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

Учебник по математике Ч1 / Сборник задач по математике для втузов. В 4-х ч. Ч.1_ (ред) Ефимов А.В, Поспелов А.С_2001 -288с

.pdf
Скачиваний:
3201
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
6.11 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы и указания

 

 

 

 

251

 

 

 

 

 

 

/

5

- 2

 

21

- Л

 

 

/

5 -

6

- 4\

 

 

 

15

 

4

 

 

- 2

 

5

- 3

 

7

 

 

2.103.

 

 

 

 

 

 

2.104.

-6

12

О

 

4

43,

 

 

21

- 3

26

- 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

8/

 

 

 

 

 

 

V •1

 

7

- 2

 

 

 

 

V-*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

5

 

 

-1

 

54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

- 1

5

 

- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 1

 

 

 

 

 

- 2

1

х

 

 

7

—4

 

5

-

1

5 -

1

5

 

2.106.

2.107.

 

 

 

 

-1/2,

- 5

3,

 

- 1

 

5

- 1

 

5

- 1

 

 

,3/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

5

- 1

 

5

- 1

 

V

 

/

1

- 1

 

1\

 

 

 

 

 

соя а

вт

 

 

 

 

 

 

 

2.108.

 

 

 

 

 

2.109.

 

- 38

41

- 34

 

 

 

(—ят а

соя а ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

27

- 29

24у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 1 - 1

 

0 .

 

 

 

 

/—8

29

- 1 Л

 

 

2.111.

 

0

1

- 1

О

 

 

2.110.

- 5

 

18

- 7

 

 

 

о

о

 

 

О

 

 

 

 

\

1

- 3

 

 

1/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

У

 

 

 

 

( 1/4

 

1/4

 

1/2

 

0 4

 

 

 

 

 

 

 

 

2.112.

1/4

1/4

-1/2

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/4

-1/4

 

0

 

 

1/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\1/4

-1/4

 

0

 

-1/2/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^1/4

 

3/20

 

1/4

 

1/20^

 

 

 

 

 

 

 

 

2.113.

 

1/4

 

1/20

-1/4

 

-3/20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/4

-1/20

-1/4

 

3/20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^1/4

-3/20

 

1/4

 

—1/20у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^—7/3

 

2

—1/з\

 

 

 

Л /9

 

2/9

2/9^

 

2.114.

 

5/3

- 1

-1/3 .

 

2.115.

2/9

 

1/9

-2/9

 

 

 

 

V - 2

 

1

 

1

;

 

 

 

\2/9

-2/9

1/9/

 

252

 

 

 

 

Ответы и указания

 

 

 

 

(1

1

1

л

*

- 7

5

12

-19\

]

1

1

- 1

- 1

2.117.

3

- 2

- 5

8

2.116. -4

1

- 1

1

- 1

41

-3 0

-6 9

111

 

I 1 - 1

- 1

 

 

 

^-59

43

99

—159у

 

(1

-1

 

1 -1 . ..

(- 1 )п_1\

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

- 1

1 . ..

(- 1 )п~2

 

 

 

 

 

 

2.118.

0

0

 

1

- 1 . ..

(- 1 )п" 3

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

0 .

1

)

 

 

 

 

 

 

 

( - 1 / 6

 

1/2

-7/6

10/3^

 

 

 

 

 

 

 

2.119.

-7/6

-1/2

5/6

-5/3

 

 

 

 

 

 

 

 

3/2

 

1/2

-1/2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

1/2

 

1/2

- 1/2

1 /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

о

 

0

.

О

—1/п\

 

 

 

 

 

 

2.120.

О

1/2

О

 

О

О

 

 

 

 

 

 

 

О

0

 

1/3

 

О

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

О

1/п

)

 

 

 

 

 

 

 

-1 -

1\

 

/3

- 2 \

/1

 

 

4

54

2.121.

 

2.124.

 

 

 

 

 

 

 

1. 2.122.

\5

.

2.123.

4,

2

 

1

2

 

 

 

 

 

 

-4/

\3

 

\^

 

3 з /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/2

1

 

2\

2.125.

 

 

 

 

2.127.

 

2.128.

О

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2/

2.12®. -

 

 

 

.

