- •1 ПЕРЕЧЕНЬ МАТЕРИАЛОВ
- •2 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
- •3 ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТУ ПО РАБОТЕ НАД ДИСЦИПЛИНОЙ «МАТЕМАТИКА»
- •4.2 Определители. Миноры и алгебраические дополнения
- •4.3 Обратная матрица
- •4.4 Ранг матрицы
- •4.6 Исследование систем линейных уравнений. Теорема Кронекера-Капелли. Метод Гаусса
- •4.7 Векторы. Линейные операции над векторами. Разложение векторов. Координаты вектора
- •4.8 Скалярное произведение векторов
- •4.9 Векторное произведение векторов
- •4.10 Смешанное произведение векторов
- •4.11 Полярная система координат. Уравнение линии на плоскости
- •4.11.1 Полярная система координат
- •4.11.2 Уравнение линии на плоскости
- •4.12 Прямая на плоскости
- •4.12.1 Различные виды уравнений прямой
- •4.12.2 Взаимное расположение прямых на плоскости
- •4.13 Плоскость в пространстве
- •4.13.1 Различные виды уравнения плоскости
- •4.13.2 Взаимное расположение плоскостей
- •4.14 Прямая в пространстве
- •4.14.1 Различные уравнения прямой в пространстве
- •4.14.2 Взаимное расположение прямых в пространстве
- •4.15 Прямая и плоскость в пространстве
- •4.16 Кривые второго порядка
- •4.16.1 Окружность
- •4.16.2 Эллипс
- •4.16.3 Гипербола
- •4.16.4 Парабола
- •4.17 Поверхности второго порядка
- •4.17.1 Цилиндры и конусы
- •4.17.2 Канонические уравнения поверхностей второго порядка
- •5 ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •5.1 Числовая последовательность, предел числовой последовательности. Функция и предел функции
- •5.2 Бесконечно малые и бесконечно большие функции. Сравнение бесконечно малых
- •6.2 Правила дифференцирования. Производная сложной функции. Таблица производных
- •6.3 Производная показательно-степенной функции. Логарифмическое дифференцирование
- •6.4 Производные функций, заданных неявно и параметрически
- •6.5 Дифференциал функции, его геометрический смысл. Применение дифференциала в приближенных вычислениях
- •6.6 Производные и дифференциалы высших порядков
- •6.7 Приложения теорем Ролля, Лагранжа, Коши. Правило Лопиталя
- •6.8 Формула Тейлора и ее приложения
- •7 ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ИСЧИСЛЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИЙ И ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКОВ
- •7.1 Возрастание и убывание функции. Точки экстремума функции
- •7.2 Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке
- •7.3 Выпуклость и вогнутость кривой. Точки перегиба
- •7.4 Асимптоты графика функции
- •7.5 Общая схема исследования функции и построения графика
- •7.6 Векторная функция скалярного аргумента
- •7.7 Предел, непрерывность и производная векторной функции скалярного аргумента
- •7.8 Касательная прямая и нормальная плоскость к пространственной кривой
- •7.9 Кривизна плоской линии
- •7.10 Понятие эволюты и эвольвенты
- •7.11 Кривизна и кручение пространственной кривой. Формулы Френе
- •ПРАКТИКУМ ПО МАТЕМАТИКЕ. ЧАСТЬ I
- •Занятие 2. Матрицы и действия над ними
- •Занятие 8. Векторы. Линейные операции над векторами. Скалярное произведение векторов
- •Занятие 9. Векторное и смешанное произведения векторов
- •Занятие 10. Прямая на плоскости
- •Занятие 12. Прямая в пространстве. Прямая и плоскость в пространстве
- •Занятие 13. Кривые второго порядка на плоскости
- •Занятие 20. Дифференцирование функций, заданных параметрически и неявно. Дифференциал функции
- •Занятие 24. Монотонность функций. Экстремум. Наибольшее и наименьшее значения функций. Выпуклость и вогнутость графиков функций
- •РАЗДЕЛ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
- •ТИПОВОЙ РАСЧЕТ № 1 ЭЛЕМЕНТЫ ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ
- •КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
- •Контрольная работа «Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии»
- •Контрольная работа «Предел функции. Непрерывность и дифференцируемость функции»
- •ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
- •Программа дисциплины
- •Экзаменационные вопросы для студентов 1 курса (1 семестр)
- •Перечень учебно-методических пособий
силы относительно точки A= (2;3;−1).
