- •Вопросы к междисциплинарному государственному экзамену по математике
- •Раздел 1. Алгебра
- •2. Группы. Примеры групп. Подгруппы. Гомоморфизмы и изоморфизмы групп.
- •3. Кольцо и поле. Простейшие свойства колец и полей. Примеры. Числовые поля. Подкольцо и идеал кольца.
- •4. Полукольцо натуральных чисел и кольцо целых чисел. Теорема о делении с остатком. Наибольший общий делитель и наименьшее общее кратное двух чисел.
- •5. Поле комплексных чисел. Тригонометрическая форма комплексного числа. Операции над комплексными числами в тригонометрической форме.
- •7. Матрицы и определители. Кольцо квадратных матриц n-го порядка. Определитель произведения матриц. Обратимые матрицы.
- •8. Система линейных уравнений. Равносильные системы линейных уравнений. Решение методом Гаусса. Однородные системы линейных уравнений. Подпространство решений однородной системы.
- •15. Алгебра высказываний, предикаты и их приложения.
- •16. Интуитивное понятие алгоритма. Уточнение понятия алгоритма в виде машины Тьюринга.
- •Раздел II. Геометрия
- •1. Скалярное произведение векторов, его свойства, вычисление и приложения к решению задач.
- •2. Векторное произведение векторов, его свойства, вычисление и приложения к решению задач.
- •3. Смешанное произведение векторов, его свойства, вычисление и приложения к решению задач.
- •14. Многочлены над полем рациональных чисел, их целые и рациональные корни. Приводимость и неприводимость многочленов над полем рациональных чисел. Алгебраические и трансцендентные числа.
- •4. Линии второго порядка. Приведение общего уравнения линии второго порядка к каноническому виду.
- •5. Взаимное расположение двух плоскостей, прямой и плоскости, двух прямых в пространстве.
- •6. Группа движений плоскости и ее подгруппы. Классификация движений плоскости. Приложение движений к решению задач.
- •7. Группа преобразований подобия плоскости и ее подгруппы. Приложение подобия к решению задач.
- •8. Группа аффинных преобразований плоскости и ее подгруппы. Приложение аффинных преобразований к решению задач.
- •9. Проективная плоскость и ее модели. Основные факты проективной геометрии и их приложение к решению задач.
- •10. Параллельное проектирование и его свойства. Изображение плоских и пространственных фигур в параллельной проекции.
- •11. Полные и неполные изображения. Позиционные задачи.
- •12. Метрически определенные изображения. Метрические задачи.
- •13. Система аксиом Вейля трехмерного евклидова пространства и следствия из нее. Непротиворечивость аксиоматики Вейля трехмерного евклидова пространства.
- •14. Система аксиом планиметрии Лобачевского. Основные факты планиметрии Лобачевского. Непротиворечивость аксиоматики планиметрии Лобачевского.
- •15. Многоугольники. Площадь многоугольника. Теоремы существования и единственности. Равновеликость и равносоставленность многоугольников.
- •16. Поверхности в евклидовом пространстве. Первая квадратичная форма поверхности и ее приложения.
- •Раздел III. Математический анализ
- •1. Понятие мощности множества. Счётные множества и их свойства. Счётность множеств рациональных и алгебраических чисел. Несчётные множества.
- •2. Функция. Предел и непрерывность функции в точке. Основные свойства функций, непрерывных на отрезке.
- •3. Существование верхней грани ограниченного сверху множества. Предел числовой последовательности. Теорема о пределе монотонной последовательности. Предел последовательности стягивающихся отрезков.
- •4. Показательная функция. Её основные свойства. Разложение в степенной ряд. Показательная функция в комплексной области. Формулы Эйлера.
- •6. Тригонометрические функции, их основные свойства. Разложение функций sin X и cos X в степенные ряды. Синус и косинус в комплексной области.
- •7. Определение и свойства степени. Степенная функция. Графики. Биномиальный ряд.
- •8. Дифференцируемые функции одной переменой. Геометрический и физический смысл производной. Правила и формулы дифференцирования. Дифференциал.
