BMETEAGBsMVMAL-00

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Tantárgy azonosító adatok
A tárgy címe: 
Vektor- és mátrixalgebra matematikusoknak
A tárgy angol címe: 
Vector and Matrix Algebra for Mathematicians
A tárgy rövid címe: 
VektorÉsMátrixalgebra
4
4
0
v
Kredit: 
8
A tantárgy felelős tanszéke: 
Algebra és Geometria Tanszék
A tantárgy felelős oktatója: 
Dr. Hegedüs Pál
A tantárgy felelős oktatójának beosztása: 
egyetemi docens
Akkreditációs adatok
Akkreditációra benyújtás időpontja: 
2024.04.18.
Akkreditációs bizottság döntési időpontja: 
2024.05.15.
Tematika
A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít: 
Középiskolai matematikai ismeretek
A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában: 
TTK Matematika BSc angol nyelvű képzés kötelező tárgya
A tantárgy részletes tematikája magyarul és angolul: 
Elemi absztrakt algebra: Komplex számok és aritmetikájuk. Algebrai, trigonometrikus és exponenciális ábrázolások. Euler képlete. A komplex számok kapcsolata a síkgeometriával, egységgyökök és primitív egységgyökök. Elemi függvények. Polinomok algebrája. 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 és minimálpolinomok. Blokkmátrixok. Invariáns alterek. Bővebben a diagonalizálásról. Spektráltétel. Normál mátrixok diagonalizálása. A szinguláris érték szerinti 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.
 
Elementary Real Analysis: Complex Numbers and Their Arithmetics. Algebraic, Trigonometric and Exponential Representations. Euler's Formula. The complex plane. Roots and primitive roots of unity. Elementary Functions. Algebra of 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. Reflections, Rotations and Projections.
Eigenvalues and Eigenvectors: Eigenvalues and Eigenvectors. Characteristic Polynomials. Block Matrices. Invariant Subspaces. More on Diagonalization. Spectral theorem. Diagonalizing Normal Matrices. The Singular Value Decomposition.
Numerical and Algorithmic Approach: The LU and QR Factorizations. The Least Squares 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.

 

Követelmények szorgalmi időszakban: 
Zárthelyi dolgozatok teljesítése, rendszeres házi feladatmegoldás.
Követelmények vizsgaidőszakban: 
Írásbeli, illetve szóbeli vizsga.
Pótlási lehetőségek: 
A TVSZ szerint.
Konzultációs lehetőségek: 
Az oktatóval, gyakorlatvezetővel egyeztetve.
Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom: 
G Strang: Introduction to Linear Algebra. (Fifth Edition) Wellesley-Cambridge 2016.
R. Irving: Integers, Polynomials, and Rings - A Course in Algebra. Springer 2004.
A tárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
Kontakt óra: 
112
Félévközi felkészülés órákra: 
28
Felkészülés zárthelyire: 
24
Zárthelyik megírása: 
4
Házi feladat elkészítése: 
32
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló): 
0
Egyéb elfoglaltság: 
0
Vizsgafelkészülés: 
40
Összesen: 
240
Ellenőrző adat: 
240
A tárgy tematikáját kidolgozta
Név: 
Dr. Hegedüs Pál
Beosztás: 
egyetemi docens
Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.): 
Algebra és Geometria Tanszék
A tanszékvezető neve: 
Dr. G. Horváth Ákos