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

Линейная алгебра. В 2 частях. Ч.1. Учебно-методическое пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
895 Кб
Скачать

Пример 5.1 (2) [1]

Для данной прямой : 2x y 1 0 и точки M (–1, 2) :

а) вычислить расстояние от точки до прямой;

б) написать уравнения прямых, проходящих через точку M перпендикулярно прямой ℓ и параллельно прямой .

Решение

(M , l)

 

 

Ax1 By1 C

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 B2

 

 

 

M (x1, y1), , : Ax By C 0,

 

 

 

(M , l)

 

 

2( 1) 1 2 1

 

 

 

 

 

2 2 1

 

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 1

5

 

 

 

22 12

 

 

 

Находим уравнение перпендикулярной прямой:

x 1

 

y 2

x 1 2 y 4 2y x 5 0 –

2

 

 

 

1

 

это уравнение прямой, перпендикулярной ℓ. Объясните самостоятельно, как нашли это уравнение.

Находим уравнение параллельной прямой:

A(x x0 ) B( y y0 ) 0, 2(x 1) 1( y 2) 0,

2x 2 y 2 0,

y 2x 0 –

это уравнение прямой, параллельной . Объясните самостоятельно, как нашли это уравнение.

Пример 5.1 (3а) [1]

Даны вершины треугольника ABC . Найти:

1) уравнение прямой AB ;

71

2)уравнение высоты CD ;

3)длину высоты CD ;

4)угол между высотой CD и медианой BM ;

5)уравнение биссектрисы внутреннего угла при вершине A, если:

A (1, –2), B (5, 4), C (–2, 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Уравнение AB :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A (1, –2),

B (5, 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x1

 

 

 

y y1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

 

 

y

2

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

y 2

 

6(x 1) 4( y 2) 3x 3 2 y 4 0,

 

5 1

 

 

 

 

 

 

4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x 2y 7 0 – уравнение AB.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Уравнение CD :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB : 3x 2y 7 0 , C (2, 0), n (3, –2),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

y 0

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(x 2) 3y 3y 2x 4 0 – уравнение CD.

 

 

3. Длина CD :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ax1 By1 C

 

 

 

 

 

 

3( 2)

2 0 7

 

 

 

 

 

6 7

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(C, AB)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

 

 

 

A2 B2

 

 

 

 

 

 

 

9 4

 

 

 

 

13

 

 

 

 

13

4. Угол между CD и медианой BM :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD : 3y 2x 4 0,

A(1, –2), C( 2, 0),

 

 

 

 

 

M

x1 x2

,

y1 y2

 

 

1 2

,

2 0

 

1

, –1

,

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

72

 

 

 

 

B(5, 4),

x x1

 

y y1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

y

2

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

y 1

 

 

 

2x 1

 

 

y 1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

,

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

 

4 1

 

 

10 1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5(2x 1) 11( y 1),

10x 11y 5 11 0.

 

 

 

 

Медиана BM :

 

10x 11y 6 0,

 

 

 

 

CD :

n1 (2, 3),

 

BM :

n2 (10, –11),

 

 

 

cos

n1 n2

 

 

 

20 33

 

 

 

 

13

 

1

.

 

 

4 9

100 121

 

 

 

 

n

 

n

 

 

 

13 221

 

17

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Биссектриса угла A :

 

AB

(5 1,

 

4 2) (4, 6),

AC

( 3, 2),

 

 

 

 

16 36

2

 

13,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 4

 

13,

AB

 

 

 

AC

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

,

 

 

3

,

AB

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

13

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

2 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

,

 

 

 

2

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

AC

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

1

 

 

,

 

 

5

,

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A(1, –2),

 

 

 

x 1

 

 

y 2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

x 1 y 2 5(x 1) y 2 5x 5 y 2 5x y 3 0 –1 5

это уравнение биссектрисы

B

_

_

 

a0

S

A

s0

_

 

 

b0

 

 

 

C

Пример 5.1 (5) [1]

 

 

Прямая y kx 5

удалена от

начала координат на расстояние

d 5 . Найти k .

 

 

 

(0,5)

 

d

d

 

β

α

x

d 5, k > 0, k < 0 два варианта. Ищем в виде

kx y 5 0,

74

d

 

 

k 0 0 5

 

 

5,

 

 

 

 

 

 

k2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5,

 

 

 

 

k2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

k2 1

5,

k2 1 5,

k2 4, k 2.

Пример 5.1 (10) [1]

Докажите, что прямые 24x 10y 39 0 и 12x 5y 26 0 параллельны, найдите расстояние между ними.

