3831
.pdf11
Центр эллипса лежит в точке O/(α,β), оси параллельны осям координат.
|
O/(2,-2) - центр данного эллипса. |
Отложим от точки |
O/ отрезки |
||||||||||
|
a |
6 b |
3 в направлениях, |
параллельных ОХ и OY, |
CС/=2 a =12 |
||||||||
ВВ/=2 b =6 (рис. 2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2) 9x2-4y2-54x-8y+41 = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Выделим полные квадраты при х и у. |
|
|
|
|
|
||||||||
9(х2-6х+9)-81-4((у2+2у+1)+4+41 = 0 |
|
|
|
|
|
||||||||
9(х-3)2-4(у+1)2-36 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
9(х-3)2-4(у+1)2 = 36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
(х |
3)2 |
|
( у 1)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Получили уравнение вида: |
(х |
)2 |
|
( у |
|
)2 |
1 (6) каноническое |
||||||
|
а2 |
|
b2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уравнение гиперболы.
Центр гиперболы лежит в точке А(α,β), оси параллельны осям координат. Центр данной гиперболы лежит в точке А(3,-1), a =2, b =3. Построим основной прямоугольник гиперболы, откладывая от точки А отрезки a =2, b =3 в направлениях, параллельных основным осям координат. BB/=2 a =4, СС/=2 b =6. Диагонали прямоугольника будут являться асимптотами. Вершины гиперболы – точки B и B/ (рис. 3).
Y Y/
C
O X
B/ А B |
X/ |
C/
Рис.3
12
Тема 2. Векторная алгебра. Элементы линейной алгебры
2гл.8, 9, 10.
3гл. 4 № 592, 593, 616, 620.
Задача 3. Затраты трех видов сырья (А,В,С) на производство единицы каждого из трех типов продукции (I,II,III) и запасы каждого типа сырья даны в таблице:
Вид |
Тип |
|
|
Запасы |
|
сырья |
продукции |
сырья |
|||
|
I |
II |
III |
|
|
А |
7 |
|
0 |
5 |
220 |
В |
2 |
|
3 |
2 |
140 |
С |
5 |
|
1 |
1 |
100 |
Определить план производства, обеспечивающий использование всего сырья. Составить математическую модель задачи и решить систему матричным методом.
Решение. Пусть предприятие выпустит x1 единиц - продукции I, х2 единиц - продукции II, хз единиц -продукции III.
7x1+0∙x2+5∙хз - расход сырья А на все виды продукции. По условию задачи расход сырья А должен равняться запасу 220, т.е. 7x1+5x3=220. Аналогично, приравнивая расходы и запасы сырья В и С, получаем систему уравнений
7х1 5х3 220 |
х1 |
|
|||
2х1 |
3х2 |
2х3 |
140 . Обозначим X = |
х2 |
-матрица объемов выпуска I, |
5х1 |
х2 |
х3 |
100 |
х3 |
|
II, III типов продукции.
7 |
0 |
5 |
220 |
|
А = 2 |
3 |
2 |
- матрица затрат ресурсов, А0 = 140 |
- матрица запасов |
5 |
1 |
1 |
100 |
|
ресурсов. |
|
Систему уравнений можно представить в матричном виде: |
|
А ∙ X = А0, Х = А-1 ∙ А0, |
(7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а11 |
а12 |
а13 |
|
|
где А-1- обратная матрица к квадратной матрице А = а21 |
а22 |
а23 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а31 |
а32 |
а33 |
Формула для вычисления обратной матрицы |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
А11 |
А21 |
А31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А--1= |
|
|
|
А |
А |
А |
|
(8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
12 |
22 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А13 |
А23 |
А33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
А |
- определитель матрицы А, который вычисляется по формуле |
|
|||||||||||||
|А|= а11а22а33+а12а23а31+а21а32а13-а13а22а31-а12а21а33-а23а32а11 |
|
(9) |
|||||||||||||||
|
7 |
0 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 3 2 |
= 21 + 10 + 0 - 75 - 14 - 0 = -58 0. |
|
|
|||||||||||
|
|
А |
= |
|
|
||||||||||||
|
5 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т.к определитель матрицы А не равен 0, то матрица А невырожденная и для нее существует обратная матрица A-1.