2.131. (1, 4, -7 , 7).

2.132. (4,

6, -35, -1 ).

2.133.(70,40,-20,-16). 2.134. ^51, 26, у , - у ^ . 2.135. ^ -у , 1, 3, 3^,

Ответы и указания

253

2.136. (-17, -1 3 , 41, 5).

2.137. (-8/3, -7/3,

-16/3, -11/3).

2.138. (—23/4, —29/8,27/8,9/8). 2.140. Линейно независима. 2.141. Ли­ нейно зависима. 2.142. Линейно независима. 2.143. Линейно зависима. 2.144. У казан и е. Расписав векторное равенство ахвх + а 2е2 + азез + + а 4в4 = 0 покомпонентно, показать, что получающаяся система четы­ рех уравнений (относительно ах, а 2, аз, « 4) имеет единственное реше­

ние ах = а 2

= аз = « 4 = 0.

2.145. < Положим Ххвх + я2е2(-Ь £зе3

+

+ Х4в4 + Х5в5

= х и распишем это равенство покомпонентно: хх =

1 ,

Х\ + Х2 = 0, XI + х2 + Жз = 1, X! + Х2 + Хз + х4 = 0, Хх + Х2 +

+ хз + х 4 +

Х5 = 1.

Решая эту систему, находим хх =

1, Х2 =

—1,

Хз = 1, х4

=

-

1,

х5 =

1,

Итак,

х

= ех -

 

е2 +

е3 -

 

е4

+

 

е5. >

2.146. 5ех -

 

е2 -

е3 -

е4 -

е5. 2.150.

2.

2.151. 3.

2.152.

3.

2.153.

2.

2.154. 2.

2.155. 2. 2.156. 2, если А =

0, и 3, если А ф 0.

 

2.157. 3 при

любом А.

 

2.159.

3.

2.160.

2.

2.161.

3.

2.162.

2.

2.163.

2.

2.164.

2.

2.165.2.

2.166.3.

2.167.5.

2.168.4.

2.169.3.

2.170.6.

2.174. Линейно

независима.

2.175. Линейно зависима.

2.176. 3.

2.177. 3.

2.178. А = 15.

2.179. А ф 12.

2.180. Ни при каких А.

2.181. г =

3;

!В =

(а2, аз, а4 ).

2.182. г = 3;

!В =

1, а2, а5).

2.183. г = 3; 53 =

(аь

а2, а4 ).

2.184. г =

=

2;

!Вх

=

(а1} а2),

2

=

(а2, аз).

2.185. г — 2;

!Вх

= (ах, а2),

<В2

=

(ах,а3),

3 = (ах,

в4 ).

2.186. г = 2 ;

<Вх

=

(ах, а4),

<В2

=

= (а2, а4),

!Вз

=

(аз, а4 ).

2.187. х — 16,у =

7. 2.188. х =

2,

у — 3.

2.189. х =

-

Ь,

у = - (2/3)а.

2.190. х = 2, у =

-

1,

г =

1.

2.191. х =

=

1,

у — 3,

г

=

5.

2.192. х =

3,

у =

1, г

 

=

-

1.

2.193. х\

= 1,

Х2

=

1,

 

хз

=

2,

х4 —2.

2.194. х\ = 2 ,

х2

=

хз

= Х4

= 0.

2.195. Степень многочлена меньше двух, если выполняется соотношение

к = (у з—У2)(х2 - ®х) = (У2 - у0 (хз - х2); если к ф 0,то степень равна единице; если же А; = 0, то степень равна нулю. У казан и е. Доказать,

что определитель системы уравнений уг =

ах2 + Ьх* -Ь с,

г = 1 , 2 , 3

(с неизвестными а,

Ь, с) отличен от нуля.

2.196. /(х)

= х2 —5х +

3.

, ,_х

 

 

( х - х 2) ( х - х 3)

г

_

( х - х х ) ( х - х 3)

,

 

2 Л 9 Т - Ш

 

~ ( х . - Х ^ - Х з ) ’ Ш

- ( * - * , ) ( « » - « , ) ’ / з ( х ) =

_ ( Х - Х 1 ) ( Х - Х 2 )

2 Л 9 8 > ^

 

 

^ _ 2

з _ 1 2 Л 9 9 > ^ _ _

 

(х3 -

хх)(х3 -

х2)

22..2 0 0 .

