Практикум по АГиЛА
.pdfимеем X = |
3 |
1 |
|
1 |
|
9 |
14 |
|
: Найдём Q = 1=5 |
2 |
1 |
(см. 3.1.1.). |
|||
|
1 |
2 |
|
8 |
13 |
|
8 |
13 |
1 3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 3 |
|
3 |
5 |
|
||||
В итоге получим X = 1=5 |
2 |
|
1 |
9 |
14 |
= |
2 |
3 |
: |
||||||
Замечание. Обратная матрица второго порядка строится по правилу: элементы главной диагонали меняем местами, элементы побочной диагонали берём с противоположным знаком, умножаем полученную матрицу
на число, обратное определителю исходной матрицы. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3x1 |
+2x2 +x3 = 5; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3.1.3. Решить систему |
< x1 |
+5x2 |
|
= |
|
|
3 |
по правилу Крамера. |
|||||||||||||
8 |
2x1 |
x2 +x3 |
= |
|
6; |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
Расширенная матрица системы имеет вид: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A = (A B) = 0 2 1 1 |
6 |
1; A = |
0 2 1 1 |
1; B = |
0 6 |
1: |
|||||||||||||||
|
|
|
3 |
2 |
|
1 |
5 |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
j |
|
@ 1 5 0 |
3 A |
@ 1 5 0 A |
|
|
|
@ 3 A |
|||||||||||||
Находим d = A |
= |
|
2: Вычисляем |
d1 = |
|
6 |
1 |
1 |
|
= 4 (здесь |
|||||||||||
|
|
j |
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
5 |
0 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определитель d1 вычисляется от матрицы A, у которой |
первый |
столбец за- |
|||||||||||||||||||
менён на столбец B свободных членов). Аналогично, |
для d2 сделаем |
замену |
|||||||||||||||||||
во втором столбце и в d3 – в третьем столбце: |
|
|
|
|
|
= 2: |
|
|
|
||||||||||||
|
d2 = 2 6 1 = 2; d3 = |
2 1 |
|
6 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
3 |
5 |
1 |
|
|
3 |
|
2 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 0 |
|
1 5 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d3=d = 1. |
|
|||||
Следовательно, |
= d1=d = 2; x2 = d2 |
=d = |
|
1; x3 = |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Задачи для самостоятельного решения
Для данных матриц найти обратные: |
sin |
cos |
||||||||||||||||
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
5 |
7 |
|
|
|
|||||
3.2.1. |
0 |
1 |
2 |
|
: 3.2.2. |
|
3 |
4 |
0 |
: 3.2.3. |
cos |
sin |
||||||
3.2.4. |
6 |
|
3 |
4 |
1 |
: |
3.2.5. |
2 |
1 |
1 |
1 |
: |
|
|||||
|
@ |
2 |
|
5 |
7 |
A1 |
|
|
|
@ |
1 |
2 |
2 |
A |
|
|
||
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
2 |
2 |
1 |
|
|
||||||
|
0 |
5 |
2 |
3 |
|
|
1: |
|
|
|
|
|
||||||
3.2.6. |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
B |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
B |
|
|
|
|
|
1 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
@ |
1 |
|
1 |
1 |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
:
10
Решить матричные уравнения |
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
X = |
13 |
11 |
. |
|
|
|||||||||||||||||||||
3.2.7. |
3 |
4 |
|
X = |
5 |
9 |
. 3.2.8. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
|
|
|
3.2.9. X |
|
5 4 5 6 |
|
|
|
|
|
|
|
2 3 16 26 |
|||||||||||||||||||||||||
|
3 |
2 |
|
|
= |
1 |
2 |
. 3.2.10. X |
|
|
1 |
|
2 |
|
= |
4 |
7 . |
||||||||||||||||||
|
|
|
5 2 |
|
|
7 8 9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
3.2.11. |
|
|
|
3 1 |
|
|
X |
|
5 |
6 |
= |
14 |
16 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Найти значение функции w(x) при x = A: |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
3.2.12. w(x) = x2 3x + 2x 1; A = |
