Lineární algebra (FSI-SLA)

Akademický rok 2018/2019
Garant: doc. RNDr. Miroslav Kureš, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚM všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty se základy algebraických operací, lineární algebry, vektorových a euklidovských prostorů a analytické geometrie, aby byli schopni studovat navazující části matematiky a technických předmětů a řešit příslušné inženýrské problémy. Dalším úkolem předmětu je rozvíjet logické myšlení studentů.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají základní znalosti z algebraických operací, lineární algebry, vektorových a euklidovských prostorů a analytické geometrie. Budou schopni pracovat s maticovými operacemi, řešit systémy lineárních rovnic a aplikovat metody lineární algebry v analytické geometrii a v technických problémech. Po absolvování předmětu budou studenti připraveni pro studium dalších matematických a technických disciplin.
Prerekvizity:
Požadují se znalosti středoškolské matematiky.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se zabývá těmito tématy: Množiny: zobrazení množin, relace na množině.
Algebraické operace: grupoidy, vektorové prostory, matice a maticové operace.
Základy lineární algebry: determinanty, matice ve schodovitém tvaru a hodnost matice, systém lineárních rovnic.Euklidovské prostory: skalární součin vektorů, vlastní hodnoty a vlastní vektory. Základy analytické geometrie: lineární útvary, kuželosečky, kvadriky.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky na udělení zápočtu: Aktivní účast ve cvičeních.
Forma zkoušek: Zkouška má písemnou a ústní část.Písemná část trvá 120 minut, přičemž bude zadáno 5 otázek.
Základem ústní zkoušky je společná kontrola písemné zkoušky. Zkoušející je povinen předem sdělit posluchačům (nejpozději na poslední přednášce) základní informace o průběhu zkoušky a také hlavní zásady týkající se klasifikace.
Pravidla klasifikace: Každá otázka 4 body. Celkem je možno dosáhnout 20 bodů.
Výsledná klasifikace: A (výborně): 19 - 20 bodů
B (velmi dobře): 17 - 18 bodů
C (dobře): 15 - 16 bodů
D (uspokojivě): 13 - 14 bodů
E (dostatečně): 10 - 12 bodů
F (nevyhověl): 0 - 9 bodů
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Učast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je kontrolovaná. Výuka probíhá podle týdenních rozvrhů. Způsob nahrazování zameškané výuky je v kompetenci učitele.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení  11 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  2 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. týden. Relace, ekvivalence, uspořádání, zobrazení, operace, algebraické struktury, pole.
2. týden. Vektorové prostory, podprostory, homomorfismy. Lineární závislost vektorů, báze a dimenze.
3. týden. Matice a determinanty.
4. týden. Soustavy lineárních rovnic.
5. týden. Charakteristický polynom, vlastní hodnoty, vlastní vektory. Jordanův normální tvar.
6. týden. Duální vektorový prostor. Lineární formy.
7. týden. Bilineární a kvadratické formy.
8. týden. Unitární prostory. Schwarzova nerovnost. Ortogonalita.
9. týden. Vnitřní, vnější, vektorový a smíšený součin – souvislosti a aplikace.
10. týden. Symplektické prostory.
11. týden. Afinní a euklidovské prostory. Geometrie lineárních útvarů.
12. týden. Projektivní prostory.
13. týden. Geometrie kuželoseček a kvadrik.
    Cvičení 1. týden: Základní pojmy matematické logiky a operace s množinami.
Další týdny: Cvičení k přednášce z předchozího týdne.
    Cvičení s počítačovou podporou Cvičení s počítačovou podporou jsou zařazovány dle aktuální potřeby. Umožní studentům řešit algoritmizovatelné problémy pomocí systémů počítačové algebry..
Literatura - základní:
2. Thomas, G. B., Finney, R.L.: Calculus and Analytic Geometry, Addison Wesley 2003.
3. Howard, A. A.: Elementary Linear Algebra, Wiley 2002.
4. Rektorys, K. a spol.: Přehled užité matematiky I., II., Prometheus 1995.
5. Searle, S. R.: Matrix Algebra Useful for Statistics, Wiley 1982.
Literatura - doporučená:
6. Karásek, J., Skula, L.: Algebra a geometrie, Cerm 2002.
7. Nedoma, J.: Matematika I., Cerm 2001.
8. Nedoma, J.: Matematika I., část první: Algebra a geometrie, PC-DIR 1998.
9. Horák, P., Janyška, J.: Analytická geometrie, Masarykova univerzita 1997.
10. Janyška, J., Sekaninová, A.: Analytická teorie kuželoseček a kvadrik, Masarykova univerzita 1996.
11. Mezník, I., Karásek, J., Miklíček, J.: Matematika I. pro strojní fakulty, SNTL 1992.
12. Horák, P.: Algebra a teoretická aritmetika, Masarykova univerzita 1991.
13. Procházka, L. a spol.: Algebra, Academia 1990.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3A-P prezenční studium B-MAI Matematické inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 Z