х х

=1 ,

х2 = 1 ,

х з

=

1-,

х4 =

-1 .

х 2 = 1 ,

х з

=

-

2 4 2 0 1 . х х

=

2—, х2

= 0 , х з

==1 , Х4 =

-1 .2 . 2 0 2 . х х

= 1 ,

2х

= 2 ,

254

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы и указания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х3

=

2,

х4

=

0.

2.203. Х\ =

2,

х2 —

- 2,

х3 =

1,

х4

=

-

 

1.

 

2.204. (1 4- л/Зсх, С1)т .

 

2.205.

Система несовместна.

2.206. Система

несовместна.

2.207. (-1

4- 2сь

1 4- сь

с 0 т .

2.208. (-1 ,

3, -2 , 2)т .

2.209. (0,2,1/3, —3/2)т . 2.210.

 

 

+

~

С1 - ^-с2, Н

_ ±

С1 +

1

С2,

съ с2^

2 .2 1 1 . Система несовместна.

2 .2 1 2 . (сх, —13 4- Зсх, - 7 , 0 )т .

_

 

/

6

 

8

 

1

13

 

15

6

С\

 

. 2.214. Система несовместна.

п

2.213. —-

4- -С\, -

— —С1, ——

- с ь

 

 

 

 

\

7

 

7

 

7

7

 

7

7

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.215. (сь с2, 5 - 8 с1 4- 4с2, -3 ,

1 4- 2сх -

с2)т .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

____ /20

+ с,

-

53

 

5

5

 

5

 

 

1

2

 

 

.

 

 

 

 

 

2.216.

у с 2, - -

-

-с, +

-с2, - - +

-с2, сь

 

 

 

 

 

 

____

/

1

7

 

 

5

 

 

7

 

 

 

,

 

1

\ т

 

 

 

 

 

 

 

2-217Ч “ 2 “

12С1“ 4 С 2 _ 8 Сз’ С,’ С2’ 1 _ 2 Сз’ Сз;

'

 

 

 

 

 

 

 

2.218. Если

А

 

ф

0,

то

система

несовместна;

если

Л

=

0,

то

 

X

 

/ 3

 

 

5

 

13

 

7

7

 

 

19

 

 

\ Т

 

 

гл

 

 

 

=

I - - -

-С! -

у с 2, ~ 2

- 2 С1

Т

С2’ Сь С2 У

2.219. Если

(А — 1)(А 4- 3)

ф 0, то X =

т~~т(1, 1, 1, 1)т ; если А =

—3,

то си-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л 4* о

 

 

 

с\ —с2 —сз, сх, с2, сз)т .

стема несовместна; если А =

1, то X — (1

2.220. Если А = 8 , то

X — (сх, 4 4 - 2сх - 2с2, 3 -

2с2, с3)т ; если А ф 8 ,

то X

=

(0, 4 —2сх, 3 -

2сх, сх)т .

2 .2 2 1 . Если А(А 4- 3) Ф 0,

то X

 

=

 

 

(1, 1 , 1)т ; если А =

—3, то система несовместна; если А = 0, то

X

А 4" 3

сх -

с2, сх, с2)т .

2.223. СхЯх,

Е х = (3, 1, 5)т . 2.224. схЯх

4-

=

(1 -

4- С2Е 2,

Е\ =

(2,

1, 0)т ,

Е 2 (3, 0, 1)т . 2.225. Система имеет только

тривиальное решение.

2.226. с\Ех,

Е±

=

(4, 1, - 5 ) т .

2.227. с\Е\

4-

4- С2Е 2,

Ях

=

(8,

—б, 1, 0)т ,

Е2 = (—7, 5, 0, 1)т .

2.228. С\Е\ 4- с2.Е2,

Е\ =

(1 , 0 , -5/2,

7/2)т , Е2 = (0 , 1 , 5, - 7 ) т .