Решение

1. Прямые параллельны, так как координаты n1 и n2 пропорциональны.

2. Пусть

y 0 24x

39 x

 

 

39

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

1

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

Ax1 By1 C

 

 

 

12x1 5y1 26

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 B2

 

 

 

122 ( 5)2

 

 

 

 

12

 

 

39

 

 

 

39

52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

91

 

 

7

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144 25

 

 

13

 

26

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 5.1 (12) [1]

Составить уравнение прямой, проходящей через точку M (8, 6) и отсекающей от координатного угла треугольник с площадью, равной 12.

75

Решение Вариант 1

Y

 

 

(8,6)

 

S1

 

X

O

 

 

 

S1 8 6 48 , а S 12 искомая прямая так проходить не может.

Вариант 2

 

 

 

Y

 

 

 

M(8,6)

O

 

X

 

 

Ищем в виде

 

 

x

 

y

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Имеем

S

 

 

ab

 

12,

a

и

b

 

имеют

разные

знаки, значит,

 

 

 

 

 

 

 

ab 24,

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

6

 

1, b

24

 

8

 

6a

1

 

8

 

a

 

1,

 

 

 

b

a

a

24

a

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

76

 

 

 

32

 

a 4 32 a2 4a,

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 4a 32 0 a2 4a 32 0,

 

 

a1,2

4

16

128

 

4 12

 

a1 8,

 

 

 

 

2

 

2

a

2

 

4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

24 b

24 3,b

24 b

 

24 6.

1

a1

1

 

8

2

a2

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) x8 3y 1 3x 8y 24 0 3x 8y 24 0;

2)

x

 

y

1 6x 4 y 24 0 3x 2 y 12 0.

4

6

 

 

 

Домашнее задание 5.1: 3б, 6, 7, 8, 9, 11, 18.

77

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Ивлева А. М. Линейная алгебра, аналитическая геометрия / А. М. Ивлева, П. И. Прилуцкая, И. Д. Черных. – 5-е изд., испр. и доп. – Новосибирск :

Изд-во НГТУ, 2019. – 183 с.

2.Ивлева А. М. Готовимся к контрольной работе / А. М. Ивлева, Л. В. Ковалевская, И. Д. Черных. – 2-е изд. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2015. – 172 с.

3.Ивлева А. М. Решение задач по аналитической геометрии / А. М. Ивлева, О. Ю. Бреднихина, Д. Р. Ковальчук. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2020. – 58 с.

78

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Предисловие.............................................................................................................

3

Глава 1. Методические указания............................................................................

4

Как работать преподавателям...........................................................................

4

Как работать студентам...................................................................................

11

Глава 2. Определители. Метод Крамера..............................................................

14

Определители...................................................................................................

14

Метод Крамера.................................................................................................

16

Практическое занятие......................................................................................

17

Глава 3. Комплексные числа.................................................................................

22

Определение. Формулы. Действия.................................................................

22

Практическое занятие......................................................................................

24

Глава 4. Матрицы и операции над ними. Обратная матрица.............................

29

Матрицы............................................................................................................

29

Обратная матрица ............................................................................................

30

Ранг матрицы....................................................................................................

32

Практическое занятие......................................................................................

32

Глава 5. Системы линейных уравнений. Метод Гаусса....................................

40

Введение ...........................................................................................................

40

Практическое занятие......................................................................................

40

Глава 6. Векторы. Скалярное произведение........................................................

50

Векторы.............................................................................................................

50

Скалярное произведение.................................................................................

51

Практическое занятие......................................................................................

52

Глава 7. Векторное и смешанное произведения .................................................

57

Векторное произведение .................................................................................

57

Смешанное произведение................................................................................

58

Практичекское занятие....................................................................................

59

Глава 8. Плоскость и прямая в пространстве......................................................

65

Практическое занятие......................................................................................

65

Глава 9. Прямая на плоскости...............................................................................

70

Практическое занятие......................................................................................

70

Библиографический список..................................................................................

78

79

 

Бреднихина Ольга Юрьевна Ивлева Ася Михайловна

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

В ДВУХ ЧАСТЯХ

ЧАСТЬ 1

Учебно-методическое пособие

Редактор И.Л. Кескевич

Выпускающий редактор И.П. Брованова Дизайн обложки А.В. Ладыжская Компьютерная верстка Н.В. Гаврилова

Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)

Подписано в печать 25.02.2025. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 4,65. Печ. л. 5,0. Изд. № 214/24. Заказ № 79

Цена договорная

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета

630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

80

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]