Скачать 173.44 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УТВЕРЖДАЮ Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования _____________________ Л.С. Гребнев « 20 » декабря 2001 г. ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ГЕОМЕТРИЯРекомендуется Министерством образования Российской Федерации для специальности 0321000 Математика 1. Цели и задачи дисциплины Целью дисциплины геометрии является развитие у будущего преподавателя широкого взгляда на геометрию и вооружение его конкретными знаниями, дающими ему возможность преподавать геометрию в школе и квалифицированно вести факультативные курсы с позиций современной геометрии. К задачам дисциплины геометрии относятся: углубление уровня научной подготовки студентов в области геометрии; ознакомление с основными идеями и направлениями современной геометрии. По всем разделам дисциплины необходимо обратить внимание на приложение изучаемой теории к доказательству теорем и решению задач школьного курса геометрии. Рекомендуется, в частности, разработка систем индивидуальных заданий, особенно по методам изображений, которые студент должен выполнять на основе образцов, рассмотренных на лекциях и практических занятиях. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен: знать основные понятия и строгие доказательства фактов основных разделов дисциплины геометрии; уметь применять теоретические знания к решению геометрических задач по дисциплины; овладеть различными приемами использования идеологии дисциплины геометрии к доказательству теорем и решению задач школьного курса. 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ I. ЭЛЕМЕНТЫ ВЕКТОРНОЙ АЛГЕБРЫ В ПРОСТРАНСТВЕ Векторы. Сложение и вычитание векторов. Умножение вектора на число. Линейная зависимость векторов. Понятие векторного пространства. Базис векторного пространства. Координаты векторов и их свойства. Скалярное произведение векторов и его свойства. Векторные подпространства. Координаты вектора в подпространстве. Приложение к решению задач школьного курса геометрии. II. МЕТОД КООРДИНАТ НА ПЛОСКОСТИ. ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ Аффинная система координат на плоскости. Деление отрезка в данном отношении. Прямоугольная декартова система координат. Расстояние между двумя точками. Ориентация плоскости. Угол между векторами на ориентированной плоскости. Преобразование аффинной системы координат. Преобразование прямоугольной декартовой системы координат. Полярная система координат. Связь полярных и декартовых координат точки. Геометрическое истолкование уравнений и неравенств, содержащих координаты. Примеры. Алгебраическая линия и ее порядок. Окружность. Различные способы задания прямой. Общее уравнение прямой. Геометрический смысл коэффициентов при текущих координатах в общем уравнении. Геометрический смысл знака трехчлена Ax+By+C. Взаимное расположение двух прямых. Угол между двумя прямыми на ориентированной плоскости. Расстояние от точки до прямой. Приложение к решению задач школьного курса геометрии. III. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЛОСКОСТИ Преобразование. Примеры преобразований. Группа преобразований. Подгруппа группы преобразований. Движение плоскости. Примеры. Свойства движений. Аналитическое выражение движений. Классификация движений плоскости. Разложение движения в произведение осевых симметрий. Группа движений плоскости и ее подгруппы. Группы симметрий геометрической фигуры. Преобразование подобия. Гомотетия. Подобие как произведение гомотетии и движения. Аналитическое выражение подобия. Группа преобразований подобия плоскости и ее подгруппы. Подобие линий второго порядка. Аффинные преобразования плоскости. Примеры. Свойства аффинных преобразований плоскости. Аналитическое выражение аффинных преобразований. Группа аффинных преобразований плоскости и ее подгруппы. IV. ВЕКТОРНОЕ И СМЕШАННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВЕКТОРОВ Ориентация пространства. Смешанное произведение векторов и его свойства. Векторное произведение векторов и его свойства. Связь векторного и смешанного произведений векторов. Вычисление объема тетраэдра и площади треугольника. Приложение к решению задач школьного курса геометрии. V. МЕТОД КООРДИНАТ В ПРОСТРАНСТВЕ. ПЛОСКОСТИ И ПРЯМЫЕ В ПРОСТРАНСТВЕ Аффинная система координат в пространстве. Деление отрезка в данном отношении. Прямоугольная декартова система координат. Расстояние между двумя точками. Преобразование аффинной системы координат. Преобразование прямоугольной декартовой системы координат. Геометрическое истолкование уравнений и неравенств, содержащих координаты. Примеры. Различные способы задания плоскости. Общее уравнение плоскости. Геометрический смысл знака четырехчлена Ax+By+Cz+D. Взаимное