовых) пространств.
Ортогональные разложения евклидовых (эрмитовых) пространств, евклидова метрика и расстояние от точки до подпространства.
Определитель Грама и линейная зависимость системы векторов евклидова (эрмитова) пространства, определитель Грамма и объем параллелепипеда, построенного по системе векторов, следствия, определитель и объем для n векторов в n-мерном пространстве.
Сопряженность линейных отображений евклидовых (эрмитовых) пространств относительно скалярного произведения: определение, существование и единственность, связь матриц.
Самосопряженные операторы: равносильные определения, спектр и геометрическое описание, следствие для матриц.
Ортогональные и унитарные операторы: равносильные определения, спектр и геометрическое описание, следствие для матриц.
Сингулярные числа, сингулярное и полярное разложение.
Сингулярные числа и норма отображения.
Билинейные формы: определение, их матрицы и связь между матрицами в разных базисах, инварианты, вырожденность, разложение в сумму симметричной и кососимметричной части, квадратичные формы и их матрицы.
Приведение квадратичной формы методом Лагранжа к каноническому виду над полем характеристики, не равной двум.
Вещественные квадратичные формы: инвариантность сигнатуры, теорема Якоби, критерий Сильвестра положительной определенности формы.
Приведение вещественной квадратичной формы к главным осям.
Приведение уравнения поверхности второго порядка к каноническому виду в подходящей декартовой системе координат (косоугольной).
Приведение уравнения поверхности второго порядка к каноническому виду в подходящей прямоугольной декартовой системе координат (центральный случай).
Приведение уравнения поверхности второго порядка к каноническому виду в подходящей декартовой системе координат (нецентральный случай).
|