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

Ryattel_A_V_Kontrolnaya_tetrad_po_lineynoy

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
27.05.2015
Размер:
1.71 Mб
Скачать

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

5

10

15

15

15

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

2

5

5

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

4

3

4

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

5

2

3

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

3

6

5

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

1

9

7

6

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

10

30

30

30

40

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

3

1

3

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

5

1

2

2

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

2

3

4

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

6

2

5

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

3

7

4

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

50

50

100

100

50

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

3

4

6

5

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

6

3

7

6

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

10

5

2

2

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

9

4

4

9

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

3

2

4

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

200

200

400

200

100

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

5

2

1

6

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

6

2

4

4

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

9

2

3

7

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

7

3

5

8

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

3

2

4

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

8.

 

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

100

150

150

100

300

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

3

4

5

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

1

2

7

1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

4

6

6

3

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

2

7

4

7

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

3

8

9

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

400

600

500

400

500

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

1

2

3

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

3

4

2

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

5

7

6

3

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

4

10

15

4

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

3

4

5

3

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

 

 

Спрос

100

150

150

100

100

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

3

4

5

4

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

1

5

7

1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

4

6

6

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

2

7

4

7

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

1

9

6

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

 

 

 

 

 

 

Спрос

200

200

40

40

40

Мощность

потребителей

 

 

 

 

 

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

4

5

2

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

3

1

3

5

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

2

7

6

8

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

3

3

1

4

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

1

6

9

2

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

12.

 

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

100

200

200

300

400

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

1

3

4

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

5

4

5

7

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

4

9

5

10

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

7

7

5

8

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

12

10

8

11

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

 

 

 

 

 

 

Спрос

200

200

300

300

100

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

4

6

3

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

7

3

5

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

5

3

2

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

2

3

4

6

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

1

4

4

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

 

 

 

 

 

 

Спрос

200

400

400

300

500

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

1

6

9

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

3

2

2

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

4

5

4

7

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

1

4

3

9

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

7

9

7

1

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

 

 

 

 

 

 

Спрос

150

200

200

400

200

Мощность

потребителей

 

 

 

 

 

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

1

4

7

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

3

6

3

9

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

4

8

12

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

1

5

9

13

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

2

3

4

6

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

16.

 

 

 

 

 

 

 

 

Спрос

40

60

40

60

20

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

3

3

4

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

1

2

1

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

4

8

2

9

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

5

7

9

6

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

10

14

17

7

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

 

 

 

 

 

 

Спрос

500

250

500

750

500

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

3

1

8

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

2

5

2

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

750

9

4

6

5

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

7

3

10

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

6

6

4

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.

 

 

 

 

 

 

Спрос

300

900

600

900

300

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

1

3

4

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

9

5

2

4

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

900

3

4

5

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

5

7

2

6

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

1

4

3

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

 

 

 

 

 

 

Спрос

200

300

200

300

100

Мощность

потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

2

3

4

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

2

4

2

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

6

5

4

5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

4

6

7

6

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

5

7

6

9

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

20.

 

 

 

 

 

 

Спрос

50

150

200

150

100

Мощность потребителей

поставщиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

4

5

6

10

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

6

3

8

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

5

1

3

1

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

7

2

4

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

1

5

7

8

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 00 Образцы решения типовых задач контрольной работы

I. Дана система трех линейных уравнений с тремя неизвестными

3x 2 y z 5

 

 

 

 

 

 

2x y z 6

 

x

5 y 3

 

 

 

. Требуется найти ее решение: а) с помощью формул Крамера;

б) методом обратной матрицы, проверив правильность вычисления последней;

в) методом Гаусса. Проверьте найденное решение.

Решение. А) Решим систему линейных уравнений с помощью формул Крамера.

Вычислим определитель системы, пользуясь правилом Саррюса:

3

2

1

2

1

1 3 ( 1) 0 2 5 1 2 1 1 1 ( 1) 1 2 2 0 5 1 3 2 .