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.13. w(x) = x |
|
|
|
8x 1 + 16x 2; A = |
0 |
|
0 |
2 |
|
1 |
: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
2 |
1 |
|
0 |
|
A |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Решить системы уравнений по правилу Крамера: |
|
|
= 18: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2x1 |
+7x2 |
= 81: |
|
|
|
|
|
3x1 |
|
+4x2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
3.2.14. |
|
|
|
3x1 |
5x2 |
= |
13; |
|
3.2.15. |
|
3x1 |
|
4x2 |
= |
6; |
|
|
|
|
||||||||||||||||
3.2.16. |
8 x1 |
|
+x2 |
+3x3 |
= |
16; |
3.2.17. |
8 |
2x1 3x2 |
7x3 |
= 10; |
||||||||||||||||||||||||
|
|
< |
2x1 |
|
|
= 5; |
|
|
|
|
|
< |
x1 |
+ x2 |
2x3 |
|
= 6; |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
5x2 |
|
x3 = 10: |
|
|
|
|
|
5x1 + 2x2 + x3 |
|
= 16: |
|||||||||||||||||||||
|
|
: |
4x1 |
+4x2 +5x3 +5x4 |
= 0; |
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
3.2.18. |
8 |
2x1 |
+2x2 |
+3x3 |
|
|
x4 |
= 10; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
> x1 |
|
|
|
|
4x4 |
= |
7; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
> x1 +2x2 +x3 |
|
|
|
|
= 1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
> |
2x1 |
|
x2 +3x3 +2x4 = 4; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3.2.19. |
8 |
3x1 |
+3x2 +3x3 +2x4 = 6; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
> |
3x1 |
|
|
x2 |
|
|
|
2x4 |
= |
6; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
> |
3x1 x2 +3x3 x4 = 6: |
|
|
|
|
2x1 |
|
|
3x2 + x3 = |
|
7; |
||||||||||||||||||||||
|
|
> |
5x1 |
+8x2 +x3 |
|
= 2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
: |
|
|
2x2 |
|
|
|
|
|
7; 3.2.21. 8 x1 + 4x2 + 2x3 |
|
|
||||||||||||||||||||||
3.2.20. |
8 |
3x1 |
+6x3 |
|
= |
|
= 1; |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
< |
2x1 |
+x2 |
|
x3 |
|
= 5: |
|
|
|
|
< x1 |
|
4x2 |
|
= |
|
5: |
||||||||||||||||
Ответы:. |
3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
: |
|
|
|
|
cos |
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
sin |
|
|
|||||||||||||||||||||
3.2.1. |
1 |
|
|
4 |
2 |
|
|
|
: 3.2.2. |
|
|
7 |
|
4 |
|
: |
3.2.3. |
|
|
cos |
sin |
|
: |
||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
6 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3.2.4. 0 |
38 |
|
41 |
|
34 1: 3.2.5. |
|
|
0 |
4 |
3 |
|
5 |
|
1: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
@ |
|
27 29 24 |
A |
|
|
|
|
|
@ |
6 6 3 |
|
A |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
11
3.2.6. 1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
: 3.2.7. |
1 |
1 |
: 3.2.8. |
2 4 |
: |
||||||||||
|
|
|
B |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
C |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 1 |
|
|||||
|
|
|
1 |
1 1 1 |
|
|
|
3 |
|
|
|||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
@ |
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5 4 |
: 3.2.10. |
4 6 |
|
|
3 4 |
|
|
||||||||||||||||
3.2.9. |
|
|
3 |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
1 |
: 3.2.11. |
1 2 |
: |
|
|
||||||
3.2.12. |
0 |
3 |
: 3.2.13. |
0 |
2 |
1 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
||
0 0 2
3.2.14. x1 = 16; x2 = 7. 3.2.15. x1 = 2; x2 = 3.
3.2.16. x1 = 1; x2 = 3; x3 = 5. 3.2.17. x1 = 3; x2 = 1; x3 = 1.
3.2.18.x1 = 1; x2 = 1; x3 = 2; x4 = 2.
3.2.19.x1 = 2; x2 = 0; x3 = 0; x4 = 0.
3.2.20.x1 = 3; x2 = 2; x3 = 1. 3.2.21. x1 = 1; x2 = 1; x3 = 2.
4.Системы линейных уравнений. Метод Гаусса
См. [1], стр. 18–27.
