Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика РАСЧЕТНОГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
869.52 Кб
Скачать

Расчетно-графическая работа

323

6.5. Линейные пространства.

Собственные векторы и собственные значения

Условия задач

1.Найти координаты вектора x в базисе {ei }, если известны его координаты в базисе {ei }и задана связь между базисами

(варианты заданий приведены в приложении 8).

2.Найти матрицу линейного оператора в базисе {ei }, если линейный оператор задан матрицей A в базисе {ei } (вари-

анты заданий приведены в приложении 9).

3.Привести матрицу линейного оператора к диагональному виду и указать базис пространства (не обязательно ортонор-

мированный), в котором матрица линейного оператора имеет диагональный вид (варианты заданий приведены в приложе-

нии 10).

4.

● Комментарий к решению задач.

Задача 1. Процедура решения задачи основана на материале разде-

ла 4.2 главы 4 (стр. 168-171). Необходимо записать матрицу перехо-

да от базиса к базису и применить формулу (4.15).

Задача 2. Решение задачи разобрано в примере 4.16 (стр. 203).

Задача 3. Процедура решения приведена в примере 4.18 (стр. 215).

324 Расчетно-графическая работа

 

Приложение 1.

 

 

Условие

1

(A B)2 (A2 2AB B2 )=…

2

(A B)(A B) A2 B2 =…

3

(A B)2 (A2 B2 )=…

4

(A B)2 (A2 B2 )=…

 

 

5

A2 2AB B2 (A B)2 =…

6

(A 2B)(A 2B) A2 4B2 =…

7

9A2 B2 (3A B)2 =…

8

(2A B)2 4A2 B2 =…

9

(3A 2B)2 9A2 4B2 =…

10

A2 4B2 (A 2B)2 =…

11

(A B)2 2AB B2 =…

12

(A 3B)2 (A2 6AB 9B2 )=…

13

(A B)2 2AB=…

14

A2 B2 (B A)(B A)=…

15

B2 4A2 (B 2A)(B 2A)=…

16

(A B)2 2AB=…

 

 

17

4A2 8AB 4B2 4(A B)2 =…

18

BA AB (A B)2 =…

19

A2 4AB 4B2 (A 2B)2 =…

20

(2A B)2 (B2 4AB 4A2 )=…

21

(2A B)2 (4A2 4AB B2 )=…

22

A2 B2 (A B)(A B)=…

23

A2 B2 (A B)2 =…

 

Расчетно-графическая работа

325

 

 

 

 

 

24

A2 B2 (A B)2 =…

 

25

AB BA (A B)2 =…

 

26

(3A B)2 (9A2 B2)=…

 

 

 

 

 

 

27

(B 3A)2 3(AB BA)=…

 

 

 

 

 

 

 

28

 

(A B)

2

AB=…

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

29

(A B)2 (B2 BA) =…

 

30

(A B)2 (AB A2)=…

 

Приложение 2.

01

3

3

4

1

02

5

1

2

1

 

 

 

 

 

4

4

1

5

 

5

1

3

1

 

 

1

0

2 5

 

0

3

6

2

 

 

5

3

0

2

 

3

0

1

4

 

03

4

1

4

3

04

3

2

2

4

 

 

 

 

 

2

2

2

0

 

0

4

4

1

 

 

3

5

1

5

 

4

3

5

4

 

 

1

4

3

3

 

2

4

3

5

 

05

3

5

1

3

06

2

5

5 3

 

 

 

 

 

1

5

1

5

 

3

1

1

2

 

 

6

1

1

2

 

0

5

4

5

 

 

3

3

0

4

 

4 2

5

5

 

326

Расчетно-графическая работа

07

3

3

4 4

08

1

1

1

1

 

 

 

 

 

5

2

1

0

 

2

3

4

0

 

 

6

1

5

3

 

5

0

5

6

 

 

0

5

4

5

 

2

2

5

5

 

09

2 2

3

3

10

2

2

2

1

 

 

 

 

 

