MODELING IN MAPLE AS THE RESEARCHING MEANS OF FUNDAMENTAL CONCEPTS AND PROCEDURES IN LINEAR ALGEBRA
DOI:
https://doi.org/10.14308/ite000583Keywords:
fundamental concepts of linear algebra, training, binary training technology, the canonical form of matrix, functions of matrices, Maple-environmentAbstract
The article is devoted to binary technology and "fundamental training technology." Binary training refers to the simultaneous teaching of mathematics and computer science, for example differential equations and Maple, linear algebra and Maple. Moreover the system of traditional course of Maple is not performed. The use of the opportunities of Maple-technology in teaching mathematics is based on the following fundamental concepts of computer science as an algorithm,program, a linear program, cycle, branching, relative perators, etc. That’s why only a certain system of command operators in Maple is considered. They are necessary for fundamental concepts of linear algebra and differential equations studying in Maple-environment. Relative name - "the technology of fundamental training" reflects the study of fundamental mathematical concepts and procedures that express the properties of these concepts in Maple-environment. This article deals with the study of complex fundamental concepts of linear algebra (determinant of the matrix and algorithm of its calculation, the characteristic polynomial of the matrix and the eigenvalues of matrix, canonical form of characteristic matrix, eigenvectors of matrix, elementary divisors of the characteristic matrix, etc.), which are discussed in the appropriate courses briefly enough, and sometimes are not considered at all, but they are important in linear systems of differential equations, asymptotic methods for solving differential equations, systems of linear equations. Herewith complex and voluminous procedures of finding of these linear algebra concepts embedded in Maple can be performed as a result of a simple command-operator.
Especially important issue is building matrix to canonical form. In fact matrix functions are effectively reduced to the functions of the diagonal matrix or matrix in Jordan canonical form. These matrices are used to rise a square matrix to a power, to extract the roots of the n-th degree of a square matrix, to calculate matrix exponent, etc. The author creates four basic forms of canonical models of matrices and shows how to design matrices of similar transformations to these four forms. We introduce the programs-procedures for square matrices construction based on the selected models of canonical matrices. Then you can create a certain amount of various square matrices based on canonical matrix models, it allows to use individual learning technologies.
The use of Maple-technology allows to automate the cumbersome and complex procedures for finding the transformation matrices of canonical form of a matrix, values of matrices functions, etc., which not only saves time but also attracts attention and efforts on understanding the above mentioned fundamental concepts of linear algebra and procedures for investigation of their properties. All these create favorable conditions for the use of fundamental concepts of linear algebra in scientific and research work of students and undergraduates using Maple-technology.
Downloads
Metrics
References
Аладьев В.З. Основы программирования в Maple. – Таллин: 2006. – 301 с.
Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. – М.: Наука, 1967. – 780 с.
Биков В.Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти. – К.: «Атака». – 2009. –684 с.
Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. – М.: Наука. – 1967. – 575 с.
Гончаренко С.У. Фундаментальність освіти як дидактичний принцип // Шлях освіти. – 2008. – № 1 (47). – С. 2 – 6.
Кушнир В.А. Асимптотические разложения решений систем линейных дифференциальных уравнений высших порядков с малым параметром при производной: Дис. … канд. физмат. наук. – К.: 1984. – 139 с.
Кушнір В.А. Проблеми поєднання фундаментального і інноваційного при вивченні математики у вищих навчальних закладах // Витоки педагогічної майстерності: Зб. наук. праць / Полт. педаг. універ. ім.В.Г.Короленка. – Полтава, 2015 С. 161 – 172.
Кушнір В.А. Технологія бінарних занять з диференціальних рівнянь і інформатики у ВНЗ на основі Maple-середовища // Інформаційні технології в освіті. – 2016. – № 25. – С. 7-26
Мальцев А.И. Основы линейной алгебры. – М.: Наука, 1970. – 400 с.
Семеріков С.О. Фундаменталізація навчання інформатичних дисциплін у вищій школі: Монографія / Науковий редактор академік АПН України, д.пед.н., проф. М.І. Жалдак. – Кривий Ріг: Мінерал; К.: НПУ ім. М.П. Драгоманова, 2009. – 340 с.: іл. – Бібліогр.:
С. 284–339.
Уилкинсон Дж.Х. Алгебраическая проблема собственных значений. – М.: Наук, 1970. – 564 с.
Maple Programming Guide / [L. Bernardin, P.Chin, P.DeMarco, R.O.Geddes, D.E.G,Hare, K.M.Heal, G.Labahn, J.P.May, J.McCarron, M.B.Monagan, D.Ohachi, and S.M.Vorkortter]. – Prindet Canada: Maplesoft, division of Waterloo Maple Inc., 2011. – 703 p.
Аладьев В.З. Основы программирования в Maple. – Таллин: 2006. – 301 с.
Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. – М.: Наука, 1967. – 780 с.
Биков В.Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти. – К.: «Атака». – 2009. –684 с.
Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. – М.: Наука. – 1967. – 575 с.
Гончаренко С.У. Фундаментальність освіти як дидактичний принцип // Шлях освіти. – 2008. – № 1 (47). – С. 2 – 6.
Кушнир В.А. Асимптотические разложения решений систем линейных дифференциальных уравнений высших порядков с малым параметром при производной: Дис. … канд. физмат. наук. – К.: 1984. – 139 с.
Кушнір В.А. Проблеми поєднання фундаментального і інноваційного при вивченні математики у вищих навчальних закладах // Витоки педагогічної майстерності: Зб. наук. праць / Полт. педаг. універ. ім.В.Г.Короленка. – Полтава, 2015 С. 161 – 172.
Кушнір В.А. Технологія бінарних занять з диференціальних рівнянь і інформатики у ВНЗ на основі Maple-середовища // Інформаційні технології в освіті. – 2016. – № 25. – С. 7-26
Мальцев А.И. Основы линейной алгебры. – М.: Наука, 1970. – 400 с.
Семеріков С.О. Фундаменталізація навчання інформатичних дисциплін у вищій школі: Монографія / Науковий редактор академік АПН України, д.пед.н., проф. М.І. Жалдак. – Кривий Ріг: Мінерал; К.: НПУ ім. М.П. Драгоманова, 2009. – 340 с.: іл. – Бібліогр.:
С. 284–339.
Уилкинсон Дж.Х. Алгебраическая проблема собственных значений. – М.: Наук, 1970. – 564 с.
Maple Programming Guide / [L. Bernardin, P.Chin, P.DeMarco, R.O.Geddes, D.E.G,Hare, K.M.Heal, G.Labahn, J.P.May, J.McCarron, M.B.Monagan, D.Ohachi, and S.M.Vorkortter]. – Prindet Canada: Maplesoft, division of Waterloo Maple Inc., 2011. – 703 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.