расположение двух, трех плоскостей. Расстояние от точки до плоскости. Угол между двумя плоскостями. Различные способы задания прямой. Взаимное расположение двух прямых в пространстве. Взаимное расположение прямой и плоскости. Угол между двумя прямыми. Угол между прямой и плоскостью. Приложение к решению задач школьного курса геометрии. VI. ЛИНИИ ВТОРОГО ПОРЯДКА Эллипс: определение, каноническое уравнение, свойства. Гипербола: определение, каноническое уравнение, свойства. Асимптоты гиперболы. Парабола: определение, каноническое уравнение, свойства. Фокусы и директрисы линий второго порядка. Уравнение линии второго порядка в полярных координатах. Общее уравнение линии второго порядка. Асимптотические направления, центр, диаметры, главные направления, главные диаметры, касательные. Приведение общего уравнения линии второго порядка к каноническому виду. Определение положения линии второго порядка по общему уравнению в данной системе координат. VII. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА ПО КАНОНИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ Цилиндрические и конические поверхности второго порядка. Поверхности вращения. Конические сечения. Эллипсоид, гиперболоиды, параболоиды. Прямолинейные образующие поверхностей второго порядка. VIII. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА Движения в пространстве и их свойства. Примеры. Понятие о классификации движений в пространстве. Подобие в пространстве. Гомотетия. Их свойства. Примеры. Подобие как произведение гомотетии и движения. Аффинные преобразования в пространстве. Их свойства. Примеры. Групповой подход в геометрии. Приложение преобразований пространства к решению задач школьного курса геометрии. IX. МЕТОДЫ ИЗОБРАЖЕНИЙ Параллельное проектирование. Изображение плоских и пространственных фигур в параллельной проекции. Изображение окружности. Изображение цилиндра, конуса, шара. Аксонометрия. Теорема Польке-Шварца. Изображение прямых и плоскостей. Позиционные и метрические задачи. X. ОСНОВЫ МНОГОМЕРНОЙ ГЕОМЕТРИИ Аксиомы Вейля -мерного аффинного пространства. Аффинная система координат. -мерные плоскости. Взаимное расположение двух гиперплоскостей. Евклидово -мерное пространство и его свойства. Квадратичные формы. Приведение квадратичной формы к нормальному виду. Закон инерции квадратичных форм. Квадрики в аффинном пространстве. Центр. Приведение уравнения квадрики к нормальному виду. Понятие о классификации квадрик. XI. ПРОЕКТИВНАЯ ГЕОМЕТРИЯ Проективная плоскость и проективное пространство. Их свойства. Модели проективной плоскости. Проективные координаты. Принцип двойственности. Теорема Дезарга. Сложное отношение четырех точек прямой. Проективные отображения и преобразования. Группа проективных преобразований. Гармоническая четверка точек. Свойства полного четырехвершинника и его связь с гармонической четверкой точек. Линии второго порядка на проективной плоскости и их классификация. Полюсы и поляры. Поляритет. Теоремы Штейнера и Паскаля. Геометрия проективной плоскости с фиксированной прямой. Евклидова геометрия с проективной точки зрения. XII. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ Топологические пространства. Замкнутые множества. Граница множества. База топологии. Метрические пространства. Примеры. Отделимость, связность и компактность. Непрерывные отображения и их свойства. Гомеоморфизм. Топологические многообразия. Одномерные и двумерные многообразия. Понятие о клеточном разложении и эйлерова характеристика двумерного многообразия. Ориентируемые и неориентируемые двумерные многообразия. Топологические свойства листа Мебиуса и проективной плоскости. Понятие о классификации компактных двумерных многообразий. Вектор-функция скалярного аргумента. Понятие о гладкой линии в евклидовом пространстве. Длина кривой. Кривизна и кручение кривой. Формулы Френе. Винтовая линия. Вектор-функция двух скалярных аргументов. Понятие о гладкой поверхности. Касательная плоскость и нормаль. Первая квадратичная форма поверхности. Длина кривой на поверхности. Угол между кривыми на поверхности. Понятие о площади поверхности. Кривизна кривой на поверхности. Вторая квадратичная форма поверхности. Главные кривизны. Полная и средняя кривизны поверхности. Поверхности постоянной кривизны. Внутренняя геометрия поверхности. Понятие о теореме Гаусса. Изгибание поверхности. Геодезические линии. Понятие о теореме Гаусса-Бонне. Дефект геодезического треугольника. XIII. ОСНОВАНИЯ ГЕОМЕТРИИ Исторический обзор оснований геометрии. Геометрия до Евклида. “Начала” Евклида. Пятый постулат и попытки его доказательства. Н.И.