2

0

3

1

 

5

0

2

3

 

 

4

3

6

1

 

2

2

6

4

 

 

4

2 0

2

 

4 3

5 5

 

11

1

4

5

4

12

2

4

2

3

 

 

 

 

 

2

2

1

3

 

4

3

4

2

 

 

1

5

0

4

 

1

1

3

5

 

 

4

4

2

1

 

0

3

1

3

 

13

3

5

4

5

14

2 1

5

2

 

 

 

 

 

1

1

3

4

 

0

4

0

5

 

 

4

5

2

0

 

3

3

3

1

 

 

2

5

3

5

 

5

3 2

4

 

15

5

5

5

3

16

4

4

1 1

 

 

 

 

 

4

5

3

2

 

1

4

1

1

 

 

3

1

0

3

 

6

6

4

0

 

 

5 0

4 1

 

3

1

5

4

 

Расчетно-графическая работа

327

17

5

5

5

1

18

5

4

4

4

 

 

 

 

 

0

2

5

1

 

2

4

2

1

 

 

1

3

2

4

 

2

6

3

2

 

 

3

1

1

3

 

1 1

0

3

 

19

4

4

3

5

20

5

2

3

5

 

 

 

 

 

1

5

1

4

 

1

0

1

4

 

 

2

3

5

5

 

4

3

6

2

 

 

2 4

0

2

 

3

4

0

5

 

21

2

1

4

3

22

2

5

5

2

 

 

 

 

 

5

1

5

0

 

2

3

0

4

 

 

2

4

3

2

 

2

1

3

4

 

 

2

4

2

4

 

4

3

5

3

 

23

2

1

1

3

24

4

4

4

2

 

 

 

 

 

0

1

1

2

 

1 0

2

2

 

 

4

4

2

6

 

3

3

2

1

 

 

5

5

5

5

 

3

4

3

1

 

25

3

3

5

3

26

3

5

5

2

 

 

 

 

 

5

2

0

2

 

2

3

2

2

 

 

5

6

5

6

 

4

3

6

5

 

 

3

1

3

4

 

4 0

2

0

 

328

Расчетно-графическая работа

27

5

5

4

2

28

1

1

4

3

 

 

 

 

 

0

2

4

3

 

2

3

1

0

 

 

2

6

6

4

 

4

6

4

1

 

 

4

3

3

5

 

1 4

4

5

 

29

1

1

3

2

30

1

 

4

3

1

 

 

 

 

 

 

1

3

1

2

 

1

0

2

5

 

 

1

1

5

2

 

6

3

4

2

 

 

3

3

3

0

 

5

1

4

2

 

Приложение 3.

01

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

x1 5x2 3x3 4,

x1 3x2 x3 8,

 

3x2

2x3

18,

 

2x2 5x3

6,

2x1

5x1

2x 6x

2

x

3

5.

x 2x

2

6.

 

 

1

 

 

1

 

 

 

03

 

 

 

 

 

 

 

04

 

 

 

5x1

2x2

2x3 16,

5x1

5x2 4x3 31,

 

 

x2 5,

 

 

x2 x3 3,

2x1

 

5x1

x 2x

2

4x

3

4.

x x

2

3.

 

1

 

 

 

 

1

 

 

05

 

 

 

 

 

 

 

06

 

 

 

 

x1

4x2

x3

13,

2x1

4x2 2x3 0,

 

 

x3 5,

 

 

 

x2 4x3 9,

 

x1

 

 

5x1

 

 

 

 

 

5x3 24.

 

3x2 x3 14.

 

4x1 x2

3x1

Расчетно-графическая работа

329

07

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

08

 

 

 

 

 

 

 

2x1 2x2 x3

13,

3x1 4x2

3x3

4,

 

 

4x2 4x3 7,

 

 

 

2x3

15,

x1

5x1 x2

2x

 

x

2

3x

3

11.