1

5

0

Так как 0 , то

определяемое формулами:

Далее имеем:

данная

x

 

x

,

 

 

 

 

 

 

 

система

y

y

, z

 

 

 

имеет единственное решение,

 

 

z

 

.

 

5

2

1

x 6

1

1 5 ( 1) 0 6 5 1 2 1 ( 3) 1 ( 1) ( 3) 2 6 0 5 1 5 4.

3

5

0

Вычислим y , пользуясь теоремой Лапласа:

25

 

 

 

 

 

 

3

 

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

6

 

 

 

3

5

 

 

 

 

 

2

 

6

1 1 А

 

1

А 0 А

 

 

 

 

1 3

 

1 ( 1)

2 3

 

 

y

 

 

 

 

1 ( 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

23

33

 

 

 

 

1

3

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

1

3

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 ( 3) 6 1 1 3 ( 3) 5 1 12 14 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

2

 

1

 

6

3 ( 1) ( 3) 2 5 5 2 6 1 5 ( 1) 1 2 2 ( 3) 5 6 3 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим решение системы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

4

2 , y

y

 

2

1,

z

 

z

2

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б) Решим систему линейных уравнений методом обратной матрицы.

В матричной форме система уравнений может быть записана в виде AX=B,

где

 

3

2

1

 

 

 

 

 

 

А

2

1

1

 

 

1

5

0

 

 

 

– матрица коэффициентов при неизвестных,

x

 

 

X y

 

 

z

матрица-столбец неизвестных,

 

5

 

 

 

 

B

6

 

 

3

 

 

 

 

– матрица-столбец свободных членов.

Матрица А системы невырожденная, так как А 2 0 , следовательно,

матрица А обратима. Для ее нахождения транспонируем матрицу А, получим

 

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

АТ

2

1

5

 

. Далее находим алгебраические дополнения элементов

 

1

1

0

 

 

 

 

 

найденной матрицы АТ :

А 1 1 1 1

5 1 ( 1) 0 5 1 5 ;

А 1 1 2 2

5 1 2 0 5 1 5 ;

11

1

0

12

1

0

 

 

А

1

2

 

1 3

13

 

1

 

 

1 1

1 2 1 ( 1) 1

3

;

А

1

1

2

 

2

21

 

 

1

 

 

 

1

 

0

 

1 2 0

1 1

1

;

А 1 2 2 3

1 1 3 0 1 1 1;

А 1 2 3 3

2 1 3 1 2 1 1;

22

1

0

23

1

1

 

 

26

А

1

2

 

3 1

31

 

1

 

 

А

1

 

3

 

 

3 3

 

33

 

 

2

 

 

 

1

1 2

5

1

5

 

 

 

21 3 ( 1)

1

(

1) 11; 2 2 7

А

1

3

 

3 2

32

 

2

 

 

.

1

 

5

 

1 3 5 1 2

13

;

Составим

 

5

5

~

 

1

1

А

 

 

11

13

 

 

 

 

 

 

из

этих

элементов

присоединенную

матрицу

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим обратную матрицу по формуле:

 

 

 

 

 

 

5

5

3

 

А

1

 

1

~

1

 

1

1

1

 

 

А

А

2

 

.

 

 

 

 

 

11

13

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверим правильность нахождения обратной матрицы:

 

3

2

1

 

 

5

5

3

 

 

 

 

 

3

2

1 5

1

 

2

1

1

 

 

1

 

1

1

1

 

 

1

 

2

1

1

 

1

АА

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

1

5

0

 

 

 

11

13

7

 

 

 

 

1

5

0

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

E

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значит, обратная матрица найдена верно.

5

3

 

 

1

1

 

 

 

13

7

 

 

 

 

 

 

 

Определяем решение системы:

 

 

 

5

5

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

5 5 5 6 3 ( 3)

 

 

1

B

1

 

1

1

1

 

6

 

 

 

1

 

1 5 ( 1) 6 ( 1) ( 3)

 

 

X A

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

11

13

7

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 5 ( 13) 6 ( 7) ( 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

В) Решим систему линейных уравнений методом Гаусса.