4.1. Решение типовых задач
4.1.1. Решить систему |
< |
x1 +2x2 |
+5x3 |
= 9; |
|||||
3x1 |
6x2 |
|
x3 |
= 25: |
|||||
8 x1 |
x2 |
|
+3x3 |
= 2; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
Расширенная матрица системы имеет вид: |
||||||||
|
: |
0 1 |
|
|
|
|
1: |
||
|
A = |
1 |
3 |
|
2 |
||||
|
|
|
@ |
1 |
2 |
5 |
|
9 |
A |
|
|
|
3 |
6 |
1 |
25 |
|||
Приведём матрицу A к ступенчатому виду.
Первый шаг. Так как элемент a11 = 1 6= 0, то с помощью элементарных преобразований над строками матрицы добьёмся того, чтобы элементы a21 = 1, a31 = 3 обратились в ноль. Для этого из второй строки вычтем первую; умножим первую строку на 3 и сложим с третьей. В итоге получим матрицу, у которой элементы первого столбца равны нулю, кроме первого.
Второй шаг. Умножим вторую строку на 4 и сложим с третьей, чтобы последний элемент второго столбца был равен нулю. В итоге приведём
матрицу A к ступенчатому виду:
12
A s |
0 0 |
3 |
2 |
11 1 s 0 |
0 |
3 |
2 |
11 1 |
|
1 |
2 |
5 |
9 |
1 |
2 |
5 |
9 |
|
@ 0 |
12 |
16 |
52 A @ 0 |
0 |
8 |
8 A |
|
Последняя матрица определяет систему, которая эквивалентна исходной :
8 |
1 |
3x2 |
2x3 |
= |
11; |
|
|
|
|||
x |
|
+2x2 |
+5x3 |
= |
|
9; |
|
|
|
||
< |
|
|
8x3 |
= |
|
8: |
|
|
|
||
: |
|
|
x |
|
= |
1 x |
|
= |
3 x |
|
= 2 |
Из этой системы легко находим, что |
3 |
|
, |
2 |
|
, |
1 |
. |
|||
4.1.2. Решить систему линейных уравнений, заданную расширенной
матрицей A = 0 |
3 |
1 |
2 |
|
0 |
|
|
|
1 |
1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
B |
1 |
2 |
|
0 |
|
1 |
|
|
3 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
3 |
2 |
2 |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
B |
2 |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
4 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Решение. Приведем@ |
матрицу |
|
A сAпомощью элементарных преобразо- |
|||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
ваний над строками к ступенчатому виду: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
A s |
0 0 |
5 |
2 |
3 |
|
10 |
1 s |
0 0 |
5 |
2 |
3 |
10 1 |
: |
|||||||||
|
B |
1 |
|
2 |
|
0 |
|
1 |
3 |
C B |
1 |
2 |
0 |
1 |
3 |
C |
|
|||||
|
0 |
|
5 |
2 |
3 |
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|||||||||
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
B |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
@ |
0 |
|
5 |
|
2 |
|
3 |
|
10 |
A |
@ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
A |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В итоге имеем, что rang A = r = 2 (число ненулевых строк матрицы A).
