Slide background

Γραμμική Άλγεβρα

1. ΓΕΝΙΚΑ

Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος
Επίπεδο Σπουδών Προπτυχιακό
Κατεύθυνση -
Κωδικός μαθήματος ΜΑΘ 201 Εξάμηνο Σπουδών 3ο
Είδος μαθήματος Υποχρεωτικό
Αυτοτελείς Διδακτικές Δραστηριότητες Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας Πιστωτικές Μονάδες
Διαλέξεις &  φροντιστηριακές ασκήσεις 5
Θ=4, Α=1, Ε=0
4
Τύπος Μαθήματος Υποβάθρου
Προαπαιτούμενα Μαθήματα  
Γλώσσα Διδασκαλίας και εξετάσεων Ελληνική
Το Μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές ERASMUS Όχι
Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (URL) https://www.eclass.tuc.gr/modules/auth/courses.php?fc=65 

 

2. MΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Το μάθημα έχει ως στόχο να εισαγάγει τις βασικές θεμελιώδεις ιδέες και τεχνικές της γραμμικής άλγεβρας  τις  οποίες   θα συναντήσουν  οι φοιτητές σε πολλά άλλα βασικά και προχωρημένα μαθήματα,  καθώς και στην επίλυση  γραμμικών συστημάτων  τα οποία προκύπτουν από τη μοντελοποίηση φυσικών φαινομένων.Το μάθημα ξεκινά με έμφαση στην Άλγεβρα Πινάκων και Διανυσμάτων και συνεχίζει με τις Άμεσες Μέθοδους Επίλυσης Γραμμικών Συστημάτων. Παρουσιάζεται η έννοια και ο υπολογισμός του αντίστροφου και της ορίζουσας ενός πίνακα. Στη συνέχεια  δίνεται ο  ορισμός του  διανυσματικού χώρου  και υπόχωρου και βλέπουμε πως σχετίζονται  με  τα γραμμικά συστήματα εξισώσεων. Ορίζονται οι έννοιες της γραμμικής ανεξαρτησίας, της βάσης και διάστασης ενός διανυσματικού χώρου. Ορίζεται ο συμπληρωματικός υπόχωρος ενός υποχώρου και πως μπορούμε να βρούμε την προβολή επί ενός υποχώρου. Εισάγονται οι έννοιες και ο υπολογισμός των ιδιοτιμών και ιδιοδιάνυσμάτων. Εξετάζεται η διαγωγονοποίηση ενός πίνακα και εφαρμογές της, η μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων. Η τελευταία ενότητα περιλαμβάνει τις βασικές κλασσικές επαναληπτικές μεθόδους επίλυσης γραμμικών συστημάτων.

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ένας φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να :

  • Αναγνωρίζει τις βασικές έννοιες, ιδιότητες και πράξεις διανυσμάτων και πινάκων και τις βασικές κατηγορίες πινάκων και με βάση των μαθηματικών τους ιδιοτήτων (τετραγωνικοί, μη-τετραγωνικοί, συμμετρικοί, ορθογώνιοι, θετικά/αρνητικά ορισμένοι, αντιστρέψιμοι κτλ.)
  • Προσδιορίζει τις βασικές έννοιες της γραμμικής εξάρτησης ή ανεξαρτησίας διανυσμάτων, την έννοια της βάσης και παραγωγής ενός διανυσματικού χώρου.
  • Επιλύει ιδιόμορφα ή μη γραμμικά συστήματα εξισώσεων  με τη χρήση μεθόδων/αλγορίθμων απαλοιφής.
  • Εφαρμόζει  βασικές τεχνικές της γραμμική άλγεβρας για τον υπολογισμό του αντίστροφου πίνακα, όταν υπάρχει.
  • Υπολογίζει  τους θεμελιώδεις υποχώρους ενός πίνακα (μηδενοχώρο, χώρο γραμμών και στηλών) καθώς και την τάξη  και να τους συσχετίζει με τα γραμμικά συστήματα εξισώσεων.
  • Υπολογίζει την ορίζουσα ενός τετραγωνικού πίνακα, το χαρακτηριστικό του πολυώνυμο, τις ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματά του καθώς και τη διαγώνια μορφή του, όταν αυτό είναι δυνατόν.
  • Εφαρμόζει την Gram-Schmit ορθοκανονικοποίηση  και να ορθοκανονικοποιεί την βάση ενός διανυσματικού χώρου πεπερασμένης διάστασης.
  • Διακρίνει σε χώρους πεπερασμένης διάστασης, την προβολή σ’ ένα υπόχωρο  καθώς και   τον συμπληρωματικό υπόχωρο  ενός υποχώρου.
  • Διαχειρίζεται βασικές εφαρμογές της Γραμμικής Άλγεβρας, κανόνα Cramer, μέθοδο ελαxίστων τετραγώνων, απλές αλυσίδες Markov.
Γενικές Ικανότητες
  • Αυτόνομη εργασία

3. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

  1. Εισαγωγή στη Γραμμική Άλγεβρα.
  2. Άλγεβρα Πινάκων και Διανυσμάτων.
  3. Άμεσοι Μέθοδοι Επίλυσης Γραμμικών Συστημάτων.
  4. Ορίζουσες. 
  5. Διανυσματικοί χώροι, υπόχωροι.
  6. Γραμμική ανεξαρτησία διανσυσμάτων, βάση ενός χώρου.
  7. Θεμελειώδεις Υπόχωροι ενός πίνακα.
  8. Ιδιοτιμές και ιδιοδιανύσματα.
  9. Διαγωνοποίηση και εφαρμογές.
  10. Gram-Schmidt ορθοκανονικοποίηση.
  11.  Μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων.
  12. Επαναληπτικές Μεθόδοι Επίλυσης Γραμμικών Συστημάτων.
  13. Ασκήσεις.

4. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Τρόπος Παράδοσης Στην αίθουσα διδασκαλίας
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class
Οργάνωση Διδασκαλίας Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου (ώρες)
- Διαλέξεις 52
- Ασκήσεις 13
- Αυτοτελής ,Ομαδική Μελέτη 35
Σύνολο Μαθήματος 100
Αξιολόγηση Φοιτητών - Γραπτή τελική εξέταση (100%) 
 ή
-Γραπτή τελική εξέταση (85%) και   15%  από  Προόδους  κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.

5. ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΙΟΓΡΑΦΙΑ

  • Εισαγωγή στη Γραμμική άλγεβρα και οι εφαρμογές της, D. Lay,  Εκδοτικός Όμιλος Ίων
  • Εισαγωγή στη Γραμμική άλγεβρα και  εφαρμογές,  H.Anton, C. Rorres Εκδόσεις Gutenberg

6. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ

Υπεύθυνος/η μαθήματος: Καθ. Γ. Καρατζάς (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ), Επίκ. Καθ. Ν. Διαγγελάκης (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)
Διδασκαλία μαθήματος: Καθ. Γ. Καρατζάς (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ), Επίκ. Καθ. Ν. Διαγγελάκης (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)
Φροντιστηριακές ασκήσεις: Καθ. Γ. Καρατζάς (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ), Επίκ. Καθ. Ν. Διαγγελάκης (Μέλος ΔΕΠ - ΧΗΜΗΠΕΡ)
Εργαστηριακές ασκήσεις:  -