- •1. МАТРИЦЫ, ОПРЕДЕЛИТЕЛИ, СИСТЕМЫ ЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ (СЛАУ)
- •1.1. Матрицы. Операции над матрицами
- •1.2. Определители. Алгебраические дополнения
- •1.3. Ранг матрицы
- •1.4. Системы линейных уравнений (СЛАУ)
- •2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ
- •2.1. Векторы. Операции над векторами
- •2.2. Действия над векторами, заданными в координатах
- •2.3. Прямая
- •2.3.1. Прямая на плоскости. Различные виды прямой
- •2.3.2. Прямая в пространстве. Различные виды прямой
- •2.4. Плоскость
- •2.5. Угол между двумя прямыми на плоскости и в пространстве
- •2.6. Угол между прямой и плоскостью в пространстве
- •3. ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •3.1. Функция. Предел функции
- •3.2. Основные теоремы о пределах
- •3.3. Замечательные пределы
- •4. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ
- •4.1. Основные правила дифференцирования
- •4.2. Таблица производных основных элементарных функций
- •4.3. Производные высших порядков
- •4.4. Неявная функция и ее дифференцирование
- •4.5. Дифференциал функции
- •4.6. Правило Лопиталя
- •5. ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
- •5.1. Основные понятия
- •5.2. Частные производные
- •5.3. Полный дифференциал функции нескольких переменных
- •5.4. Частные производные высших порядков
- •5.5. Скалярное поле
- •6. НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛ
- •6.1. Понятие неопределённого интеграла
- •6.2. Основные методы интегрирования
- •7. ОПРЕДЕЛЁННЫЙ ИНТЕГРАЛ
- •7.1. Вычисление определённого интеграла
- •7.2. Приложение определённого интеграла
- •7.3 Несобственные интегралы
- •7.4. Интегралы с бесконечными пределами (I рода)
- •ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
- •Литература
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
j |
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5) |
|
|
|
|
|
ax |
ay |
az |
aybz |
azby i axbz |
azbx j axby |
aybx k ; |
|||||||||||||||||
|
a, b |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bx |
by |
bz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ax |
|
|
ay |
|
|
az |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6) |
|
|
|
|
|
|
|
bx |
|
|
by |
|
|
bz |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
a |
b |
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cx |
|
|
cy |
|
|
cz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 2.2. Даны вершины пирамиды |
|
A(5; 1; 4), B(1; |
2; |
1), |
C(3; 3; 4), |
S(2; |
2; 2) . |
Найти |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
длину высоты, опущенной из вершины S на грань АВС. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
Так |
|
как объем |
V |
пирамиды |
равен |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Sосн. h , то |
h |
3V |
|
, |
где h | SO | |
– высота пирамиды, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sосн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sосн. – площадь основания. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB |
|
(1 5; 2 1; 1 4) |
|
( 4; 1; 3), |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
AC ( 2; 2; 0), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 3; 1; 6). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Находим объем пирамиды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
V 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 mod |
|
4 |
1 |
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 | 24 | 4 (куб.ед.) . |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
0 |
|
|
|
48 0 6 |
18 |
0 |
12 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
AB |
|
AC |
|
AS |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
3 |
1 |
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Находим площадь основания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Sосн. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 mod |
|
i |
|
j |
|
|
k |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 6 |
|
|
|||||||||||
[ |
AB |
, |
AC |
] |
4 |
1 |
3 |
|
6 |
i |
|
6 |
j |
6 |
k |
|
|
( 6)2 ( 6)2 ( 6)2 |
|
3 3 3 (кв.ед.) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
2 |
|
2 |
2 |
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Подставляем в формулу h |
|
|
|
|
3V |
|
|
|
3 4 |
|
|
4 |
|
|
3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Sосн. |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2.3. Прямая
Нормальным вектором прямой называется любой вектор, перпендикулярный прямой. Направляющим вектором прямой называется любой вектор, лежащий на этой прямой или
на параллельной прямой.
2.3.1. Прямая на плоскости. Различные виды прямой
Каждая прямая на плоскости Oxy определяется линейным уравнением первой степени с двумя неизвестными.
1.Общее уравнение прямой. На плоскости Oxy составим уравнение прямой l, проходящей через точку Mo (xo , yo ) , с нормальным вектором n ( A, B) (рис.2).
16
y |
|
|
|
|
|
|
|
Возьмем произвольную точку M(x, y), |
|||||||||
|
|
|
лежащую на прямой l. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x xo , y yo . |
|
|
|
(по определению |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Mo M |
Mo M |
n |
||||||||
|
n( A, B) |
||||||||||||||||
|
нормального вектора). |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Mo |
|
|
|
|
Следовательно, |
их скалярное |
произведение |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
x |
(n, Mo M ) 0 . В |
координатной |
форме |
это |
||||||||||
0 |
M(x, y) |
равенство пример вид: |
|
|
|
||||||||||||
|
Рис. 2 |
|
|
|
A(x xo ) B( y yo ) 0 Ax By Axo Ayo 0 |
||||||||||||
|
|
|
Ax By C 0, |
где C = - Axo |
Byo . |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Уравнение |
Ax By C 0 называется |
общим уравнением прямой, где |
А и |
В не |
равны |
||||||||||||
одновременно нулю ( A2 B2 0 ).
Если B 0 , то уравнение можно представить в виде уравнения с угловым коэффициентом
y kx b, где |
k |
A |
; |
b C |
(k tg , где – угол наклона прямой к оси Ох). |
|
B |
||||||
|
|
|
B |
|
2. Уравнение прямой, проходящей через точку Mo (xo , yo ) , с направляющим вектором s (m, n)
у |
|
|
Строим чертеж (рис.3). |
|
|||||||||||||
|
|
Пусть M(x, y) – произвольная точка прямой l. |
|||||||||||||||
|
s |
|
|
|
Тогда вектор |
|
|
x xo , y yo коллинеарен |
|||||||||
|
|
|
|
Mo M |
|||||||||||||
|
|
|
вектору |
|
|
(m, n) . |
|
Следовательно, |
их |
||||||||
М |
|
|
s |
||||||||||||||
Мо |
|
координаты пропорциональны, т.е. |
|
||||||||||||||
l |
х |
|
|
|
|
|
|
x xo |
|
|
y yo |
. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
||||
|
|
|
|
|
Такое |
уравнение называется каноническим |
|||||||||||
Рис. 3 |
|
|
|||||||||||||||
|
уравнением прямой. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Из этого уравнения следует параметрические уравнения прямой |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
x x |
|
y y |
x xo mt; |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
o |
|
o |
t |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
n |
y yo nt. |
|
|
|
|
||||||||
3. Уравнение прямой, проходящей через две точки M1 (x1, y1 ), |
M2 (x2 , y2 ) . В качестве |
|||||||||||
направляющего вектора прямой можно взять вектор |
|
|
|
x2 x1, y2 y1 . Тогда искомое |
||||||||
s |
M1M2 |
|||||||||||
уравнение примет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x x1 |
|
y y1 |
. |
|
|
||||||
|
x |
x |
|
y |
2 |
y |
|
|
|
|||
2 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
Пример 2.3. Вершины треугольника находятся в точках |
A(2; 2), |
B(1, 2), C( 1, 0). Найти |
||||||||||
проекцию точки А на ВС.
Решение. Строим чертеж (рис.4). Проекция точки А на ВС есть точка пересечения основания ВС с высотой АН. Составим уравнение прямой ВС по двум точкам
17