Аij называется алгебраическим дополнением к элементу aij и равно
|
|
|
|
|
Aij = (-1)1+jМ ij |
|
|
|
|
|
|
(10) |
|
Минор M ij элемента aij - это определитель, полученный из данного |
|||||||||||||
определителя вычеркиванием i-ой строки и j-гo столбца. |
|
||||||||||||
A ( 1)2 |
|
3 |
2 |
|
3 1 2 1 1 |
A |
( 1)3 |
|
2 |
2 |
|
(2 1 2 5) 8 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
11 |
|
1 |
1 |
|
|
12 |
|
|
5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A ( 1)4 |
|
2 |
3 |
2 1 3 5 |
13 A |
( 1)3 |
0 |
5 |
|
|
(0 1 5 1) 5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
13 |
|
5 |
1 |
|
21 |
|
1 |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
( 1)4 |
7 |
5 |
7 25 18 |
A |
( 1)5 |
7 |
0 |
(7 0) |
7 |
|
|
|
|
|||||||
22 |
|
5 |
1 |
|
23 |
|
5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
( |
1)4 |
|
0 |
5 |
|
0 |
15 |
15 |
A |
( 1)5 |
7 |
5 |
(14 10) 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
31 |
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
32 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
A |
( |
1)6 |
|
7 |
0 |
|
21 |
0 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
33 |
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
5 |
15 |
|
|
|
|
|
Отсюда А-1 = - |
|
8 |
|
18 |
4 |
|
|
|
|
||||||
58 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
13 |
|
7 |
21 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Согласно формуле (7) Х = А-1A0
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
1 |
1 |
5 |
15 |
220 |
1 |
1 |
220 |
5 140 |
15 100 |
|||||
Х |
x2 |
8 |
18 |
4 |
140 |
8 |
220 |
18 140 |
4 100 |
|||||||
|
|
|
||||||||||||||
58 |
58 |
|||||||||||||||
|
x3 |
13 |
7 |
21 |
100 |
13 |
220 |
7 |
140 |
21 100 |
||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
1 |
|
580 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1160 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1740 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
получили x1=10 х2=20 х3=30.
Задача 4
Расценки на проведение работ одним из трёх видов оборудования А,В,С для каждого из 3-х видов услуг:
1– технического обслуживания;
2– транспортные услуги;
3– капитальный ремонт - заданы векторами: d1(a1,b1,c1); d2(a2,b2,c2); d3(a3,b3,c3); Полные затраты на выполнение каждого из 3-х видов услуг заданы вектором Q(g1,g2,g3). Определить расчётные объёмы работ (число часов использования оборудования каждого вида), которые смогут окупить затраты на услуги.
Составить математическую модель задачи. Решить а) матричным методом;
б) методом Крамера.
х – число часов использования оборудования А; у – число часов использования оборудования В; z – число часов использования оборудования С.
a1x b1 y c1z g1 a2 x b2 y c2 z g 2 a3 x b3 y c3 z g3
Решение системы уравнений матричным способом приведено в задаче 3. Решим систему уравнений методом Крамера.
Обозначим
a1 b1 c1 А a2 b2 c2 a3 d3 c3
g1 b1 c1 x g 2 b2 c2 g3 b3 c3
|
|
x |
|
|
|
g1 |
|
|
a1 |
b1 |
c1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
g2 , |
|
|
|
|||||
, |
X |
y , |
|
А0 |
|
|
a |
b c |
|
||||
|
|
|
|
|
|
g3 |
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
a3 |
b3 |
c3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
a1 |
g1 |
c1 |
|
|
|
|
a1 |
b1 |
g1 |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||
, |
y |
a2 |
g 2 |
c2 |
, |
|
z |
a2 |
b2 |
g 2 |
|||
|
|
a3 |
g3 |
c3 |
|
|
|
a3 |
b3 |
g3 |
,
.
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
x |
x |
, |
y |
y |
, |
z |
z |
. |
|
|
|
Задача 5. Расходы на автомобильном транспорте выражаются формулой у=120+30х, а на железнодорожном - у=160+20х, где х - расстояние в километрах, у - транспортные расходы на 1 км. (в усл.ден.ед.).
Построить графики функций, произвести экономический анализ, рассчитать транспортные расходы при х=200 км.
1. Построим прямые у=120+30х (I) и у=160+20х (II) (рис. 4).
У
(I)
(II)
240
160
120
|
|
|
1 2 3 4 |
X |
|
|
|
Рис.4 |
|
Найдем точку пересечения двух прямых |
|
|||
у |
120 |
30х |
х0=4 у0=240 |
|
у |
160 |
20х |
|
|
|
|
Если х=4, оба вида транспорта эквивалентны по затратам.
Если х<4, автомобильные перевозки выгоднее, а при х>4 выгоднее становятся железнодорожные перевозки.
Рассчитаем транспортные расходы при х=200 км. у=120+30∙200=6120 (усл.ден.ед.) - затраты на автомобильном транспорте;
у=160+4000=4150 (усл.ден.ед.) - затраты на железнодорожном транспорте.