Ответы: 9.1 1) 12; 2) 24; 3) 48. 9.2 1) (5;1,7); 2) (10; 2; 14); 3) (20; 4; 28). 9.3 c = 4i −5 j + 2k .
9.4 |
|
|
23 |
|
|
|
. 9.5 2; 5 . 9.6 Площадь параллелограмма, сторонами которого являются диагонали |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
185 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
данного |
параллелограмма, |
равна |
|
удвоенной |
|
площади |
|
данного |
|
параллелограмма. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.7 |
1) −4i −2 j + 2k ; |
2) 2 j + 2k . 9.9 15; cosα = |
2 |
; cosβ = − |
2 |
; cos γ = − |
11 |
. |
9.10 |
а) да; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
||||
б) нет. 9.12 |
154 |
;11. |
9.13 1) правая тройка; |
2) левая тройка. |
9.14 |
|
16 |
|
. 9.15 c = (7,5,1). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
14 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
9.17 sin ϕ = |
5 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
9.16 |
|
|
|
|
. |
17 |
9.18 |
|
Компланарны. 9.19 Нет, не |
|
лежат. |
9.20 |
Левая. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9.21 |
|
29 |
, |
|
|
|
29 |
|
. 9.22 |
|
|
cosα = − |
|
1 |
|
; cosβ = |
4 |
|
|
; cos γ = |
|
7 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
66; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66 |
|
|
66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
137 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Занятие 10. Прямая на плоскости
Аудиторные задания
10.1Написать уравнение прямой, проходящей через точку A(−1; 2) , перпендикулярно
вектору M1M2 , если M1(2; −7), M2 (3; 2) .
10.2Написать каноническое и параметрические уравнения прямой, проходящей через точку A(3;−2) параллельно: 1) вектору S(1; 5) ; 2) оси Oу .
10.3Написать уравнение прямой, проходящей через точку A(−1; 8) и образующей с
осью абсцисс угол, равный 34π .
10.4Написать уравнение прямой, проходящей через точки M1(2;1), M2 (4;5), и найти
точки ее пересечения с осями координат.
10.5Составить уравнение прямой, проходящей через точку M0 (4;3), являющуюся
основанием перпендикуляра, опущенного из начала координат на эту прямую.
10.6При каком значении A прямая Ax + 4y −13 = 0 образует с осью Ox угол α = 45°?
10.7Даны вершины треугольника A(2;−3), B(4;5), C(−3;4). Найти: 1) уравнение сто-
роны AB; 2) уравнение медианы, проведенной из вершины C; 3) уравнение высоты, проведенной из вершины C.
10.8 Написать уравнение прямой, параллельной биссектрисе второго координатного угла и отсекающей на оси Oy отрезок, равный 3.
141
10.9Найдите уравнение прямой, проходящей через точку A(2;−3): 1) параллельно прямой y = 2x −9 ; 2) перпендикулярно прямой x +3y − 2 = 0 .
10.10Каково взаимное расположение двух прямых, угловые коэффициенты которых равны – 2,5 и – 0,4?
10.11Найдите расстояние от точки M(−1;2) до прямой:
1) x = −1+t, |
2) x = 5 + 2t, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y = 2 +3t, |
y = −3 −3t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.12 Какие прямые данной пары пересекаются, |
параллельны или совпадают? Если |
|||||||||||||
прямые пересекаются, найдите координаты точки их пересечения: |
||||||||||||||
1) |
2x + y −1 = 0 и x −3y − 2 = 0 ; |
2) |
2x + 6y = 2 и x +3y −1 = 0 ; |
|||||||||||
3) |
− x − y = 3 |
и 3x +3y +1 = 0 ; |
4) |
|
x −1 |
= |
y +1 |
|
и |
x − 2 |
= |
y − 2 |
. |
|
|
2 |
|
−1 |
|
−1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||
10.13Найти расстояние между прямыми 12x −5y −26 = 0 и 12x −5y +13 = 0.
