📐 Математика1 курс

Аналітична Геометрія

Векторна алгебра, рівняння прямої та площини, конічні перетини та поверхні другого порядку у 2D і 3D просторі

60
годин
5
модулів
1
курс
Шкільна математика
передумови

Програма курсу

Модуль 1
Вектори у просторі
📚 10 тем⏱ 12 год
  • Поняття вектора. Довжина, напрям, рівність
  • Лінійні операції над векторами. Розклад за базисом
  • Скалярний добуток: a·b = |a||b|cosθ. Ортогональність
  • Векторний добуток: |a×b| = |a||b|sinθ. Правило правої руки
  • Мішаний добуток: (a,b,c) = a·(b×c). Об'єм паралелепіпеда
  • Координати вектора. Формули через компоненти
Модуль 2
Пряма і площина у 3D
📚 12 тем⏱ 16 год
  • Рівняння площини: Ax+By+Cz+D=0. Нормальний вектор
  • Площина через три точки. Відстань від точки до площини
  • Прямі у просторі: параметричне та симетричне рівняння
  • Взаємне розміщення прямої і площини. Кут між ними
  • Відстань між паралельними прямими. Відстань між мимобіжніми
  • Взаємне розміщення двох прямих: паралельні, перетинаються, мимобіжні
Модуль 3
Конічні перетини
📚 10 тем⏱ 14 год
  • Коло: (x−a)²+(y−b)²=r². Рівняння дотичної
  • Еліпс: x²/a²+y²/b²=1. Фокуси, ексцентриситет e<1
  • Гіпербола: x²/a²−y²/b²=1. Асимптоти, e>1
  • Парабола: y²=2px. Фокус, директриса
  • Загальне рівняння 2-го порядку. Класифікація перетворенням
Модуль 4
Поверхні другого порядку (квадрики)
📚 8 тем⏱ 10 год
  • Еліпсоїд: x²/a²+y²/b²+z²/c²=1
  • Гіперболоїди однопорожній та двопорожній
  • Параболоїди: еліптичний і гіперболічний (сідло)
  • Конус. Циліндри: еліптичний, гіперболічний, параболічний
  • Класифікація: метод компіляції повного квадрата та власних значень
Модуль 5
Криволінійні координати і перетворення
📚 6 тем⏱ 8 год
  • Полярні координати. Перехід між системами
  • Рівняння кривих у полярних координатах (кардіоїда, равлик Паскаля)
  • Циліндричні та сферичні координати у 3D
  • Перетворення координат: паралельне перенесення, обертання осей

Ключові формули

Векторний добуток
a×b = |a||b|sinθ·n̂
Перпендикуляр до двох векторів, площа паралелограма
Рівняння площини
n·(r−r₀) = 0
n — нормальний вектор, r₀ — точка на площині
Конічний переріз (загал.)
r = p/(1+e·cosθ)
Полярне рівняння: e<1 еліпс, e=1 парабола, e>1 гіпербола
Відстань між мимобіжніми
d = |(a,b,c)|/|a×b|
Мішаний добуток / модуль векторного

Ресурси

📘
Єфімов — Курс аналітичної геометрії
Класичний підручник з задачами
🎥
3Blue1Brown — Vectors
Візуальне введення у вектори та простір
📗
Демидович — задачник т.2
Векторна алгебра та геометрія
🏫
Geogebra 3D
Інструмент для візуалізації кривих і поверхонь