16
Задача 6. Зависимость уровня потребления у некоторого вида товаров от уровня дохода семьи Х выражается формулой у = 6- x1449 . Построить
график этой зависимости, произвести экономический анализ, вычислить уровень потребления при х=158.
Построим график у = 6- |
144 |
, |
у -6=- |
144 |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
x 9 |
|
|
x |
9 |
|
|||
Преобразуем данное уравнение к виду Y = |
m |
|
(12) |
|||||||||
Х |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Введем новые переменные. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
X |
x |
9 |
- эти формулы определяют параллельный перенос осей |
|||||||||
Y |
y |
6 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
координат.
В “новой” системе координат X/O/Y/, начало которой есть точка O/(-9;6), построим равнобочную гиперболу (12). Ее асимптотами служат оси О/X/ и O/Y/. Т.к. m = -144<0, ветви гиперболы расположены во 2 и 4 квадрантах. Вершинами гиперболы в “новой” системе координат будут точки A(- m; m) A/( m;m) .
A(- 144; 144) A(-12;12).
A/( 144;144) A/(12;-12).
Если m 0 , то ветви гиперболы будут расположены в 1 и 3 квадрантах,
а их вершинами будут точки ( m; m ) и (- m;m) в “новой” системе координат.
При построении гиперболы полезно знать точки пересечения с осями ОХ и ОУ. Найдем их: х=0, у=-10; х=15, у=0. Следовательно, искомая линия пересекает старые оси координат в точках В(0; -10), С(15; 0).
Уровень потребления обращается в 0 при некотором критическом
уровне дохода: у=0 6- |
144 |
0 , х=15. Если х<15, то у<0, формула не |
|
х 9 |
|||
|
|
имеет экономического смысла, следовательно, анализировать будем ту часть графика, которая удовлетворяет условию х>15.
По графику (рис. 5) видим, что при росте дохода предельное потребление будет стремиться к значению у=6, т.е. с ростом дохода уровень потребления стабилизируется.
Найдем уровень потребления при х=158, у≈5,13.
17
|
Y/ |
Y |
|
O/
6 O
-9
-10
Рис.5
Задачи для выполнения контрольной работы № 1
Взадачах 1-20 даны вершины треугольника ABC. Найти:
1)длину стороны ВС;
2)уравнение высоты из вершины А и ее длину;
3)уравнение медианы из вершины А;
4)записать уравнение прямой, проходящей через вершину А параллельно стороне ВС;
5)построить чертеж.
1.А(-2;10) В(5;8) С(4;0). 2.А(-7;3) В(8;1) С(13;6). 3.А(0;1) В(4;4) С(9;2).
4.А(0;8) В(10;-2) С(14;5). 5.А(-10;4) В(0;7) С(-4;-5). 6.А(6;-4) В(1;10) С(12;6).
X/
X
15
18
7.А(2;1) В(9;-2) С(1;-6).
8.А(-3;-5) В(-4;3) C(8;7). 9.А(19;2) В(-4;10) С(1;3).
10.А(3;4) В(7;5) С(6;-4). 11.А(10;5) В(-6;6) С(5;-3). 12.А(2;6) В(-6;-2) С(8;3).
13.А(-1;4) В(-1;-5) С(-8;8).
14.А(3;0) В(1;6) С(-3;-2). 15.А(5;7) В(-5;4) С(-1;-3). 16.А(8;6) В(1;4) С(2;-3).
17.А(9;-1) В(-3;-2) С(6;4). 18.А(0;5) В(9;9) С(11;2). 19.А(-2;7) В(-9;-6) С(12;9). 20.А(-6;2) В(4;8) С(14;-3).
21-30
Расценки на проведение работ одним из трёх видов оборудования А,В,С для каждого из 3-х видов услуг: I – техническое обслуживание, II – транспортные услуги, III – капитальный ремонт, заданы векторами d1(a1,b1,c1), d2(a2,b2,c2), d3(a3,b3,c3). Полные затраты на выполнение каждого из 3-х видов услуг заданы вектором Q(g1,g2,g3).Определить расчётные объёмы работ (число часов использования оборудования каждого вида), которые смогут окупить затраты на услуги. Составить математическую модель задачи, решить задачу а) матричным методом, б) методом Крамера.
21. d1(2,6,1) d2(3,1,2) d3(4,2,5) Q(355,240,475). 22.d1(2,3,4) d2(1,7,6) d3(3,5,4) Q(312,500,400). 23.d1(3,1,9) d2(5,3,1) d3(2,4,3) Q(195,225,200). 24.d1(7,1,1) d2(2,2,6) d3(3,5,1) Q(105,150,145). 25.d1(3,3,4) d2(1,5,1) d3(9,4,1) Q(240,130,315).