Следовательно, количество базисных переменных равно r = 2. В качестве базисных выберем переменные x1 и x2. Остальные переменные в количестве n r, где n = 4 – порядок системы, будут свободными. Это x3 и x4. Перенесём свободные переменные в правую часть и решим т. н. укороченную систему:
x1 2x2 = 3 x4;
5x2 = 10 + 2x3 + 3x4:
Отсюда x2 = 2 + (2=5)x3 + (3=5)x4, x1 = 1 + (4=5)x3 + (1=5)x4. Положим x3 = 5c1, x4 = 5c2, где c1; c2 2 R. Тогда x2 = 2+2c1 +3c2, x1 = 1+4c1 +5c2:
Теперь запишем общее решение в матричном виде:
X общ = |
02 |
+ 2c1 |
+ 3c2 |
1 |
= (1 + 4c1 + 5c2; 2 + 2c1 + 3c2; 5c1; 5c2)T : |
|
|
B |
1 |
+ 4c1 |
+ 5c2 |
C |
|
|
|
5c2 |
|
|||
|
B |
|
5c1 |
C |
|
|
|
@ |
|
|
|
A |
|
13
4.1.3. Решить однородную систему уравнений |
|
+ 2x5 |
= 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
82x1 |
2x2 |
|
|
3x3 |
|
|
|
|
7x4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3x1 |
|
|
+ x2 |
|
|
8x3 |
|
|
|
|
|
+ 2x4 |
|
+ x5 |
= 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
> x1 |
|
+11x2 |
|
|
12x3 |
|
|
|
|
+ 34x4 |
|
|
5x5 = 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
x1 5x2 |
|
|
+ 2x3 |
|
|
|
16x4 |
|
|
|
+ 3x5 = 0: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Найдём фундаментальную систему решений данной одно- |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
родной системы. Элементарными преобразованиями приведём матрицу A |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
к ступенчатому виду: |
|
|
|
|
|
7 2 1 0 1 11 12 34 5 1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A = |
0 2 2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
B |
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
5 |
|
|
2 |
|
16 |
|
|
3 |
C |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
1 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
3 |
|
s |
|
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
s |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
16 |
C B |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
||
|
@ |
1 |
|
|
11 |
|
|
|
|
12 |
|
34 |
5 |
A |
|
|
|
@ |
2 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
7 |
|
|
2 |
A |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
s |
0 0 16 14 |
|
50 8 1 s |
0 0 |
|
8 7 |
|
|
|
25 4 1: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
B |
1 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
2 |
16 |
|
3 |
C B |
1 |
5 |
|
2 |
|
16 |
|
3 |
C |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
0 16 |
|
|
|
|
|
14 |
|
50 |
|
8 |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
B |
|
|
|
|
|
8 7 |
|
25 4 |
C |
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
@ |
0 |
|
|
|
|
A |
|
|
|
@ |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
0 |
A |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Ступенчатая матрица содержит две ненулевые строки, т. е. rang A = 2. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Количество базисных переменных r = 2, а свободных n r = 5 2 = 3. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рассмотрим укороченную систему из первых двух уравнений исходной си- |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
стемы с перенесёнными в правую часть свободными переменными: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x1 2x2 |
|
= 3x3 |
+ 7x4 |
2x5: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3x1 |
+ x2 |
|
= 8x3 |
2x4 |
x5; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Здесь переменные x1; x2 – базисные, а x3; x4; x5 – свободные. Поло- |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
жим x3 = c1, x4 = c2, x5 = c3. Решим укороченную систему по формулам |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Крамера: |
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
3c1 |
|
+ 7c2 |
2c3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 3c1 |
+ 7c2 2c3 |
: |
|
||||||||||||||||||||||||||||
d = |
|
3 1 |
|
= |
|
|
|
|
8; d1 = |
8c1 |
2c2 c3 |
|
|
1 ; d2 = |
|
3 8c1 |
|
2c2 |
c3; |
|
; |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
d1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
x |
= |
|
|
|
= |
|
|
|
( |
19c |
|
|
3c |
|
+4c |
); |
|
|
x |
|
= |
|
= |
|
|
|
|
( |
7c |
+25c |
|
4c |
): |
|
|
|
||||||||||||||||
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
8 |
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
Теперь строим фундаментальную систему решений данной однородной |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
системы. Для этого положим c1 = 1, c2 = c3 = 0 и найдём E1. Далее, |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
положим c1 = c3 = 0, c2 = 1 и получим E2; положим c1 = c2 = 0, c3 = 1, |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
получим E3. В итоге имеем: |
|
|
|
0 25=81 |
|
|
|
0 |
1=2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
7=8 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19=8 |
|
|
|
|
|
|
3=8 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
1=2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
E1 |
= B |
|
|
|
0 |
C; E2 = B |
|
|
1 |
|
|
; E3 = B |
0 |
|
C |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
B |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
1 |
C |
|
|
|
|
B |
|
|
0 |
|
|
C |
|
|
|
B |
0 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
B |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
@ |
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
@ |
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
14
Векторы E1; E2; E3 образуют фундаментальную систему решений (ФСР), т. е. являются n r линейно независимыми решениями однородной системы линейных уравнений. Общее решение имеет вид Xодн = c1E1 + c2E2 + c3E3, ci 2 R.