2x 6x

2

x

3

12.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

09

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

x1 3x3 8,

 

4x1 4x2 5x3 9,

 

 

 

2x2

2x3

6,

 

5x2

5x3

30,

x1

4x1

 

 

 

3x2 x3 8.

 

x2 3x3 25.

2x1

3x1

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

x1 x2

3x3

11,

5x1 2x2

5x3

23,

 

 

3x2 10,

 

 

 

 

 

x3 5,

5x1

 

x1 4x2

 

 

2x2 6x3 6.

 

3x2

x3 2.

6x1

x1

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

x1 x2 x3 3,

 

2x1 x2 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

4x3 9,

2x2 x3 1,

 

x1

 

 

 

2x2 x3 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1

5x1 3x2 2x3 20.

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

2x1 5x2

5x3

13,

x1 x2

2,

 

 

 

 

 

5x2 2x3 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

4x1 2x2 3x3 9,

4x x

2

4x

3

16.

4x x

2

5x

3

9.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

5x1 4x2 5x3 1,

x1 5x2 3x3 5,

 

 

 

2x2 x3 3,

 

4x2

2x3 3,

3x1

x1

 

 

 

3x3

10.

 

2x2

2x3

13.

4x2

3x1

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

2x1

5x2

2x3

12,

4x1 x2

x3

5,

 

 

 

3x2

4x3

22,

 

 

 

4x3

13,

2x1

2x1 x2

2x 3x

2

4x

3

18.

2x 3x

2

2x

3

9.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

330 Расчетно-графическая работа

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 x3 7,

 

 

 

 

 

 

x1 4x2 4x3 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3

5,

 

 

 

x2 x3 15,

 

 

 

2x1 x2

 

4x1

 

 

 

 

 

 

3x2

3x3 19.

 

 

 

3x2

15.

 

 

 

4x1

 

3x1

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 4x2

3x3

 

39,

 

x1

3x2 5x3 14,

 

 

 

 

2x2

2x3

20,

 

 

 

 

 

 

 

x3

17,

 

 

3x1

 

 

5x1 4x2

 

 

2x x

2

x

3

12.

 

 

x x

2

2x

3

9.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 4x2 4x3 45,

 

3x1 5x2

5x3

12,

 

 

 

x2 4x3 2,

 

 

 

2x2 1,

 

 

 

 

 

5x1

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

x2 3x3 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

4x3 8.

 

2x1

 

 

5x1 5x2

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 3x2

3x3

9,

 

 

2x1 4x2 5x3 13,

 

 

 

 

2x3

9,

 

 

 

 

 

 

2x3

3,

 

 

 

 

 

3x1

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

5x2

3x3 25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1

 

2x1 3x2 3x3 7.

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 5x2 2x3 6,

 

 

4x1 x2 x3 2,

 

 

 

 

2x2

5x3

24,

 

 

 

4x2 x3

2,

 

2x1

 

x1

 

x 6x

2

2x

3

1.

 

2x x

2

3x

3

12.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 x2 3x3 x4 2x5 0,

x1 2x2 2x3 5x4 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x3

3x4 1,

 

 

2x1

 

x2 5x3 x4 2x5 0, 3x2

 

 

4x 3x

3

3x

4

3x

5

0;

x x

2

 

3x

3

4x

4

3.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа

331

02

3x1 x2 5x3 4x4 2x5 0,

5x1 5x2 x3 4x4 2,

 

 

 

5x2 x3

 

4x4 x5 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 0,

 

 

 

 

2x1

 

 

4x1 x2

 

 

 

 

 

 

x 5x

2

3x

3

6x

4

3x

5

0;

x

2

x

3

2x

4

3.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 x2 4x3 5x4 3x5 0, 3x1 2x2 5x3 3x4 1,

 

 

x3 4x4 x5 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1

 

 

 

 

 

 

x1 3x2 4x3 2x4 5,

 

 

3x2

 

2x3

 

2x4 x5 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1

 

 

2x1 6x2 x3 3x4 2.