2.229. сх£х

4- с2Е2 4-

4- С3Е 3 ,

=

 

(1, 0 , 0 , -9/4, 3/4)т ,

Е 2 =

(0 , 1 , 0 , -3/2, 1 /2 )т ,

Е 3

=

= (0 , 0 , 1, -

2 , 1)т . 2.230. сх^х 4- с2Е 2 4- с3£ 3, #х = (1 , 1 , -

1 , 1 , 0 , 0 )^,

Е 2 =

(-1 , 0, 0, 0,

1, 0)т ,

Е 3 = (0, -1 , О, О, О, 1)т .

2.231. сх£х

4- с2£ 2,

Е г =

(0, 1/3, 1, О, 0)т , Е 2 =

(0, -2/3, О, О, 1)т .

2.232. схЯх

4- с2Е2}

Е\ — (-3 , 2, 1, О, 0)т ,

Е 2 =

(-5 , 3, О, О, 1)т .

2.233. Строки матрицы

А не образуют, а строки матрицы В образуют. У казан и е. Если ранг матрицы коэффициентов при неизвестных равен г, то необходимо про-

Ответы и указания

255

верить, что а) ранг А (соответственно В) равен 5 —г; б) строки ма­ трицы А (соответственно В ) являются решениями исходной системы.

2.234. ai = 2, X = c\Ei, Ei = (1, 0, —2)^; a2 = —4, X — с\Е\, Е\ =

=

(1, - 2 4 /5 , —4/5)т .

2.235.0! = - 1 ,

X =

ClE u Е х = ( - 5 /3 , 1/3, 1)т .

2.236. Хо 4- С\Е\

4-

с2Е 2 4-

С3Е 3,

Хо

=

(1/3, 1/3, О, О, 0)т , Е\ =

=

(О, 1, 1, О, 0)т ,

Е2

= (О, 1, О, 1, 0)т

, Е3 = (1/3, -5/3, О, О, 1)т .

2.237. Хо

+ CiЕ\

+

С2Е2 +

с3£ 3,

-^о

— (2/3,1/6, О, О, 0)т , Е\ =

=

(0, 1/2,

1, О, 0)т,

Е2 = (0,

-1/2, О, 1,

0)т , Е, = (1/3, 5/6, О, О, 1)т .

2.238. Xq + С\Е\ + С2&2 + Сз£з + с^Е^, Xq =

(1/3, —1/3, О, О, О, 0)"^",

Е! = (1, 1, О, О, О, 0)т , Е2 = (-1, О, 1, О, О, 0)т , Е3 =

(О, О, О, 1, 1, 0)т ,

Е4

— (О, О, О, —1, О, 1)т .

2.239. Хо + ciEi

+ С2Е2

+ С3Е2, Хо ~

=

(1,

-1/2, О, О, 0)т , Ei = (0, -3/2, 1, О, 0)т ,

Е2 =

(0, -2 , О, 1, 0)т ,

Ез -

(0,

-5/2,

О, О, 1)т .

2.240. (1, -1 , -1,

1)т .

2.241. (6 -

с, 5 + с,

3, —1 —с, с)т .

2.242. Система не.совместна.

2.243.

/ 5

3

, ci, О, О,

f -

-с\

11

 

6

\

' ^*244- (“ 1 + Ci + 2с2, —3 4- ci 4- 2с2, Ci, с2)т.

——

5 е2’ С2)

Глава 3

3.6.Да. 3.7. Да, если прямая проходит через начало координат.

3.8.Нет. 3.9. Да. 3.10. Нет. 3.11. Да. 3.12. Нет. 3.15. Г®-*»' =

(1

1

-1\

(

1/2\

 

 

(-1

0

= 1

- 1

2

, X ' =

-3/2 .

3.16. Tie-»®' =

0

- 1

0

\0

0

1 - 2J

 

 

V

о 0

 

f - l \

 

Л>

о

Л

(~2\

 

 

X '

2

 

3.17. Тдз_4®/ = 1

о

о , X ' =

1

 

 

\ - у

 

1

о)

V V

 

 

Л

о

о

\

f

\

3.18. Т<8_493/ — О

cos ip

—sin ip , x ' =

—2 cos ip 4- sin<p

\Q

sin 93

cos<p

)

У 2 sin (p 4- cos ip J

3.19. r = 2; базисом является, например, система (xi, х2).