4.1.4. Найти общее решение неоднородной системы уравнений с расши-
ренной матрицей A = |
0 |
4 |
0 |
1 |
7 |
|
3 |
1 |
: |
|
|
|
B |
2 |
1 |
1 |
3 |
|
2 |
C |
|
|
|
2 |
3 |
4 |
2 |
|
3 |
|
||
|
|
B |
0 |
2 |
|
|
|
1 |
C |
|
|
|
|
3 |
1 |
|
|
|
|||
Решение. |
Приводим матрицу к |
|
ступенчатому виду и убеждаемся, что |
|||||||
|
||||||||||
|
@ |
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
rang A = rang A = 2. Следовательно, исходная система совместна (теорема Кронекера-Капелли). Так как rang A = r = 2, то число базисных неизвестных равно двум; тогда n r = 2 – число свободных неизвестных. Разыс-
|
|
|
(1) |
2 |
1 |
киваем минор второго порядка, отличный от нуля. Выберем M2 |
= 4 |
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
(можно взять любой другой минор второго порядка, отличный от нуля). |
|||||
Тогда x1, x2 – базисные переменные, x3, x4 – свободные переменные. В ито- |
|||||
|
2x1 + x2 = 2 + x3 + 3x4; |
|
|
||
ге имеем укороченную систему 4x1 |
|
= 3 x3 + 7x4: Решая укоро- |
|||
ченную систему, получаем общее решение: |
= X одн + Xч. неодн: |
|
|
||
Xобщ = 01=2 + 3c1=2 c2=21 |
|
|
|||
3=4 |
c1=4 + 7c2=4 |
C |
|
|
|
B |
c2 |
|
|
|
|
B |
c1 |
C |
|
|
|
@ |
|
A |
|
|
|
Здесь Xодн = c1E1 + c2E2; c1; c2 2 R – общее решение однородной системы, соответствующей данной, а Xч. неодн = (3=4; 1=2; 0; 0)T – частное решение неоднородной системы (получающееся из общего решения при c1 = c2 = 0). E1 и E2 – ФСР однородной системы:
E1 |
= |
0 3=2 |
1 |
; E2 |
= 0 1=21 |
: |
|||
|
|
B |
1=4 |
|
B |
7=4 |
C |
|
|
|
|
0 |
C |
|
1 |
|
|||
|
|
B |
1 |
C |
|
B |
0 |
C |
|
|
|
@ |
|
A |
|
@ |
|
A |
|
4.2. Задачи для самостоятельного решения
Исследовать на совместность и найти общее решение систем
8
<2x1 x2 +x3 = 2;
4.2.1.x1 +2x2 +3x3 = 1;
: x1 3x2 2x3 = 3:
15
8
< x1 +2x2
4.2.2.2x1 +x2
: x1 x2
8
> 3x1 2x2
>
4.2.3. < 2x1 3x2
> x1 +2x2
>
: x1 x2
8
> x1 +x2
>
4.2.4.< 3x1 x2
2x1 +3x2>
>
: 3x1 +2x2
8
<2x1 +7x2
4.2.5.3x1 +5x2
: 9x1 +4x2
8
< 3x1 5x2
4.2.6.7x1 4x2 : 5x1 +7x2
8
> 3x1 +2x2
>
>
> 2x1 +3x2
<
4.2.7.9x1 +x2
>
> 2x1 +2x2
>
>
: 7x1 +x2
4x3 = 1;5x3 = 1;
x3 = 2:
5x3 +x4 = 3; +x3 +5x4 = 3;4x4 = 3;4x3 +9x4 = 22:
6x3 4x4 = 6;6x3 4x4 = 2; +9x3 +2x4 = 6; +3x3 +8x4 = 7:
+3x3 +x4 = 6;
+2x3 +2x4 = 4; +x3 +7x4 = 2:
+2x3 +4x4 = 2; +x3 +3x4 = 5;4x3 6x4 = 3:
+2x3 +2x4 = 2;
+2x3 +5x4 = 3; +4x3 5x4 = 1; +3x3 +4x4 = 5; +6x3 x4 = 7:
|
8 |
2x1 |
x2 |
+x3 |
+2x4 |
+3x5 |
= 2; |
4.2.8. |
6x1 |
3x2 +2x3 |
+4x4 |
+5x5 |
= 3; |
||
> |
6x1 |
3x2 |
+4x3 |
+8x4 |
+13x5 |
= 9; |
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
4x1 2x2 +x3 |
+x4 |
+2x5 |
= 1: |
||
Найти |
фундаментальную систему решений и общее решение: |
||||||