10.14Найти проекцию точки A(2;6) на прямую 3x + 4y −5 = 0 .
|
|
|
|
|
Домашние задания |
|
|
|
10.15 |
Найти |
уравнение |
прямой, проходящей через точку |
пересечения |
прямых |
|||
3x −2y −7 = 0 и x +3y −6 = 0 и отсекающей на оси абсцисс отрезок, равный 3. |
|
|||||||
10.16 |
Найти |
точку |
O |
пересечения диагоналей |
четырехугольника ABCD , если |
|||
A(−1;−3), B(3; 5), C(5; 2), D(3; −5) . |
|
|
|
|
||||
10.17 |
Даны вершины треугольника ABC : A(1; 2), B (2; − 2), C(6;1) . Найти: |
|
||||||
1) |
уравнение стороны AB ; |
|
|
|
||||
2) |
уравнение высоты CH ; |
|
|
|
|
|||
3) |
уравнение медианы АМ; |
|
|
|
||||
4) |
уравнение прямой, проходящей через вершину C параллельно стороне AB ; |
|
||||||
5) |
расстояние от точки C до прямой AB . |
|
|
|
||||
10.18 |
Найти уравнения перпендикуляров к прямой 3x +5y −15 = 0 , проведенных через |
|||||||
точки пересечения данной прямой с осями координат. |
|
|
|
|||||
10.19 |
Записать уравнение прямой, проходящей через точку A(−2; 3) и составляющей |
|||||||
с осью Ox угол: а) 45о; б) 90о; в) 0о. |
|
|
|
|||||
10.20 |
Найти |
точку |
B , |
симметричную точке |
A(8;12) |
относительно |
прямой |
|
x −2y +6 = 0 .
10.21 Найти один из углов между прямыми:
|
x = 4 |
|
x = 3t −1 |
|
|||
1) 2x +3y −5 = 0 и x −3y −7 = 0 ; |
2) |
|
и |
|
|
|
. |
y = t +7 |
|
|
|
||||
|
|
||||||
|
|
|
|
3t + 2 |
|
||
|
|
|
y = |
|
|||
|
142 |
|
|
|
|
|
|
Ответы: 10.1 |
x +9y −17 = 0 . 10.2 1) |
x −3 |
= |
y + 2 |
, |
x = 3 +t |
; 2) |
x −3 |
= |
y + 2 |
, |
x = 3 . |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
1 |
|
5 |
|
y = −2 +5t |
|
0 |
|
1 |
|
|
10.3 |
x + y −7 = 0 . 10.4 |
2x − y −3 = 0; (0;−3), (1,5;0). 10.5 |
4x +3y −25 = 0 . |
10.6 |
|
–4. |
|||||||||||
10.7 |
1) |
|
4x − y −11 |
= 0 ; |
2) x + 2y −5 = 0 ; |
3) x + 4y −13 = 0 . |
10.8 |
y = −x +3. |
|||||||||
10.9 |
1) |
|
2x − y −7 = 0 |
; 2) |
3x − y −9 = 0. 10.10 |
Пересекаются. 10.11 |
1) 0; |
2) |
8 |
. |
|||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
3 |
|
|
|
(9;−5). |
|
|
(−1, 2). |
|||||
10.12 1) |
|
|
;− |
|
; 2) совпадают; 3) параллельны; 4) |
10.13 3. |
10.14 |
||||||||||
7 |
7 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10.15 x = 3. 10.16 |
O(3;1/ 3) . |
10.17 1) |
x −1 |
= |
y −2 |
; |
|
2) x −4y −2 |
= 0 ; 3) 5x +6y −17 = 0 |
; |
|||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
−4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4) |
4x + y − 25 = 0 ; |
5) |
19 |
. |
10.18 5x −3y −25 = 0, 5x −3y +9 = 0 |
. 10.19 1) x − y +5 = 0 |
; |
||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
x + 2 = 0 ; 3) y −3 = 0 . 10.20 |
B(12; 4) . 10.21 |
1) arccos |
7 |
|
; 2) |
π |
= 60 . |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
3 |
|
|
|
||
Занятие 11. Плоскость Аудиторные задания
11.1Даны точки M1(3;−1;2) и M2 (4;−2;−1). Составьте уравнение плоскости, прохо-
дящей через точку M1 перпендикулярно вектору M1M2 .
11.2 Составьте уравнение плоскости, проходящей через три точки:
1)M1(3;−1;2), M2(4;−1;−1) и M3(2;0;2); 2) M1(1;3;4), M2(3;0;2) и M3(2;5;7).
