- •Тема 1. Матрицы и действия над ними
- •1.11. Какие матрицы называются перестановочными ?
- •2. Решение задач
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •4. Варианты проверочных работ
- •Тема 2. Определители. Свойства и
- •Ключевые вопросы теории. Краткие ответы
- •1.1. Что называется определителем?
- •1.2. Как вычисляется определитель второго
- •1.3. Как вычисляется определитель третьего
- •1.4. Что называется минором элемента матрицы
- •1.5. Что называется алгебраическим дополнением
- •1.6. Сформулировать теорему, которую используют при вычислении определителей любого порядка.
- •1.7. Каковы рациональные способы вычисления
- •1.8. Как получить нули в какой-либо строке (или
- •1.9. Как решается система n линейных уравнений
- •2. Решение задач
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •4. Варианты проверочных работ
- •Тема 3. Обратная матрица. Решение
- •1. Ключевые вопросы теории. Краткие ответы
- •1.5. Как решить матричное уравнение ?
- •1.6. Изложить суть матричного метода решения
- •2. Решение задач
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •4. Варианты проверочных работ
- •Тема 4. Ранг матрицы
- •1. Ключевые вопросы теории. Краткие ответы
- •Пусть дана матрица а размерности (m X n) и пусть число
- •1.6. Какие преобразования называются
- •2. Решение задач
- •Решение. Найдем минор второго порядка, отличный от нуля, и зафиксируем его.
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •Тема 5. Системы линейных уравнений
- •1. Ключевые вопросы теории. Краткие ответы
- •Теорема Кронекера-Капелли. Система линейных уравнений совместна тогда и только тогда, когда ранг ее основной матрицы равен рангу расширенной матрицы.
- •1.9. Сформулировать правило решения совместной системы линейных уравнений.
- •1.10. Изложить суть метода Гаусса решения систем m линейных уравнений с n неизвестными.
- •1.11. Какие системы называются однородными ?
- •1.12. Однородная система является частным случаем неоднородной системы линейных уравнений. Каковы особенности ее решения ?
- •2. Решение задач
- •Решение. Запишем расширенную матрицу системы
- •Решение. Запишем основную матрицу системы
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •4. Варианты проверочных работ
- •Тема 6. Линейное векторное пространство
- •1. Ключевые вопросы теории. Краткие ответы.
- •1.1. Дать определение линейного векторного
- •Система векторов , ,…, называется линейно зависимой, если существуют числа 1, 2, … , n, не все равные нулю, такие, что
- •Коэффициенты , , …, этого разложения определяются однозначно и называются координатами вектора в базисе , , …, .
- •1.8. Сформулировать теорему, позволяющую судить о линейной независимости векторов, заданных своими координатами.
- •1.10. Сформулировать теорему, устанавливающую связь между координатами вектора в различных
- •1.11.Что называется линейным преобразованием?
- •1.12. Сформулировать определение матрицы линейного преобразования.
- •2. Решение задач
- •Ранг матрицы равен числу векторов, значит, эти векторы линейно независимы и образуют базис. Матрица а является матрицей перехода тв в от базиса в к базису в или матрицей линейного преобразования:
- •Запишем разложение вектора по базису в в векторной и матричной формах:
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •Тема 7. Собственные значения и собственные векторы линейного преобразования. Квадратичные формы
- •1. Ключевые вопросы теории. Краткие ответы
- •1.1. Что называется характеристическим уравнением линейного преобразования ? Характеристическим уравнением линейного преобразования называется уравнение
- •1.2. Зависит ли характеристическое уравнение от
- •Ненулевой вектор линейного пространства называется собственным вектором линейного преобразования f этого пространства, если существует число k, такое, что
- •Числа a11, a12, a21, a22 называются коэффициентами квадратичной формы.
- •Матрица
- •1.12. Дайте определение характеристического
- •2. Решение задач
- •Решение. Запишем матрицу квадратичной формы
- •3. Банк задач для самостоятельной работы
- •4. Варианты проверочных работ
- •Библиографический список
3. Банк задач для самостоятельной работы
1. Даны матрицы
А =
В
=
.
Найти матрицы: 3А, 2B, 3A + 2B, A – B, 3A – 2B.
2. Даны матрицы
А =
,
В =
, С
=
,
D
=
, E
= (4 0 -2 3 1), F =
.
Указать все произведения матриц, которые имеют смысл и найти эти произведения.
Ответ. АВ =
ВА
=
СА =
CB
=
DF
=
FE
=
.
3. Вычислить произведение матриц
. Ответ.
.
В задачах 4 – 6 вычислить:
4.
5.
6.
Ответ. 4.
5.
6.
.
В задачах 7 – 9 найти все матрицы, перестановочные с данной.
7.
.
Ответ.
,
где а и b – любые
числа.
8.
Ответ.
,
где а и b – любые
числа.
9.
Ответ.
,
где а, b, c
– любые числа.
4. Варианты проверочных работ
Даны матрицы А, B, C, D. Указать все произведения матриц, которые имеют смысл и найти два из них.
1. А = (1
0 1), B =
,
C =
,
D =
.
2. А =
,
B =
,
C =
,
D = (3 -4).
3. А =
,
B =
,
С =
,
D = (2 0 5 1).
4. А = (2
8 7), B =
,
C =
,
D =
.
5. А =
,
B =
,
C = (5 0 7), D =
.
А = (1 1), B =
,
C =
,
D =
.
7.
A =
,
B =
,
C =
,
D = (7 6 4).
8.
A =
,
B =
,
C = (1 2 3), D =
.
9.
A =
,
B =
,
C = (-5 0 3), D =
.
A =
,
B =
,
C =
,
D = (-4 5 6),
Тема 2. Определители. Свойства и
ВЫЧИСЛЕНИЕ. МЕТОД КРАМЕРА
Ключевые вопросы теории. Краткие ответы
1.1. Что называется определителем?
Определителем или детерминантом квадратной матрицы А порядка n называется число, вычисляемое по определенному правилу по элементам матрицы. Определитель матрицы А порядка n обозначается через n А или det A.
1.2. Как вычисляется определитель второго
порядка ?
Он вычисляется по правилу:
=
а11
а22
– а21
а12.
1.3. Как вычисляется определитель третьего
порядка ?
Он вычисляется по правилу:
=
а11
а22
а33
+ а21
а32
а13
+ а12
а23
а31
–
а31 а22 а13 - а21 а12 а33 – а11 а32 а23.
Каждое слагаемое алгебраической суммы в правой части последней формулы есть произведение элементов определителя, взятых по одному и только одному из каждой строки и каждого столбца. Каждому произведению приписывается знак. Для того, чтобы запомнить, какие произведения берут со знаком плюс, какие со знаком минус, полезно правило треугольников, схематически изображенное на рисунке:
+ -
1.4. Что называется минором элемента матрицы
порядка n ?
Минором Мij элемента аij квадратной матрицы А порядка n называется определитель порядка (n – 1), полученный из элементов матрицы А после вычеркивания из нее строки с номером i и столбца с номером j, на пересечении которых стоит в матрице А элемент аij.
1.5. Что называется алгебраическим дополнением
элемента матрицы порядка n ?
Алгебраическим дополнением элемента аij порядка n называется минор этого элемента Мij, взятый со знаком (-1) i + j:
Aij = (-1) i + j Мij.
1.6. Сформулировать теорему, которую используют при вычислении определителей любого порядка.
Теорема. Определитель квадратной матрицы равен сумме произведений элементов какой-либо строки (или столбца) на их алгебраические дополнения.
Следствие. Определитель треугольной матрицы равен произведению элементов, стоящих на ее главной диагонали.
