BMETE91AP62

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Tantárgy azonosító adatok
A tárgy címe: 
Vektor- és mátrixalgebra
A tárgy angol címe: 
Vector and Matrix Algebra
A tárgy rövid címe: 
VektorÉsMátrixalgebra
4
2
0
v
Kredit: 
8
A tantárgy felelős tanszéke: 
Algebra Tanszék
A tantárgy felelős oktatója: 
Dr. Hegedüs Pál
A tantárgy felelős oktatójának beosztása: 
egyetemi docens
Akkreditációs adatok
Akkreditációra benyújtás időpontja: 
2023.03,01.
Akkreditációs bizottság döntési időpontja: 
2023.03.24.
Tematika
A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít: 
Középiskolai matematika ismeretek
A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában: 
TTK Fizikus-mérnök BSc képzés kötelező tárgya
A tantárgy részletes tematikája magyarul és angolul: 
Elemi valós analízis: A valós számrendszer. Komplex számok és aritmetikájuk. Algebrai, trigonometrikus és exponenciális ábrázolások. Euler képlete. Elemi függvények. Polinomok. Az algebra alaptétele.
Vektorterek: Motiváció. Lineáris függetlenség és bázisok. Közvetlen összegek. Belsőszorzat terek. Ortogonális halmazok..
Lineáris egyenletek és mátrixok: Lineáris egyenletrendszerek. Elemi sorműveletek. Sor- és oszlopterek. Lineáris egyenletrendszerek megoldásai. Mátrixalgebra. Invertálható mátrixok. Elemi mátrixok.
Determinánsok: Permutációk. A Levi-Civita szimbólum. Definíciók és elemi tulajdonságok. A determinánsok további tulajdonságai. Determinánsok és lineáris egyenletek. Kofaktorokkal való kifejtés.
Lineáris transzformációk és mátrixok: Lineáris transzformációk és tulajdonságok. Mátrixreprezentációk. Bázisváltás. Ortogonális transzformációk. Tükrözések, forgatások és vetítések.
Sajátértékek és sajátvektorok: Sajátértékek és sajátvektorok. Karakterisztikus polinomok. Blokkmátrixok. Invariáns alterek. Bővebben a diagonalizálásról. Normál mátrixok diagonalizálása. A szinguláris érték dekompozíció.
Numerikus és algoritmikus megközelítés: Az LU- és QR-faktorizálás. A legkisebb négyzetek módszere. A Jacobi-féle sajátérték algoritmus szimmetrikus mátrixokra.
Operátorok és diagonalizáció: Az adjungált operátor. Normál operátorok. Bővebben az ortogonális transzformációkról. Vetítések. A spektrálfelbontás tétel. Pozitív operátorok. Az exponenciális sor mátrixokra.
Multilineáris leképezések és tenzorok: Szimmetrikus és antiszimmetrikus bilineáris formák. Szimmetrikus bilineáris formák diagonalizálása. Térfogatok R3-ban és Rn-ben. Lineáris transzformációk és térfogatok. Irányítások és térfogatok. A metrikus tenzor és a térfogatformák.
 
Elementary Real Analysis: The Real Number System. Complex Numbers and Their Arithmetics. Algebraic, Trigonometric and Exponential Representations. Euler's Formula. Elementary Functions. Polynomials. The Fundamental Theorem of Algebra.
Vector Spaces: Motivation. Linear Independence and Bases. Direct Sums. Inner Product Spaces. Orthogonal Sets.
Linear Equations and Matrices: Systems of Linear Equations. Elementary Row Operations. Row and Column Spaces. Solutions to Systems of Linear Equations. Matrix Algebra. Invertible Matrices. Elementary Matrices. 
Determinants: Permutations. The Levi-Civita Symbol. Definitions and Elementary Properties. Additional Properties of Determinants. Determinants and Linear Equations. Expansion by Cofactors.
Linear Transformations and Matrices: Linear Transformations and Properties. Matrix Representations.Change of Basis. Orthogonal Transformations. Reflexions, Rotations and Projections.
Eigenvalues and Eigenvectors: Eigenvalues and Eigenvectors. Characteristic Polynomials. Block Matrices. Invariant Subspaces. More on Diagonalization. Diagonalizing Normal Matrices. The Singular Value Decomposition.
Numerical and Algorithmic Approach: The LU and QR Factorizations. The Least Square Method. The Jacobi Eigenvalue Algorithm for Symmetric Matrices. 
Operators and Diagonalization: The Adjoint Operator. Normal Operators. More on Orthogonal Transformations. Projections. The Spectral Theorem. Positive Operators. The Matrix Exponential Series.
Multilinear Mappings and Tensors: Symmetric and Antisymmetric Bilinear Forms. Diagonalization of Symmetric Bilinear Forms. Volumes in R3 and in Rn. Linear Transformations and Volumes.

 

Követelmények szorgalmi időszakban: 
Zárthelyi dolgozatok teljesítése
Követelmények vizsgaidőszakban: 
Írásbeli és szóbeli vizsga
Pótlási lehetőségek: 
A TVSZ szerint
Konzultációs lehetőségek: 
Az oktatóval egyeztetve
Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom: 
J.G. Broida: Essential Linear Algebra. University of Colorado, Boulder. 2009.
D.C. Lay: Linear Algebra and Its Applications, 4th Edition. Addison-Wesley. 2012
D.J.S. Robinson: A Course in Linear Algebra With Applications, 2nd Edition. World Scientific. 2006.
A tárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
Kontakt óra: 
84
Félévközi felkészülés órákra: 
28
Felkészülés zárthelyire: 
32
Zárthelyik megírása: 
4
Házi feladat elkészítése: 
32
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló): 
0
Egyéb elfoglaltság: 
0
Vizsgafelkészülés: 
64
Összesen: 
244
Ellenőrző adat: 
240
A tárgy tematikáját kidolgozta
Név: 
Dr. Hegedüs Pál
Beosztás: 
egyetemi docens
Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.): 
Algebra Tanszék
A tanszékvezető neve: 
Dr. Hegedüs Pál