26.d1(10,2,3) d2(4,1,5) d3(8,4,1) Q(470,347,404). 27.d1(4,5,1) d2(2,3,6) d3(1,1,7) Q(294,270,202). 28.d1(3,3,4) d2(8,4,1) d3(2,2,7) Q(328,352,392). 29.d1(1,2,3) d2(2,4,1) d3(3,1,5) Q(155,210,185). 30.d1(5,2,1) d2(1,1,4) d3(7,5,1) Q(210,215,355).
31-40
Затраты трех видов сырья А, В, С на производство единицы каждого из трех типов продукции заданы векторами – d1(a1b1c1), d2(a2b2c2), d3(азbз сз). Запасы каждого вида сырья заданы вектором Q(qАqВqС). Определить план производства, обеспечивающий использование всего сырья. Составить
19
математическую модель задачи, решить задачу а) матричным методом, б) методом Крамера.
31.d1(2,3,4) d2(3,5,3) d3(7,2,4) Q(530,390,440). 32.d1(1,2,3) d2(5,4,1) d3(3,2,2) Q(425,360,260). 33.d1(4,7,6) d2(2,1,l) d3(4,5,3) Q(408,314,382). 34.d1(3,2,7) d2(6,1,2) d3(2,5,4) Q(466,384,522). 35.d1(8,4,3) d2(1,5,4) d3(2,6,1) Q(510,790,320). 36.d1(3,5,4) d2(2,l,3) d3(5,3,l) Q(770,610,480).
37.d1(1,0,3) d2(2,4,5) d3(4,l,3) Q(305,340,655). 38.d1(9,1,1) d2(3,2,4) d3(6,1,2) Q(870,200,330). 39.d1(1,1,5) d2(3,5,1) d3(2,2,4) Q(295,415,335). 40.d1(1,2,1) d2(3,1,6) d3(7,1,3) Q(375,140,505).
41-60
Построить линии
41.a) y2-16y-x+17=0;
б) 5x2+y2-10x-6y+9=0; в) 4x2-y2+8x+6y+3=0.
42.a) 7y2-14y-x+2=0;
б) 6х2+8у2+12х+32у-10=0; в) х2-у2-10х+4у+20=0.
43.а) 3x2+18x-y+31=0;
б) 36х2+4у2+144-40y+100=0;
в) -9х2+4у2+54х+8у-113=0.
44.a) x2+2х-8y+17=0;
б) 25x2+4y2-200x-16y+216=0;
в) х2 у2 2х 2=0.
45.а) у2-2у-4x+13=0;
б) 9х2+16у2+90х-64у+145=0;
в) y2-2x2-20х+2y-53=0.
46.а) у2+4у+5-x=0;
б) х2+у2-8х+2у+12=0; в) х2-у2-6х+10=0.
47.а) у2+6у-4х+17=0; б) 9х2+25у2-54х-200у+256=0;
в) 9x2-4y2+18x-16y+29=0.
20
48. а) у2-2у-4х+13=0; б) 9х2+16у2+90х-64у+145=0;
в) 4x2-9y2-16х-54у-101=0.
49.a) y2-y-x+2=0;
б) 4х2+3у2-8Х+12у-32=0;
в) 9х2-16у2+90х+32y-367=0.
50.а) х2+y-4у+3=0;
б) 16x2+25y2+32x-100y-284=0; в) 16x2-9y2-64x-18y+199=0.
51.а) 2х2-y+5-8x=0;
б) 5x2+9y2-30x+18y+9=0; в) 16х2-9у2-64х-54у-161=0.
52.а) x2-2x-3y-2=0;
б) 4х2+8x+y2-6y+9=0; в) 36x2-y2-72x-6y-9=0.
53.а) у2+4у-3х+1=0; б) 9х2+4у2+54х-8у+49=0;
в) -х2+36у2-8х+72у-16=0.
54.а) x2+4x+4y=0;
б) х2+9у2-12х-54у+108=0;
в) х2-у2+8х-14у-34=0.
55.а) x2-12x+8y-12=0;
б) 64х2+у2+128х+16у+64=0;
в) 4х2-16у2-72х-64y+196=0.
56.а) y2+6y-7x+16=0;
б) 16х2+4у2+96х+40у+180=0;
в) -х2+100у2+1000y+2400=0.
57. а) х2+14х+3у+70=0;
б) х2+36y2+4x-72у+4=0; в) x2-4y2-6x-72y-319=0.
58. а) y2+10y+x+24=0;
б) 9х2-72x+y2+6у+144=0; в) -х2+4у2+24х+40у-48=0.
59. а) x2-2x-4y-11=0;