Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
teoria basilare degli spazi vettoriali e geometria dello spazio.
Competenze:
a) risolvere sistemi di equazioni lineari;
b) diagonalizzare matrici (simmetriche);
c) risolvere semplici esercizi di geometria analitica lineare nello spazio;
d) operazioni su vettori e matrici.
Autonomia di giudizio: basilare.
Capacità comunicative e di apprendimento:
esprimersi correttamente con linguaggio matematico.
Prerequisiti
Eventuale precorso di Matematica.
Contenuti dell'insegnamento
1. Spazi vettoriali reali e complessi.
2. Determinanti e rango di una matrice.
3. Sistemi lineari.
4. Applicazioni lineari.
5. Endomorfismi di uno spazio vettoriale.
6. Prodotti scalari.
7. Geometria affine delle spazio.
8. Elementi di geometria analitica dello spazio.
Programma esteso
1. Spazi vettoriali reali. Sottospazi vettoriali: somma e intersezione. Combinazione lineare di vettori: dipendenza/indipendenza lineare. Generatori, basi e dimensione di una spazio vettoriale. Formula di Grassmann.
2. Determinanti: definizione tramite le formule di Laplace e proprieta' fondamentali. Teorema di Binet. Operazioni elementari di riga e colonna su matrici. Calcolo della matrice inversa. Rango di una matrice.
3. Sistemi lineari. Metodo di Gauss-Jordan e teorema di Rouche'-Capelli.
4. Applicazioni lineari. Definizione di nucleo e di immagine; teorema fondamentale sulle applicazioni lineari. Matrice associata ad una applicazione lineare e regola di cambiamento di base. Isomorfismi e applicazioni inverse.
5. Endomorfismi di uno spazio vettoriale: autovalori, autovettori e autospazi. Polinomio caratteristico. Molteplicita' algebrica e geometrica di un autovalore. Endomorfismi diagonalizzabili.
6. Prodotti scalari. Complemento ortogonale di un sottospazio. Processo di ortogonalizzazione di Gram-Schmidt. Rappresentazione di isometrie tramite matrici ortogonali. Il gruppo ortogonale. Diagonalizzazione di matrici simmetriche: teorema spettrale.
7. Geometria affine e proiettiva dello spazio.
8. Elementi di geometria analitica dello spazio. Equazioni parametriche e cartesiane di una retta. Posizione reciproca di due rette; rette sghembe. Equazione di un piano. Prodotto scalare canonico e distanza. Prodotto vettore e sue proprieta' fondamentali. Distanza di un punto da un piano e da una retta.
9. Complementi di geometria.
Bibliografia
F.Capocasa, C.Medori: "Corso di Geometria e Algebra Lineare", ed. S.Croce (Parma, 2013).
Metodi didattici
Lezioni frontali (alla lavagna).
Modalità verifica apprendimento
Prova scritta (preceduta da un test) e una prova orale (su richiesta).
Altre informazioni
La frequenza del corso e' obbligatoria.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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