3.20. Т®.»®/ =

256 Ответы и указания

( 1

2 1

Л

л л

2

3 2

3

2

- 1

0

1

- 1

. 3.21. 3x1 -Ь 2x2 —хз = 0, г = 2,

1

у -2

- 1

4

0/

V2/

любая пара векторов образует базис этой системы. 3.22. Координаты матрицы в этом базисе совпадают с ее элементами.

(

1\

1 оХ

 

/ - Л

3.23. а)

0

- 2

3.25.

0

б)

 

 

1

 

 

 

Ч -з /

 

V

 

 

\"1/

 

 

 

 

 

-4

 

 

\п—1*п—1

 

^1

—£о

 

 

 

 

\п—2

1\^п—2

 

0

1

-2*о

3<о

 

3.27.

 

( - 1 )" " 2( п - 1 ) С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

(2\

 

(1\

 

(1\

 

2

 

3.28.

1

. 3.30.

 

2

. 3.31.

1

. 3.32.

. 3.33. 2(1 + г )

 

1

 

I V

 

 

 

 

 

 

 

 

(2\

 

 

 

 

/-42 -71 -41^

3.34.

1

3.37. X®-»®' =

12

20

 

 

V1;

 

 

 

 

\

7

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

2

0

1

- Л

 

 

 

 

 

 

-3

1

- 2

1

3.39. Является. 3.40. Не явля-

 

 

 

 

1

-2

2

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

1

- 1

1

-1/

 

 

ется, так как нарушено условие линейности отображения. 3.41. Не явля­ ется, так как нарушено условие взаимной однозначности отображения.

/1

0\

3.43.2®-+®/= [

1, —2 -Ь Зг = —2(1 + г) —5(—г). 3.45. а), б) Под­

пространство размерности 2, базисом является любая пара неколлинеар-

Ответы и указания

257

ных векторов из заданного множества; в) не является подпространством. 3.46. а) Подпространство размерности п 2; б) не является подпростран­ ством. 3.47. Множества, указанные в п. а), б), г), — подпространства, а множество из п. в) подпространством не является. У казан и е. Усло­ вие, которому удовлетворяют координаты в любой из задач этой серии, можно записать в виде АХ —О, где А — некоторая матрица, имеющая

п столбцов, а X — столбец координат в фиксированном базисе. Поэтому размерность соответствующего подпространства равна n —rang А, а в качестве базиса можно взять любую фундаментальную систему реше­ ний системы уравнений Ах = О. 3.48. а) Подпространство размерности

9

=

п(п -Ъ 1) .

ч тл

гг —

------- ; б) не является подпространством.

3.49. а) Беско­

нечномерное подпространство; б) не является подпространством; в) под­

пространство размерности п. 3.51. 2. 3.52. 3; оДин из базисов есть, например, !В = (xi, х2, Х4). 3.53. 3; один из базисов есть, например,

!В = (xi, Х2 , х5). 3.54. У казан и е. Заданная система многочленов ли-

нейно независима.

3.55.

X

V

Z

£(а) + b —

£ ( а ) — прямая —

= - = —

j; _ 2 у

■)- 1

 

Z

 

 

 

прямая — — = —-—

= —-. 3.56. £(ai, а2) — плоскость —3x—y—2z =

Z

J.

 

“* J.

 

0.

3.57. Множе­

= 0, £ (ai, а2) -Ь b — плоскость —Зх у 2z -Ь 5 =

ство решений неоднородной системы есть линейное многообразие, полу­ ченное из подпространства размерности п —rang Л = 3 решений соот­ ветствующей однородной системы сдвигом на произвольное частное ре-

 

 

 

 

 

 

 

2

^ 12 xi 12 Vi'i

шение неоднородной системы.

3.62. в) ( ]Г) ХгУ*

Г)

' Е

1

* ? - W E

1

з/?

 

 

 

 

i =

V i =

 

 

 

 

3.63. a) 0;

6) -6 . 3.64. a)

-1 ; 6) 24.