- •9. Теорема Лагранжа. Условия постоянства, монотонности и выпуклости графика функции на промежутке. Экстремумы и точки перегиба.
- •10. Первообразная функции и неопределенный интеграл. Интегрирование подстановкой и по частям. Таблица основных интегралов.
- •11. Определенный интеграл. Интегрируемость непрерывной функции. Формула Ньютона-Лейбница.
- •12. Понятие площади плоской фигуры. Вычисление площади плоской фигуры. Понятие объёма тела. Вычисление объёма тела вращения.
- •13. Спрямляемые кривые. Вычисление длины дуги. Нахождение площади поверхности вращения.
- •14. Лемма Больцано-Вейерштрасса. Необходимый и достаточный признаки сходимости последовательности. Равномерная сходимость функциональных последовательностей и рядов.
- •15. Числовые ряды. Признаки сходимости. Абсолютно и условно сходящиеся ряды. Функциональные последовательности и ряды. Свойства функциональных рядов, связанные с их равномерной сходимостью.
- •16. Производная функций комплексной переменной. Условия дифференцируемости. Понятие аналитической функции.
14. Система аксиом планиметрии Лобачевского. Основные факты планиметрии Лобачевского. Непротиворечивость аксиоматики планиметрии Лобачевского.
Дать обзор аксиоматики Гильберта. Дать понятие абсолютной геометрии. Рассказать, как получается система аксиом планиметрии Лобачевского из аксиоматики Гильберта.
Сформулировать теоремы, выражающие свойства треугольников на плоскости Лобачевского.
Сформулировать определение и свойства параллельных прямых по Лобачевскому, угла параллельности в данной точке относительно данной прямой. Сформулировать определение и признаки расходящихся прямых, теорему о существовании единственного общего перпендикуляра двух расходящихся прямых.
Знать, сколько существует на плоскости Лобачевского прямых, проходящих через данную точку и: а) параллельных данной прямой; б) расходящихся с данной прямой. Знать четыре случая взаимного расположения двух прямых на плоскости Лобачевского.
Одну теорему или свойство из сформулированных в данном вопросе доказать (на выбор)!
Дать определения модели, интерпретации системы аксиом, содержательной и внутренней непротиворечивости как обязательного требования к аксиоматике и указать способ их доказательства. Доказать непротиворечивость системы аксиом плоскости Лобачевского построением модели Кэли-Клейна или Пуанкаре.
15. Многоугольники. Площадь многоугольника. Теоремы существования и единственности. Равновеликость и равносоставленность многоугольников.
Определение ломаной, простой, замкнутой ломаной, простого многоугольника, ориентированного многоугольника. Понятие и свойства характеристики ориентированного многоугольника.
Определения измерения площадей (аксиоматическое) и площади многоугольника. Сформулировать и доказать теоремы существования и единственности измерения площадей.
Понятие равновеликих и равносоставленных многоугольников. Взаимосвязь между равновеликостью и равносоставленностью многоугольников.
16. Поверхности в евклидовом пространстве. Первая квадратичная форма поверхности и ее приложения.
Определение
элементарной поверхности; поверхности;
гладкой поверхности класса С
(k - натуральное число). Задание поверхности.
Понятие о криволинейных координатах. Касательная плоскость и нормаль к поверхности.
Первая квадратичная форма поверхности (определение, вычисление коэффициентов первой квадратичной формы). Приложения первой квадратичной формы поверхности (вычисление длины дуги гладкой линии на поверхности, угла между гладкими линиями на поверхности, площади гладкой компактной поверхности). Рассмотреть пример.
Раздел III. Математический анализ
1. Понятие мощности множества. Счётные множества и их свойства. Счётность множеств рациональных и алгебраических чисел. Несчётные множества.
Множества, эквивалентность множеств, их мощность. Счетные множества. Примеры счетных множеств. Счётность множества рациональных чисел, алгебраических чисел.
Несчётность множества действительных чисел на отрезке [0; 1]. Множества мощности континуум. Примеры множеств мощности континуум. Мощность континуум действительных чисел на промежутках.
Существование множеств любой мощности.
