Lineární algebra a geometrie, NMAG101, ZS 17/18
Přednášející
- Jiří Tůma
- Út 10:40 - 12:10, posluchárna M1, St 10:40 - 12:10,
posluchárna M1, konzultace po přednášce nebo po dohodě osobně či e-mailem.
- Zbyněk Šír
- Út 12:20 - 13:50, posluchárna M1, Pá 9:00 -
10:30, posluchárna M1, konzultace po přednášce
nebo po dohodě osobně či e-mailem.
Cvičící
Plán kurzu
Týden od |
Téma |
Přečíst |
Kvíz |
Vyhodnocení kvízu |
Odpovědi na otázky |
Cvičení |
Řešení |
DÚ |
2.10. |
Opakování - analytická geometrie, zobrazení |
Kapitola 1 |
Q Opakování (do 6.10. 15:00) |
V Opakování |
FAQ Opakování |
Cv 1 |
Řeš 1 |
až po 2. cvičení |
9.10. |
Soustavy lineárních rovnic |
Kapitola 2 |
Q Soustavy (do 8.10. 23:59) |
V Soustavy |
FAQ Soustavy |
Cv 2 |
Řeš 2 |
DÚ 1 |
16.10. |
Tělesa, Matice |
Kapitola 3, Oddíly 4.1,4.2 |
Q Tělesa, Matice
(do 15.10. 23:59) |
V Tělesa, Matice |
FAQ Tělesa, Matice |
Cv 3 |
Řeš 3 |
DÚ 2 |
23.10. |
Matice soustavy a zobrazení |
Oddíly 4.3, 4.5.1 |
Q Matice soustavy a zobrazení (do 22.10. 23:59) |
V Matice soustavy a zobrazení |
FAQ Matice soustavy a zobrazení |
Cv 4 |
Řeš 4 |
DÚ 3 |
30.10. |
Inverzní matice, místo první přednášky imatrikulace |
Oddíly 4.4, 4.5.2 |
Q Inverzní matice
(do 29.10. 23:59) |
V Inverzní matice |
FAQ Inverzní matice |
Cv 5 |
Řeš 5 |
DÚ 4 |
6.11. |
Vektorové prostory, lineární kombinace |
Oddíly 5.1, 5.2 |
Q Vektorové prostory
(do 5.11. 23:59) |
V Vektorové prostory |
FAQ Vektorové prostory |
Cv 6 |
Řeš 6 |
DÚ 5 |
13.11. |
Lineární (ne)závislost |
Oddíl 5.3 |
Q Lineární (ne)závislost a báze (do 12.11. 23:59) |
V Lineární (ne)závislost a báze |
FAQ Lineární (ne)závislost a báze |
Cv 7 |
Řeš 7 |
DÚ 6 |
20.11. |
Báze
na 1. přednášce 1. midterm |
Oddíl 5.4 |
Q Báze
(do 19.11 23:59) |
V Báze |
FAQ Báze |
Cv 8 |
Řeš 8 |
DÚ 7 |
27.11. |
Hodnost matice, dokončení vektorových prostorů |
Oddíly 5.5,5.6,5.7,5.8 |
Q Hodnost matice a konec vektorových prostorů
(do 26.11. 23:59) |
V Hodnost a konec vektorových prostorů |
FAQ Hodnost a konec vektorových prostorů |
Cv 9 |
Řeš 9 |
DÚ 8 |
4.12. |
Lineární zobrazení a jejich matice |
Oddíly 6.1,6.2
|
Q Lineární zobrazení a jejich matice
(do 3.12. 23:59) |
V Lineární zobrazení a jejich matice |
FAQ Lineární zobrazení a jejich matice |
Cv 10 |
Řeš 10 |
DÚ 9 |
11.12. |
Skládání a typy lineárních zobrazení
na 1. přednášce 2. midterm |
Oddíly 6.3, 6.4
|
Q Skládání a typy lineárních zobrazení
(do 10.12. 23:59) |
V Skládání a typy lineárních zobrazení |
FAQ Skládání a typy lineárních zobrazení |
Cv 11 |
Řeš 11 |
DÚ 10 |
18.12. |
Prostor lineárních zobrazení |
Oddíl 6.5 |
Q Prostor lineárních zobrazení
(do 17.12. 23:59) |
V Prostor lineárních zobrazení |
FAQ Prostor lineárních zobrazení |
Cv 12 |
Řeš 12 |
DÚ 11
(do 3.1., 14,00) |
1.1. |
Permutace, determinanty |
Oddíly 7.1 - 7.3 |
|
|
|
Cv 13 |
Řeš 13 |
DÚ 12 |
8.1. |
Vlastnosti determinantu |
Oddíl 7.4 |
Otázky k determinantům, ke starší látce či k organizaci |
|
FAQ Determinant, starší látka+organizace |
Cv 14 |
Řeš 14 |
už není |
Průběžně doplňované požadavky ke zkoušce, Prozatímní tabulka s body za DÚ.