 

 

 

 

6

 

2

ь

b

 

3.65.6)

^ I f{t)g(t)d?j

^

f 2{t)d ? j(^ J g2(t)d tSj ]

 

B)

^ (^ J(f(t) + g(t))d?J

^ ( ^ J f 2(t)d?j

+ ( ^ j g 2(t)d tSJ

258

 

 

 

 

Ответы и указания

 

 

3.67. ех

=

fi

=

(1, 1,

1, 1), е2 = (2, 2, -2 ,

-2 ), е3

=

(-1 , 1, - 1 , 1).

3.68. ei

=

fi

=

(1, 2, 1, 3), е2 =

(10/3,

-1/3,

1/3, -1 ),

е3 = (-19/185,

87/185, 61/185, -72/185). 3.69. ei =

fx

= (1,2,2, -1 ),

е2 = (2,3, -3 ,2 ),

е3 = (2, -1 ,

-1 , -2 ).

3.70. ех =

fi

=

(2,

1, 3, -1 ), е2

= (3,2, -3 , -1 ),

е3 = (1, 5, 1, 10). У казан и е.

Система

fi,

f2, f3, f4

не является ли­

нейно независимой (вектор f3 может быть получен как линейная ком­

бинация векторов fi

и f2). Поэтому получение вектора е3 с использо­

ванием f3 дает в результате е3

=

0.

 

Показав это, следует искать век-

тор е3 в виде е3 =

 

f4 - cjf3 )'ei

-

q(3 ) e2. 3.71.

03

= (eb

e2, e3),

ei

=

=

(1, 2,

2, -1 ),

e2

=

(2, 3, -3 ,

2), e3 = (2, -1 ,

-1 ,

-2 ).

3.72. ®

=

=

(ei? e2 ? e3), ei

=

 

(2, 1, 3, —1), e2 = (3, 2, — , —1),

e3 = (1, 5, 1, 10).

3.73. e3

= (—4, 2, —1, 3), e4 =

(2, 4, 3, 1). У казан и е. Для определе­

ния вектора е3 =

(жх, х2, х3, ж4) достаточно найти какое-нибудь реше­

ние системы относительно неизвестных х\, х 2

,

х 3 ,

х двух4

линейных

уравнений (е3, ei)

= 0, (е3, е2) = 0.

 

Для определения е4 аналогичная

система состоит из трех уравнений.

3.74. е4 =

(1, —1, 1, —1, 0),

е5

=

= (0, 5, 1, -4 , -2 ).

 

3.75. е3 = (2/3,-2/3,-1/3).

3.76. е3 = (1 ,-2 ,1 ,0 ),

е4 = (25, 4, -17, -6 ).

3.78.у =

(1,7,3,3), z =

(- 4 ,- 2 ,6 ,0 ) .

3.79. у

=

=

(1, -1 , - 1 , 5),

z

=

(3, 0, -2 ,

-1 ).

3.80. у

 

=

(3,

1,

-1 ,

-2 ),

z

=

=

(2, 1,

—1, 4).3.82. У казани е. Из равенства |х —у|2 =

|х|2 4- |у|2

следует,

что (х, у) 4 - (у, х) = (х, у) 4 -

(х, у) = 0, т. е. (х, у)

— мнимое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/а о о\

число, не обязательно равное нулю.

3.83. Является; А =

 

О А О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

X)

3.84. Не является.

3.85. Является оператором проектирования на ось,

заданную вектором е. Если е =

cos а •i 4- cos/5 •j

4- cos 7 •k, то

 

 

 

 

 

 

f

 

cos2 acos /3cos a

cos 7 cos a\

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

 

cos a cos (3

 

cos2 (3

cos 7 cos (3

 

 

 

 

 

 

 

 

уcos a cos 7

cos (3cos 7

 

cos2 7

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0

 

—a3

a2 \

3.86. Является; если a =»aii 4- a2j

4- a3k, T O

A =

 

a3

 

0

- a i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ -a 2

ai

 

0

/

Ответы и указания

259

3.87. Не является. 3.88. Является. <3 Ясно, что

 

у = и (е, у>)х = у 4-ув ,

(1)

где у — составляющая вектора у вдоль оси е,

у а — составляющая

вектора у, компланарная плоскости а. Составляющая у равна

у = х = (х, е)е.