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
<3x1 +2x2 +x3 = 0;
4.2.9.2x1 +5x2 +3x3 = 0;
: |
3x1 +4x2 +2x3 = 0: |
|
|||||
|
x1 |
+2x2 +4x3 |
3x4 = 0; |
||||
4.2.10. |
8 |
3x1 |
+5x2 +6x3 |
4x4 |
= 0; |
||
|
> |
4x1 |
+5x2 |
2x3 |
+3x4 = 0; |
||
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
< |
5x1 |
+6x2 |
|
|
+4x5 = 0; |
|
|
> |
2x3 +7x4 |
|||||
|
> |
3x1 |
+8x2 |
+24x3 |
19x4 = 0: |
||
|
: |
|
|
|
|
|
|
4.2.11. |
8 |
2x1 |
+3x2 |
x3 |
+4x4 |
+2x5 = 0; |
|
> |
7x1 |
+9x2 |
3x3 |
+5x4 |
+6x5 = 0; |
||
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
< |
5x1 |
|
|
|
+6x5 = 0 |
|
|
> |
+9x2 3x3 +x4 |
|||||
|
> |
|
|
|
|
|
|
:
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a2x +3x |
|
|
+2x |
= |
0; |
|
||||
4.2.12. Найти все a, при которых система |
< 8x1 |
+x2 |
|
+4x3 |
= 0: |
|
|||||||||||||||||||||||||
8 ax11 |
x22 |
|
+x33 |
= 0; |
|
||||||||||||||||||||||||||
имеет нетривиальное решение, и построить это:решение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
4.2.1. Несовместна. 4.2.2.(2c |
|
1; c+1; c)T |
. 4.2.3.( |
|
1; 3; |
|
2; 2)T . |
|||||||||||||||||||||
Ответы.1 |
|
3 |
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
. |
||||||
4.2.4. (0; 2; 3; |
2) |
|
. 4.2.5. ( 2=11 + c1 9c2; 10=11 5c1 + c2; 11c1; 11c2) |
|
|||||||||||||||||||||||||||
4.2.6. Несовместна. 4.2.7. ( 6=7 + 8c=7;T1=7 13c=7; 15=7 6c=7; |
c)T : |
||||||||||||||||||||||||||||||
( |
|
1=2 + c |
|
+ c |
; 2c |
; 3 |
|
8c |
; 0; 2c |
) : |
4.2.9. TСистема имеет |
только |
|||||||||||||||||||
4.2.8. |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
T |
|
|||||||||||
тривиальное решение. |
4.2.10. E |
|
= (8; |
|
|
6; 1; 0) , E2 = ( |
|
7; 5; 0; 1) : |
|||||||||||||||||||||||
4.2.11. |
E |
1 = |
(0; 1; 3; 0; 0)T |
, |
E1 |
= (0; |
|
|
2; 0; 0; 3)T : |
|
|
|
a = 2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
T |
|
4.2.12. |
|
|
|
|
, |
||||||||
E1 = (1; 0; |
2) и a = 4, E1 = (5; 24; 4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
5. Прямая на плоскости
См. [1, с. 40–42].
5.1. Решение типовых задач
5.1.1.Через данную точку M(2; 5) провести прямые, проходящие параллельно и перпендикулярно прямой 3x 4y + 15 = 0.
Решение. Запишем заданную прямую в виде y = 3x=4 + 15=4. Уравнение параллельной прямой будем искать в виде y = kx + b, где k = 3=4. Величину b найдём, подставив координаты точки M в уравнение искомой прямой: 5 = (3=4) 2 + b. Отсюда b = 7=2: В итоге уравнение примет вид y = 3x=4 + 7=2, или 3x 4y + 14 = 0:
Для перпендикулярной прямой y = k1x + b1 угловой коэффициент найдём из условия kk1 = 1, откуда k1 = 4=3. Далее, подставив координаты точки M, определим b1 = 23=3 и запишем уравнение в виде 4x+3y 23 = 0.
