3. Банк задач для самостоятельной работы
В задачах 1 – 7 исследовать систему на совместность и, если она совместна, найти ее общее решение.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ответ. 1) система несовместна; 2) r = 2, x = -1 – 2 t,
y = 1 + t, z = t; 3) r = 3, x1 = 1, x2 =2, x3 = -2; 4) r = 2,
x1
=
,
x2 =
,
x3 =
t1,
x4 =
t2;
5) cистема несовместна; 6) r =2, x1 = t1, x2 = t2,
x3
=
,
x4 =
,
7) система несовместна.
В задачах 8 – 13 найти общее решение следующих однородных систем:
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Ответ. 8) t (3, 1, 5); 9) (2 t1 + 3 t2, t1, t2); 10) (0, 0, 0);
11)
(t1,
t2, -
t1 + 5
t2,
t1 - 7
t2);
12) (8 t1 -
7 t2,
- 6 t1 +
5 t2,
t1, t2); 13) (0, 0, 0).
В задачах 14 – 19 решить системы:
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Ответ. 14) не имеет решения; 15) имеет
бесконечно много решений: x
= t, y =
;
16) x = y = z
= 1; 17) x = 1, y
= 3,
z = 5; 18) имеет бесконечно много решений: x = 2 t – 1,
y = t + 1, z = t; 19) не имеет решений.
В задачах 20 - 25 найти все решения однородной системы двух линейных уравнений с тремя неизвестными:
20.
21.
22.
23.
24.
25.
Ответ. 20) х = -2 t, y = 7 t, z = 4 t;
х = 2 t, y = 3 t, z = 0;
х = 0, y = t, z = 3 t;
х = 0, y = t, z = 2 t;
х = t, y = 5 t, z = 11 t;
х = 3 t, y = 4 t, z = 11 t.
4. Варианты проверочных работ
Исследовать систему на совместность и, если она совместна, найти ее общее решение.
1.
2.
Ответ.
. Ответ.
.
3.
4.
Ответ.
(-7 + 3 t, 10 t – 29, t). Ответ.
.
5.
6.
Ответ.
. Ответ.
.
7.
8.
Ответ.
(21 + 11 t, 12 + 6 t, t). Ответ.
.
9.
10.
Ответ.
. Ответ.
.
Тема 6. Линейное векторное пространство
1. Ключевые вопросы теории. Краткие ответы.
1.1. Дать определение линейного векторного
пространства.
Линейным векторным пространством называется множество V элементов произвольной природы, в котором определены операции сложения элементов и умножения элемента на действительное число, удовлетворяющие аксиомам: для любых х V, y V, R, R, где R – множество вещественных чисел справедливы равенства:
х + у = у + х.
(х + у) + z = x + (y + z).
3. Существует нулевой элемент 0 V, обладающий свойством: 0 + x = x + 0 = x для любого х V.
4. Для любого элемента х V существует противоположный элемент –х, такой, что х + (-х) = -х + х = 0.
5. 1 х = х.
( х) = ( ) х.
(х + у) = х + у.
8. ( + ) х = х + х.
1.2. Что называется линейной комбинацией векторов ?
Пусть
,
,…,
- векторы (элементы) векторного линейного
пространства, 1,
2,
… , n
– числа. Вектор
=
1
+ 2
+ … + n
называется линейной комбинацией
векторов
,
,…,
.
1.3. Какая система векторов называется линейно
независимой (соответственно линейно зависимой) ?
Система векторов , ,…, называется линейно зависимой, если существуют числа 1, 2, … , n, не все равные нулю, такие, что
1 + 2 + … + n = 0.
Если последнее равенство выполняется только в том случае, когда 1 = 2 = … = n = 0, то система векторов
, ,…, называется линейно независимой.
1.4. Сформулировать определение n-мерного
векторного пространства.
Линейное пространство V называется n-мерным, если в нем существуют n линейно независимых векторов, а любые
n + 1 векторы являются линейно зависимыми. Число n называется в этом случае размерностью линейного пространства V.
1.5. Что называется базисом n-мерного линейного
пространства ?
Базисом n-мерного линейного пространства Vn называется любая упорядоченная система n линейно независимых векторов этого пространства.
1.6.
Дать определение координат вектора
в базисе
,
,
…,
.
Теорема. Если , , …, - базис линейного n-мерного пространства Vn, то любой вектор этого пространства можно представить как линейную комбинацию векторов , , …, , то есть
= 1 + 2 + … + n .
Последнее равенство называется разложением вектора по базису , , …, .