- Nazwa przedmiotu:
- Algebra liniowa w geodezji
- Koordynator przedmiotu:
- prof dr hab. Aleksander Brzeziński
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Geodezja i Kartografia
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- GK.NIK122
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych - 20, w tym:
a) obecność na wykładzie - 8 godzin,
b) uczestnictwo w ćwiczeniach - 8 godzin,
c) konsultacje - 2 godziny,
d) egzamin - 2 godziny.
2) Praca własna studenta - 30 godzin, w tym:
a) przygotowanie do aktywnego udziału w ćwiczeniach: 10 godzin
b) utrwalenie teorii (praca z literaturą, materiałami z wykładu, przygotowanie do egzaminu): 20 godzin
razem: 50 godzin - 3 punkty ECTS
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 0,8 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych - 20, w tym:
a) obecność na wykładzie: 8 godzin,
b) obecność na ćwiczeniach: 8 godzin,
c) konsultacje: 2 godziny,
d) egzamin: 2 godziny.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1,2 punktu ECTS - liczna godzin 30, w tym:
a) udział w ćwiczeniach 8 godzin,
b) udział w konsultacjach 2 godziny,
c) przygotowanie do aktywnego udziału w ćwiczeniach: 10 godzin,
d) utrwalenie teorii (praca z literaturą, materiałami z wykładu) 10 godzin.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- matematyka na poziomie liceum
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- Celem przedmiotu jest zapoznanie z podstawowymi zagadnieniami algebry liniowej.
Wykład obejmuje te elementy algebry liniowej, które są wykorzystywane w nauczaniu podstawowych przedmiotów geodezyjnych takich, jak rachunek wyrównawczy, opracowywanie klasycznych sieci geodezyjnych, rozwiązywanie zagadnień geodezyjnych z wykorzystaniem pomiarów GNSS, problemy nawigacyjne z wykorzystaniem filtru Kalmana.
Ćwiczenia obejmują podstawowe operacje na wektorach i macierzach, równanie płaszczyzny i hiperpłaszczyzny w n-wymiarach, odległość punktu od płaszczyzny/hiperpłaszczyzny, układy równań liniowych i ich zapis macierzowy, rozwiązania układów równań liniowych, istnienie rozwiązań i interpretacja geometryczna, wartości własne i wektory własne macierzy.
- Treści kształcenia:
- - Wektory w n-wymiarach i macierze: operacje na wektorach, iloczyn skalarny i długość wektora, kąt między wektorami, nierówność Schwarza, równanie płaszczyzny i hiperpłaszczyzny w n-wymiarach, odległość punktu od płaszczyzny/hiperpłaszczyzny, układy równań liniowych i ich zapis macierzowy, rozwiązania układów równań liniowych, istnienie rozwiązań i interpretacja geometryczna.
- Rozwiązywanie układu równań linowych: metoda eliminacji Gaussa i podstawienia wstecznego, pojęcie elementów głównych układu/macierzy, procedura eliminacji
wyrażona przez macierze, pojęcia macierzy rozszerzonej, macierz zamiany wierszy; reguły operacji macierzowych, iloczyn diadyczny wektorów; macierze odwrotne, wyznaczanie
macierzy odwrotnej metodą eliminacji Gaussa-Jordana; eliminacja Gaussa jako rozkład macierzy na czynniki trójkątne, zamiana układu n równań liniowych z n niewiadomymi na dwa układy trójkątne; transpozycje i permutacje, macierze symetryczne, iloczyny symetryczne, uogólnienie rozkładu A = LU na przypadek procedury eliminacji Gaussa z zamianą wierszy
- Wartości własne i wektory własne macierzy: wprowadzenie do zagadnienia własnego, wielomian charakterystyczny i poszukiwanie jego pierwiastków, suma i iloczyn
wartości własnych jako ślad i wyznacznik macierzy, przypadek pierwiastków zespolonych, wyznaczanie wektorów własnych i problem ich istnienia, wykorzystanie
wartości i wektorów własnych do diagonalizacji macierzy, liczenie funkcji macierzy, macierze rzeczywiste symetryczne, pojęcie formy kwadratowej i dodatnia określoność macierzy.
- Metody oceny:
- zaliczenia są na podstawie aktywnej obecności na ćwiczeniach, decydujące znaczenie ma ocena z egzaminu
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- Strang G. and K. Borre (1997). Linear Algebra, Geodesy, and GPS, Wellesley-Cambridge
Press.
Bronsztejn I. N., K. A. Siemiendiajew, G. Musiol and H. M¨uhlig (2009). Nowoczesne
kompendium matematyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt GK.NIK122_W1
- ma wszechstronną wiedzę z algebry liniowej oraz umiejętność interpretacji rozwiązań problemów geodezyjnych na bazie wiedzy z algebry liniowej
Weryfikacja: aktywność na ćwiczeniach, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W01, K_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W03
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt GK.NIK122_U1
- biegle posługuje się rachunkiem wektorowo – macierzowym w rozwiązywaniu zagadnień geodezyjnych takich jak – aproksymacja metodą najmniejszych kwadratów, zagadnienia sieciowe – z zastosowaniem pojęć algebry liniowej, zastosowanie rozkładów z wykorzystaniem macierzy trójkątnych, rozkładów diagonalizujących oraz związanych z procesem ortogonalizacji
Weryfikacja: aktywność na ćwiczeniach, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U07, K_U09
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U09, T1A_U10, T1A_U08, T1A_U09