5.1.2. В треугольнике ABC с заданными координатами вершин A(3; 7), B(5; 2), C( 1; 0) найти уравнение медианы AD и её длину.
Решение. Найдём координаты точки D середины стороны BC:
x = |
5 |
1 |
, y = |
2 + |
0 |
, т. е. D(2; 1). По двум точкам запишем уравнение |
|||||||||||||||||||||||||
2 |
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
(AD) |
|
|
x 3 |
= y ( 7) |
|
|
|
8x + y |
|
|
17 = 0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
прямой |
|
|
: |
|
2 3 |
|
|
1 ( 7) |
|
, или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Длина медианы |
||||||||||
равна jADj = |
|
|
(2 3)2 + (1 + 7)2 |
= p |
|
|
|
= p |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 + 64 |
65 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
5.1.3. |
Найти точку C, симметричную A( |
1; 5) относительно прямой, |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
проходящей через точки B(3; 4) и D(1; 4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(BD) |
|
|
x 3= y 4 |
|
4x |
|
y |
|
8 = 0 |
|||||||||
Решение. Уравнение прямой |
|
|
: |
|
|
|
|
|
, или |
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||||
|
|
1 3 |
|
4 4 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
17
Как в примере 5.1.1, проведём через точку A прямую, перпендикулярную прямой (BD): x + 4y 19 = 0. Теперь найдём точку O – основание перпендикуляра из точки A на прямую BD. Координаты т. O являются ре-
шением системы линейных уравнений |
x + 4y 19 |
= 0; |
откуда O(3; 4). |
4x y 8 |
= 0; |
Далее воспользуемся формулами деления отрезка пополам, поскольку точ-
ка O – это середина отрезка AC. Пусть C(a; b), тогда a 1 = 3, b + 5 = 4 2 2
иC(7; 3).
5.1.4.Составить уравнение биссектрисы внутреннего угла A треугольника ABC, где A(3; 1), B( 1; 7), C(5; 2).
Решение. 1-й способ. По теореме о биссектрисе внутреннего угла тре- |
||||||||||||||||||||||||||||||
угольника BD : DC = AB : AC, где точка D – основание биссектрисы. Вы- |
||||||||||||||||||||||||||||||
числим jABj = 4 |
p |
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5, jACj = |
|
5, т. е. BD : DC = 4 : 1. Применим формулы |
||||||||||||||||||||||||||||
деления отрезка BC в отношении = 4: xD = |
xB + xC |
= |
|
|
1 + 4 5 |
= |
|
19 |
, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
5 |
||||||||||||||||||||||||
yD = |
B1 + C = |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + |
5 |
|
5 |
|
; |
|
|||||||||||
|
|
= 5. По двум точкам A(3; 1) и D |
|
5 |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
y |
+ y |
|
7 + 4 |
( 2) |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 3 |
= y+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
y |
|
4=0 |
|
|||||||||
найдём уравнение искомой биссектрисы: |
|
|
|
|
, т. е. |
|
|
. |
||||||||||||||||||||||
19=5 3 |
1=5+1 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2-й способ. Согласно свойству биссектрисы она состоит из тех и только тех точек, которые одинаково удалены от сторон угла. Уравнения сторон AB и AC – это 2x + y 5 = 0 и x + 2y 1 = 0 соответственно. Теперь найдём и приравняем расстояния от некоторой точки M(x; y) до этих прямых:
j2x + y 5j = jx + 2y 1j |
|
2x + y |
|
5 = |
|
(x + 2y |
|
1) |
||||
p |
|
p |
|
|
, т. е. |
|
|
|
|
|
|
. Мы получи- |
5 |
5 |
|
|
|
||||||||
ли уравнения биссектрис внутреннего и внешнего углов при вершине A: x y 4 = 0 и x + y 2 = 0. Чтобы понять, какое уравнение отвечает биссектрисе внутреннего, а какое – внешнего угла, подставим координаты точек B и C в каждое из этих уравнений. Эти точки лежат по разные стороны от биссектрисы внутреннего угла, и при подстановке в левую часть уравнения получаются числа разных знаков. При подстановке в уравнение биссектрисы внешнего угла левая часть даёт величины одного знака, поскольку эти точки лежат по одну сторону от этой прямой. Таким образом, x y 4 = 0 – уравнение биссектрисы внутреннего угла при вершине A, а x + y 2 = 0 – уравнение биссектрисы внешнего угла.