Studijní materiály
- Základním studijním materiálem jsou elektronická skripta L. Barta a J. Tůmy
(verze z 27.11.2017, víceméně finální do
kapitoly 7 včetně). Očekáváme, že budete skripta aktivně
používat už v průběhu semestru a na jednotlivých
cvičeních. Pokud v nich najdete překlep nebo jinou chybu,
neváhejte nám to nahlásit. Prosíme,
netiskněte zatím skripta celá, budou se ještě
upravovat. Používejte raději elektronickou verzi nebo tiskněte
po kapitolách.
- Videozáznam přednášek ze ZS 15/16.
- Sbírka přímočarých početních úloh ze ZS 14/15
- Cartoon jak si veřejnost představuje, že se dělá věda, a jak je tomu ve skutečnosti. Podobně mylné představy panují o přípravě na zkoušku.
- Porovnání výsledků obou midtermů loni a letos je zde.
- Komentář k nejčastějším nedostatkům v 1. midtermu najdete zde. Komentáře k 2. midtermu jsou zde.
Organizace kurzu
Studium na MFF je náročné samo o sobě a v
prvním semestru prvního ročníku
obzvláště. Jeden ze cvičících Jakub
Hrnčíř k tomu loni sepsal podnětnou úvahu, studentka Klára Sejková zase provedla zajímavý čtyřfázový průzkum mezi studenty, jsou též k dispozici statistiky úspěšnosti u zkoušek za roky 2014-2016. Dalibor Šmíd shromáždil názory studentů a statistiky
pro obdobný kurz na fyzice. Pročtení těchto
materiálů vám dá dobrou představu o tom, co
vás v prvním semestru (nejen na Lineární
algebře) čeká, jaká jsou úskalí a jak se
jim postavit.
Jsme přesvědčeni, že kurz Lineární
algebry je třeba od samého začátku studovat aktivně a
průběžně. Jednotlivá témata mezi sebou silně
navazují a bez základního pochopení
dosavadní látky je velmi obtížné porozumět
látce následující. Bez průběžného
studia je příprava na zkoušku mnohem
složitější. Snažíme se kurz
vést tak, aby vás k aktivnímu a průběžnému
studiu motivoval:
- Každý týden jsou přednášky
věnovány konkrétnímu tématu, jemuž se
věnuje pasáž ve skriptech uvedená výše v
tabulce s plánem kurzu. Přednášky nebudou
prostým výkladem obsahu skript, budeme se snažit věnovat
především nejdůležitějším a
nejobtížnějším pojmům, motivacím,
aplikacím, vašim dotazům. Doporučujeme proto, abyste si v
týdnu předtím našli čas samostatně si projít
příslušnou pasáž ve skriptech,
abyste získali základní orientaci, o čem bude řeč.
Jako ověření vlastního porozumění pak můžete
vyplnit jednoduchý on-line kvíz o čtyřech
otázkách typu abc, který bude vždy otevřen do
půlnoci z neděle na pondělí. Za
úspěšné vyplnění kvízu (alespoň 3
správné odpovědi ze 4) získáte 1 bod k
domácím úkolům z daného tématu.
Součástí kvízu bude též možnost položit
libovolnou otázku k danému tématu.
Přednášející a cvičící se
budou snažit takto položené otázky zodpovědět ve
výuce a je to pro ně cenné vodítko, čemu se v
hodinách více věnovat. Letos nebude
položení otázky odměňováno jedním bodem
jako v předchozím roce. V případě, že vymyslíte
zajímavý problém, který zařadíme do
skript do rubriky Otázky k samostatnému studiu,
tak za něj udělíme jeden bod. Maximální počet
bodů, které za zajímavé problémy
můžete získat za semestr, je 5. První kvíz
nebude hodnocený z hlediska správnosti odpovědí, slouží především proto,
abyste si vyzkoušeli, jak to funguje, zvolili si
přezdívku (např. jedinečné číslo apod.), pod
níž budete vedeni v tabulce s body a zápočty, a měli
možnost položit dotazy ke kurzu jako takovému.