Лобачевский и его геометрия. Система аксиом Гильберта (обзор). Элементы геометрии Лобачевского. Система аксиом плоскости Лобачевского. Параллельные прямые и их свойства. Угол параллельности. Треугольники и четырехугольники на плоскости Лобачевского. Расходящиеся прямые и их свойства. Окружность, эквидистанта и орицикл. Понятие о математической структуре. Интерпретация системы аксиом. Изоморфизм структур. Непротиворечивость, независимость и полнота системы аксиом. Примеры доказательства непротиворечивости, независимости и полноты системы аксиом. Понятие об аксиоматиках школьного курса геометрии. Система аксиом Вейля трехмерного пространства. Непротиворечивость системы аксиом Вейля. Прямые и плоскости. Параллельные прямые. Равенство отрезков и углов. Длина отрезка. Непротиворечивость системы аксиом Гильберта евклидовой плоскости. Понятие о гиперболическом пространстве. Непротиворечивость системы аксиом гиперболической плоскости. Модель Кэли-Клейна гиперболической плоскости. Независимость аксиомы параллельности от остальных аксиом Гильберта. Непротиворечивость системы аксиом Лобачевского. XIV. ДЛИНА, ПЛОЩАДЬ, ПОНЯТИЕ ОБ ОБЪЕМЕ Длина отрезка. Теорема существования и единственности. Площадь многоугольника. Теорема существования и единственности. Равновеликость и равносоставленность многоугольника. Обзор теории объемов. 4.3. Лабораторный практикум Не предусмотрен. 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 5.1. Рекомендуемая литература ОСНОВНАЯ:
дОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
5.2. Средства обеспечения ОСВОЕНИЯ дисциплины Учебные и методические пособия (учебники, учебно-методические пособия, пособия для самостоятельной работы, сборники упражнений, модели, наглядные пособия и др.). 6. МАТЕРИАЛЬНО–ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения данной дисциплины необходимы: оборудованные аудитории; различные технические средства обучения; аудио-видеоаппаратура; наглядные пособия. 7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы
7.2. Примерная тематика рефератов, курсовых работ
7.3. Примерный перечень вопросов к зачету или экзамену
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 032100 Математика. Программу составили: Кириченко В.Ф. доктор физико-математических наук, профессор, МПГУ Денисова Н.С. кандидат физико-математических наук, доцент, МПГУ Программа одобрена на заседании учебно-методического совета по математике УМО по специальностям педагогического образования от 12.10. 00г., протокол № 6. Председатель Совета УМО по специальностям педагогического образования, ректор МПГУ, член-корр. РАН, академик РАО В.Л. Матросов |
Примерная программа учебной дисциплины "Экологические основы природопользования" Примерная программа служит основой для разработки рабочей программы учебной дисциплины образовательным учреждениям спо | Примерная программа учебной дисциплины оп. 02. Материаловедение 2011г Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по профессии... | ||
Примерная программа учебной дисциплины слушание музыки разработала преподаватель Примерная программа учебной дисциплины является частью примерной дополнительной предпрофессиональной образовательной программы в... | Примерная программа учебной дисциплины информатика 2011г Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | ||
Примерная программа учебной дисциплины основы терапии Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | Примерная программа учебной дисциплины основы неврологии Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | ||
Примерная программа учебной дисциплины основы фармакологии Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | Примерная программа учебной дисциплины оп. 03 основы электроматериаловедения Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... | ||
Примерная программа учебной дисциплины безопасность жизнедеятельности 2011г Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... | Примерная программа учебной дисциплины основы хирургии с травматологией Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | ||
Примерная программа учебной дисциплины гигиена и экология человека Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | Примерная программа учебной дисциплины общественное здоровье и здравоохранение Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | ||
Примерная программа учебной дисциплины основы микробиологии и иммунологии 2010г Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... | Примерная программа учебной дисциплины экологические основы природопользования 20 г Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... | ||
Примерная программа учебной дисциплины правовое обеспечение профессиональной деятельности Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности... | Примерная программа учебной дисциплины безопасность жизнедеятельности 2011г Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... |