5.1.5. Через данную точку M(3;4) провести прямую под углом 60 к прямой 2x + 3y + 6 = 0.
Решение. Уравнение прямой, проходящей через точку M, имеет вид y 4 = k (x 3). Угловой коэффициент k найдём из формулы угла между
18
прямыми |
|
|
1 + k1k |
|
|
|
k + 2,=3 |
|
|
|
|
|
|
k + 2=3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
. Здесь |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
tg ' = |
|
k k1 |
|
|
' = 60 k |
|
|
|
= |
2=3 (находим из прямой |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
||
2x + 3y + 6 = 0). Имеем |
tg 60 = |
|
|
|
|
|
|
, т. е. |
|
|
|
|
= 3. Это |
||||||||||||||||
1 |
|
2k=3 |
1 |
|
2k=3 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
13 |
3 |
|
|
|
|
|
24 + 13 |
3 |
|||||||
уравнение имеет два решения: 1) |
k |
= |
|
|
|
|
|
|
|
и 2) k = |
|
|
|
|
. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подставив найденные значения k, получим уравнения искомых прямых: |
|||
p |
p |
p |
p |
1)(24 13 3)x 3y 20+13 3 = 0 и 2) (24+13 3)x 3y 20 13 3 = 0.
5.1.6.Даны две противоположные вершины квадрата A(2; 1) и C(4; 5). Найти координаты двух других вершин B и D.
j j |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
, но j |
|
|
|
j j |
|
|
|
j, |
|
|
p |
|
1 |
1 |
|
||||||||
Решение. |
Пусть B(x1 |
; y1). Вычислим jABj = |
|
(x1 2)2 |
+ (y1 1)2, |
||||||||||||||||||||||||||||||
вой |
|
p |
|
|
4)2 + (y |
|
5)2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
отсюда x +2y = 9: Угло- |
|||||||||||||
BC = |
(x |
|
|
|
|
|
|
AB = BC |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
коэффициент прямой (AB) равен k = |
y1 1 |
, а угловой коэффициент |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x1 2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y1 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
прямой (BC) равен k2 |
= |
|
|
. Стороны AB и BC перпендикулярны, |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
k |
k |
|
= |
1 |
x1 4 |
|
|
|
|
|
y1 5 |
|
= |
|
1: |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y1 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
следовательно, |
1 |
|
2 |
|
|
, т. е. |
x |
1 |
|
2 |
|
x |
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Упростив, получим |
|||||||||||||
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
уравнение x1 + y1 |
6x1 6y1 + 13 = 0. В итоге имеем систему уравнений |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x12 |
+ y12 6x1 6y1 + 13 = 0: |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
+ 2y1 |
= 9; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Система имеет два решения: x1 = 1; y1 = 4 и x1 = 5; y1 = 2. Это и есть координаты вершин B и D, поскольку для вершины D из тех же соображений получится точно такая же система уравнений.
5.1.7. Дана прямая 4x+3y+1 = 0. Найти уравнение прямой, отстоящей от неё на три единицы.
Решение. Запишем уравнение искомой прямой в виде 4x+3y+C = 0. Найдём C по формуле расстояния от точки до прямой. Возьмём на данной прямой точку M( 1; 1) (можно взять любую другую точку), тогда рас-
стояние от точки M до прямой 4x+3y+C=0 равно |
|
1)+3 1+C |
|
|
|
|||||||
4 ( p |
|
|
|
|
= 3, |
|||||||
16 + 9 |
|
|
||||||||||
откуда C |
|
1 |
j |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
= 15. Уравнение имеет два корня C1 = 16 и C2 = |
|
|
14. |
|||||||
Следовательно,j |
условию задачи удовлетворяют прямые |
4x+3y+16 = |
0 и |
|||||||||
4x+3y 14 = 0.
5.1.8. Составить уравнения сторон треугольника, зная его вершину A(2; 1) и уравнения высоты 3x 4y +27 = 0 и биссектрисы x+2y 5 = 0, проведённых из различных вершин.
Решение. Прежде всего проверим, что данные высота и биссектриса не проходят через точку A. Пусть высота проведена через вершину B,
19