(2)

Составляющая у а получается из вектора х а поворотом последнего в плос­ кости а на угол </?. Для нахождения у а введем вспомогательный вектор

[е, ха],

лежащий в плоскости а перпендикулярно вектору ха, причем

тройка ха , [е, ха],

е — правая. Разложим вектор у а на составляющие

вдоль ха и [е, ха]:

 

 

 

у а =

Хв С08¥>:

4-

Хв япу> [е, ха] = со8<р •ха 4- эик/? •[е, ха].

 

 

 

|[е, хв]|

 

Наконец,

 

 

(3)

 

 

(4)

 

 

ха = х —х = х —(х, е)е.

Подставляя (2), (3) и (4) в (1), получим

 

у = (х, е)е 4- соз<р(х -

(х, е)е) 4- зт</?[е, х - (х, е)е] =

 

 

 

=

созу> ■х 4- (1 - созу>)(х, е)е 4- вту>[е, х].

(5)

Из (5) следует, что оператор и (е, ср) представляет собой сумму операто­

ров задач 3.83, 3.85 и 3.86, матрицы которых известны. >

 

 

 

 

 

1Л

 

1

Л

3.89. Является; А

2

0

1

3.90. Является; А =

 

0

1

 

\3

-1

V

 

 

>■

У

 

 

 

 

(0

0

о \

 

3.91. Не является.

3.92. Является; А = 0

1

- 1

3.93. Является;

 

 

 

 

у)

о

о/

 

(1

2

24

 

1

 

о\

А = 0

- 3

1

3.94. Является; А

1

- 2

-1

 

V2

0

Ъ)

(

^0

3

2)

 

 

 

 

22

13

—37\

 

3.95. Не является.

3.97. С =

-3 9

-1 6

25

 

 

 

 

\ - 1

0

- ч

 

 

 

 

 

 

 

 

260

 

 

 

 

Ответы и указания

 

 

 

 

 

Сх =

(22x1 4- 13x2 - З7х3, -39*1 -

16х2 4- 25х3, -X I - 6х3).

3.98. С

 

 

/ -15

23 —7\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

8

- 4

, Сх = (-15х х 4- 23х2-7 х 3, 2хх 4- 8х2-4 х 3, -7x1

4-

 

V - 7

 

1

7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/2

3

- 2\

 

4-

х2

4-

7х3). 3.99. С =

0,

Сх

= 0.

3.100. С

1

0

- 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\5

0

—2У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

о\

Сх

=

(2 x 1

+ Зхг — 2 х3,х 1

—4х3, 5x1 — 2х3).

3.102.

О А О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\^0

0

\ )

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

\

 

 

3.103. (£?1, £?2 , Ез), где Е\ =

 

сое а(соз /3сое сое 7 э т <р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усое «(сое (Зятср +

сое 7 сое (р)

 

 

 

 

 

 

 

 

(

сое а (сое (3 сое 1р — сое 7 вт <р)

^

 

 

 

 

 

 

 

Еч —

сое2 /? сое2 4- сое2 7 в т 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рпо^ /9 _ РЛо2 /у

 

сое /3сое 7 сое 2 у>у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-------------------вт 2 4 -

 

 

 

 

 

 

 

 

^

соБа^сов/Звту» 4- сое7 сову»)

^

 

 

 

 

 

 

 

Ез

 

рпч^ /9 —РПЧ^ »V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

--------- ---------- вт 24- сое (3 сое 7 сое 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

(сое /? вт 4 - сое 7 сое </?)2

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е = сое ад 4- сое Д) 4- сое 7 к.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ах

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

3.104.

 

0

02 сое2 </? 4- а3 в т 2

 

- (02

—а3) вт Ър

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ 0

 

^ (аг —а3) вт 2</?

02 в т 2 4- о3 сое2 </?у

 

 

 

 

 

 

 

/

2

—(2вт^ 4- сов^) 2 сое </? —вт <р\

 

 

3.105.

 

 

2 сое </? 4 - вт

2 —-

вт 2<р

-(1 4 - в т 2у>)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

12 в т —сое у»

14сое2 у»

2 4- ^ вт 2<р )