- Cvičení se budou věnovat danému tématu v
následujícím týdnu po
přednáškách. Základní úlohy
probírané na cvičeních budou zveřejněny včetně
vzorového řešení i na webu. Na tyto úlohy
pak bude navazovat domácí úkol,
sestávající ze dvou úloh po 4 bodech.
Termín odevzdání je vždy
následující týden ve středu 14:00,
místo odevzdání je schránka za vchodem na
katedru algebry (preferuje se). U domácích
úkolů vždy uveďte jméno cvičícího a den a
hodinu, kdy se cvičení koná: budou vám totiž
předávány opravené na vašich
cvičeních. První odevzdanou práci podepište
jménem a zvolenou přezdívkou, ostatní stačí
již jen jménem. Další práce podepisujte
raději svým jménem. Řešení
domácího úkolu je třeba vypracovat samostatně,
můžete je konzultovat mezi sebou, ale je zakázáno
ukazovat si navzájem sepsaná řešení.
Nápadně podobné chyby či formulace budou znamenat
odebrání bodů oběma stranám. Body za
domácí úkoly a za kvízy se
počítají k zápočtu. Někdy bude zadán
též bonusový příklad, zpravidla
těžší, nad rámec požadavků. Můžete jej odevzdat a
získat tak k vlastnímu řešení zpětnou
vazbu, řešení bonusového příkladu
ale nebude mít vliv na hodnocení
domácího úkolu.
- Dvakrát za semestr (v týdnech od 20.11. a 11.12.)
bude v době přednášky zadána průběžná
písemka (tzv. midterm). Její struktura se bude podobat
zkouškové písemce, ale bude trvat jen 90 minut a
pokrývat pouze dosud odpřednesenou a odcvičenou látku.
Výsledky midtermů se počítají ke zkoušce.
- Zkouška je písemná a proběhne v 5-6
zkouškových termínech, které budou
vyhlášeny v SISu. Všechny požadované
znalosti jsou v kapitolách 1-7 skript, zastoupení
témat v písemce odpovídá zhruba času,
který jim byl věnován na přednášce.
Testujeme zejména znalost základních pojmů a
porozumění vztahům mezi nimi, důležitá je ale i schopnost
korektně používat matematický jazyk. Zkouška bude
hodnocena na dvou škálách - se započtením
midtermů a bez něj, lepší výsledek se
počítá.
- Cvičící i přednášející
jsou vám k dispozici pro konzultace, buď ve
vyhlášených konzultačních hodinách,
nebo po dohodě e-mailem či osobně. Přednostně se obracejte na
svého cvičícího během cvičení,
případně jej požádejte o konzultaci. Snažte se připravit
si na ni konkrétní dotazy ke skriptům či úlohy,
které jste se sami pokoušeli vyřešit. Konzultace
není doučování.
Podmínky zápočtu
- Za každé z 12 témat od Opakování až
po Lineární zobrazení II bude možné dostat
9 bodů k zápočtu: 1 za kvíz a 8 za domácí
úkol. Dvě nejhůře obodovaná témata se
škrtají, ze zbylých 10 je třeba získat
aspoň 55
bodů. Do tohoto počtu bodů se započítávají i body,
které lze získat za zajímavé
problémy do rubriky Otázky k samostatnému studiu ve skriptech. Žádné omluvy (tedy ani např. nemoc) nejsou
přípustné - proto se dva nejhorší
výsledky škrtají. První kvíz je
testovací a 1 bod za něj bude udělený automaticky, bez ohledu
na správnost odpovědí.
- Jediná náhradní možnost získání zápočtu bude jeden náhradní termín 15.1. od 9:00, je potřeba se přihlásit v SISu. Náhradní test bude obsahovat 8 příkladů, bude trvat 90
min. a bude sestaven z přímočarých početních
příkladů. K získání zápočtu je třeba
alespoň 60%, body za domácí úkoly a kvízy
nehrají žádnou roli.
- Cvičící má u výborných
studentů a v případě vážných důvodů možnost udělit
zápočet výjimečně dle jiných
kritérií. Takový režim je nutné dohodnout
na začátku semestru, nejpozději do konce října.
Podmínky zkoušky
- Zkoušková písemka trvá 3 hodiny, její struktura je následující.
- 10 bodů: 5 x jednoduché otázky Ano/Ne, netřeba zdůvodňovat
- 12 bodů: 4 x definice pojmů
- 12 bodů: 6 x jednoduché početní nebo
jiné příklady, které testují
pochopení pojmů a tvrzení, kde stačí
správná odpověď
- 15 bodů: 3 x početní příklady, kde je potřeba psát postup
- 12 bodů: 3 x formulace tvrzení
- 12 bodů: 3 x důkazy jednodušších
tvrzení. Můžeme vyžadovat i například části
tvrzení z následujícího seznamu.