11.3Укажите особенности в расположении относительно системы координат Oxyz
плоскости, |
заданной |
уравнением: |
1) |
3y + 2z −1 = 0 ; |
2) |
2x + y −5z = 0 ; |
|
3) |
2x − y −1 = 0; 4) 2x + y = 0 ; 5) x + z = 0 ; 6) 3y − 4z = 0; 7) |
2x +3 = 0 ; 8) z + 4 = 0 ; |
|||||
9) |
y = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
11.4 |
Найдите длины отрезков, |
отсекаемых на осях |
координат плоскостью |
|||
3x − 2y + z − 6 = 0 .
11.5Составьте уравнение плоскости, проходящей через точку M0 (1;−1;0) парал-
лельно векторам: 1) a = (0;2;3) и b = (−1;4;2); 2) s1 = (2;−1;3) и s2 = (3;0;1).
11.6Составьте уравнение плоскости, проходящей через точку M0 (1;−3;−2) параллельно: 1) плоскости 3x − 2y + 4z −3 = 0 ; 2) плоскости Oyz.
11.7Составьте уравнение плоскости, проходящей через точку M (1; 0; −2) перпендикулярно к плоскостям x − 2y + z +5 = 0 и 2x − y +3z −1 = 0 .
143
11.8 Найдите угол между плоскостями: 1) x + 4y − z +1 = 0 и x + y − z −3 = 0;
2) x + 2y − z +5 = 0 и 2x − y + z −3 = 0.
11.9Дана пирамида с вершинами A(2;2;−3), B(3;1;1), C(−1;0;5), D(4;−2;−3). Найдите
длину высоты, опущенной из вершины D на грань ABC.
11.10 Установите, какие из следующих пар плоскостей пересекаются, параллельны или совпадают:
1) x − y +3z +1 = 0 и 2x − y +5z − 2 = 0 ;
2)3x + 2y − z + 2 = 0 и 6x + 4y −2z +1 = 0;
3)2x + 6y + 2z −4 = 0 и 3x +9y +3z −6 = 0 .
11.11 |
Найдите |
расстояние |
между |
плоскостями |
2x −3y + 6z − 21 = 0 |
и |
|||
4x −6y +12z +35 = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Домашние задания |
|
|
|
|
|
||
11.12 |
Составьте уравнение плоскости, проходящей через точку М перпендикулярно к |
||||||||
вектору n , если: 1) M (3;5;−1); n(13;2;1); 2) M (2;0;0); n(0;7;0); 3) |
M (0;3;−1) ; |
n = M1M2 , где |
|||||||
M1(1;−1;0), M2 (3;0;2) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.13 |
Составьте уравнение плоскости, проходящей через точку M (−1;2;3) , парал- |
||||||||
лельно плоскости, проходящей через точки M1(1;0;−2), M2 (3;4;5), M3(−1;2;0) . |
|
|
|
||||||
11.14 |
Определите, |
при |
каком |
значении |
параметра |
α |
плоскость |
||
αx +(2α −1)y + z −5 = 0 :
1)параллельна плоскости 2x +3y + z − 4 = 0 ;
2)параллельна плоскости y − z + 7 = 0 ;
3)перпендикулярна к плоскости 3x + y − z = 0 ;
4)перпендикулярна к плоскости Oxz.
11.15Составьте уравнение плоскости, проходящей через точки M1(1;2;3) и M2 (2;1;1) перпендикулярно к плоскости 3x + 4y + z −6 = 0 .
11.16Найдите расстояние от точки M (2;1;1) до плоскости x + y − z +1 = 0 .
11.17 Найдите точку |
пересечения |
плоскостей x + y + z −6 = 0, 2x − y + z −3 = 0 , |
|
x + 2y − z −2 = 0. |
|
|
|
Ответы: 11.1 x − y −3z + 2 = 0. 11.2 1) |
3x +3y + z −8 = 0; |
2) 5x +8y −7z −1 = 0 . |
|
11.3 1) параллельно оси Ox; |
2) проходит через начало координат; |
3) параллельна оси Oz; |
|
4) проходит через ось Oz; 5) проходит через ось Oy; 6) проходит через ось Ox; 7) параллель-
144