04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 5x2 5x3 3x4 4x5 0, x 4x

 

 

 

2x

 

 

4x

 

2,

 

 

 

5x2 2x3 x5 0,

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

3x1

 

 

 

 

x2 5x3 x4 1,

 

 

 

3x 2x

2

x

3

 

x

4

3x

5

0;

 

6x1 2x3 2x4 2.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 2x2 3x3 4x4 x5 0, 5x1 x2 3x3 5x4 3,

 

 

 

3x3

 

2x4

 

2x5 0,

 

 

 

 

 

3x2

4x3 5x4 1,

3x2

 

 

 

 

 

4x1

2x 5x

2

6x

3

 

3x

5

0;

 

 

 

2x 2x

2

 

5x

3

3x

4

3.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 x2 4x3 2x4 2x5 0, 4x1 x2 x3 x4 4,

 

 

 

 

 

2x2 2x3 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3 4x4 3,

4x1

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 5x2

 

 

 

 

3x2 x3

 

x5 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x3 2x4 2.

3x1

 

 

 

 

 

4x1 3x2

 

07

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 4x2 x3 2x4 5x5 0, 3x1 x2 x3 4x4 5,

 

 

 

4x2

 

5x3

 

x4 4x5 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

x1 x2 5x3 x4 4,

 

 

4x 3x

2

 

x

3

 

x

4

3x

5

0;

2x 5x

2

 

3x

3

2x

4

6.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 x2 3x3 x4 2x5 0,

 

2x1 4x2 x3 2x4 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2

3x3 2x4 0,

2x1 2x2 x3 x4 x5 0,

5x1

2x x

2

2x

4

4x

5

0;

 

 

x 6x

2

 

 

2x

3

 

3x

4

 

1.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

332 Расчетно-графическая работа

09

3x1 4x2 3x3 5x4 x5 0,

2x1 3x2 5x3 3x4 1,

 

 

4x2

2x3 3x4 5x5 0,

 

x2 x3 2x4 2,

3x1

x1

4x 3x

2

2x

3

x

4

5x

5

0;

3x 4x

3

5x

4

1.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 2x2 3x3 x4 2x5 0,

5x1 4x2 5x3 3x4 5,

 

 

2x3

x4 2x5 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

x1 2x2 x3 x4 2,

 

 

4x2

2x3 6x4 3x5 0;

 

 

 

x3 4.

 

5x1

4x1 x2

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 4x2 2x3 3x4 4x5 0,

4x1 2x2 5x3 5x4 5,

 

2x2

4x3 3x4 3x5 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1

5x1 2x3 x4 0,

 

x2 2x3 6x4 x5 0;

 

 

 

x3 2x4 3.

6x1

x1 3x2

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 3x2 5x3 x4 3x5 0,

x1 x2 4x3 x4 1,

 

 

2x2 2x3 x4 2x5 0,

 

2x2

4x3 x4 2,

4x1

2x1

 

 

x2 4x3 6x5 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1

 

 

 

 

x1 2x2 x3 2.

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 5x2 3x3 4x4 x5 0,

4x1 3x2 x3 4x4 2,

 

5x2

 

x3 2x5 0,

 

 

 

 

 

2x2

5x4 1,

x1

 

 

 

 

 

x1

2x 2x

2

6x

3

3x

4

4x

5

0; 2x x

2

5x

4

3.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1 x2 4x3 x4 4x5 0,

4x1 2x2 4x3 3x4 4,

 

 

2x2 5x4 4x5 0,

 

 

 

 

 

 

3x3 5x4 1,

4x1

 

 

 

x1 x2

 

 

4x2 x3 3x4 2x5 0;

 

3x3

3x4 5.

3x1

4x2

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x1 4x2 4x3 2x4 5x5 0,

2x1 3x2 4x3 4x4 3,

 

 

4x2

2x3 x4

4x5 0,

 

 

x2

5x3 x4 5,

2x1

2x1

4x

3x

2

4x

3

x

4

5x

5

0;

2x

2x

2

4x

3

2.

 

1

 

 

 

 

 

 

1