- 7 bodů: formulace a důkaz těžšího tvrzení z přednášky:
- Věty o jednostranných inverzech (4.67,4.70)
- Věta o ekvivalentních podmínkách pro regulární matice (4.81)
- Věta o LU rozkladu (4.99)
- Steinitzova věta o výměně (5.60)
- Věta o dimenzi podprostoru (5.69)
- Rovnost dimenze řádkového a sloupcového prostoru (5.88 a pomocná tvrzení)
- Tvrzení o skeletním rozkladu pomocí redukovaného řádkově odstupňovaného tvaru (5.97)
- Věta o dimenzi jádra a obrazu (5.99)
- Věta o dimenzi součtu a průniku (5.103)
- Věta o dimenzi prostoru lineárních zobrazení (6.37)
- Věty o znaménku permutace (7.7,7.8)
- Vlastnosti determinantu (7.19)
- Věta o rozvoji determinantu (7.32)
Můžeme vyžadovat důkazy pomocných tvrzení, důkaz jen
některé z implikací, vyjádřit hlavní
myšlenku důkazu vlastními slovy, apod.
- 20 bodů: 4 x úlohy na zamyšlení. K
vyřešení stačí dobře rozumět pojmům a
tvrzením z přednášky a geometrický
názor.
- Průběžná písemka (midterm) trvá 90 minut,
její struktura je podobná jako u zkouškové
písemky, maximální počet bodů je poloviční.
Zde
je jeden z loňských midtermů v letním semestru;
bodování se trochu liší, ale struktura je
téměř stejná.
- 6 bodů: 3 x jednoduché otázky Ano/Ne, netřeba zdůvodňovat
- 6 bodů: 2 x definice pojmů
- 6 bodů: 3 x jednoduché početní (nebo jiné) příklady, kde stačí správná odpověď
- 6 bodů: 1 x početní příklad, kde je potřeba psát postup
- 8 bodů: 2 x formulace tvrzení
- 8 bodů: 2 x důkazy jednodušších tvrzení
- 10 bodů: 2 x úlohy na zamyšlení
- Náplní prvního midtermu je látka
probraná v kapitolách 2, 3 a 4, početní
úlohy budou odpovídat základním
úlohám ze sad k příslušným
cvičením.
- Náplní druhého midtermu je kapitola 5,
početní úlohy budou odpovídat
základním úlohám ze sad k
příslušným cvičením.
- Studentovi bude udělena známka buď na základě počtu
bodů ze zkouškové písemky, nebo na základě
aritmetického průměru bodů ze zkouškové
písemky a obou midtermů, podle toho, které číslo
bude vyšší.
- Na trojku je potřeba alespoň 55%, na dvojku 68% a na jedničku 80%
bodů. V případě zisku alespoň 55% lze v odůvodněných
případech domluvit ústní zkoušení s
možnou změnou známky jakýmkoliv směrem o jakoukoliv
hodnotu.
- Průběžně doplňované požadavky ke zkoušce.
- Zkouškové termíny budou vyhlášeny v SISu.
Další studijní materiály
- opakování středoškolské matematiky
- volně dostupné zdroje v češtině
- volně dostupné zdroje v angličtině
- on-line kurzy
- další knihy
- J. Bečvář: Lineární algebra, MatfyzPress, 2010
- J. Kopáček a kol.: Matematická analýza pro fyziky I, Příklady z matematiky pro fyziky II
- S. Axler, Linear Algebra Done Right, Springer 2015
- T.S. Blyth, E.F. Robertson, Basic Linear Algebra, Springer Verlag London,2002,
- S.H. Friedberg, A.J. Insel, L.E.Spěnce, Linear Algebra, Third Edition, Prentice-Hall, Inc., 1997
- L. Bican, Lineární algebra a geometrie, Academia, Praha 2000.
- J. Bečvář, Vektorové prostory I, II, III, SPN Praha 1978, 1981, 1982.
- J. Bečvář, Sbírka úloh z lineární algebry, SPN Praha 1975.
- L. Bican, Lineární algebra, SNTL Praha 1979.
- L. Bican, Lineární algebra v úlohách, SPN Praha 1979.
- J. Kopáček a kol.: Matematická analýza pro fyziky I, Příklady z matematiky pro fyziky II