Составим расширенную матрицу системы, и, применяя элементарные преобразования, приведем ее к диагональному виду:

27

3

 

2

1

 

5

 

1

5

0 3

 

1

 

5

 

0 3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

1

 

6

2

1

1

6

 

2I

 

0

11

 

1 12

III

0

 

1

 

5

0

 

3

 

 

3

2

1

5

 

3I

 

0

13

 

1 14

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5

 

 

0 3

 

 

1

 

5

0 3 5II

1

0

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

0 1

 

0

 

1

0 1

 

 

0

1

0 1 .

 

 

 

0

13

1 14

 

 

13II

 

0

 

0

1 1

 

 

 

 

0

0

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 213

0 0 1

3

 

2

 

:

14

 

 

2

Поскольку ранг матрицы системы равен рангу расширенной матрицы, то по теореме Кронекера-Капелли система совместна; кроме того, так как ранги матриц совпадают с числом переменных, система определенна.

Находим решение системы: x=2, y=-1, z=1.

Проверим найденное решение, для этого подставим полученное решение в исходную систему линейных уравнений:

3 2 2 ( 1) 1 5

 

 

 

 

 

 

2 ( 1)

1 6

- верные

2

 

 

 

 

 

5 ( 1)

3

 

2

 

 

 

 

 

равенства

,

следовательно, ответ получен

правильный.

Ответ: (2;-1;1).

 

 

 

II. Даны векторы a1

(1;-2;3),

a2 (2;3;4), a3 (3;1;2), b (-4;1;5). Показать, что

 

 

 

 

 

 

 

 

векторы a ,

a

2

, a

3

образуют базис трехмерного пространства, и найти

1

 

 

 

 

 

 

координаты вектора b в этом базисе.

Решение. Заметим, что базис трехмерного пространства состоит из 3

векторов.

1) Для доказательства того, что векторы a1 , a2 , a3 образуют базис пространства, достаточно показать линейную независимость этой системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторов.

Для

этого

составим

векторное равенство 1 а1 2 а2

3 а3 0 .

Записывая

a

 

,

 

 

,

 

 

 

в

виде

вектор-столбцов,

получим

 

a

2

a

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

1

 

 

 

2

 

3

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

2

 

3

 

3

 

1

 

 

0

.

Задача

свелась, таким образом, к решению

 

3

 

 

 

4

 

 

 

2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3 0

однородной системы

 

1

 

2

 

3

0 . Для доказательства того, что система

2 1 3 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 4 2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

 

имеет лишь нулевое решение, достаточно доказать, что ранг матрицы системы равен 3. Это легко проверить по определению ранга матрицы:

12

2 3

34

3 1 2

6 24 6 (27 4 8)

35

0

.

2) Для нахождения координат вектора b в новом базисе нам понадобится решить уравнение b xa1 ya2 za3 относительно неизвестных x, y, z. Так как линейным операциям над векторами соответствуют линейные операции над их

проекциями,

 

то

 

уравнение

b xa1 ya2 za3

 

 

равносильно

системе

x 2 y 3z 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 3y z 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x 4 y 2z 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решаем эту систему методом Гаусса:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3 4

 

 

1

2

3

4

 

 

1

2

3 4 2II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

1

1

 

2I 0

7

7

7

 

: 7 0

1

1

 

1

 

 

 

3

4

2

5

 

3I

 

0

2

7 17

 

( 1)

 

0

2

7 17

 

2II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

1 2

 

1

0

1 2 III

1

0

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

1 1

 

0

1

1 1

III

 

0

1

0

 

2

.

 

 

 

 

 

 

 

5 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

: 5

0

0 1 3

 

 

0

0

1

 

3

 

 

Находим решение системы: x 1, y 2 , z 3.

Таким образом, b a1 2a2 3a3 .

III. Даны координаты точек А(3;0;-5), B(6;2;1), C(12;-12;3). Требуется:

а) указать координаты векторов AB и AC ; б) найти длины векторов AB и

29

AC ; в) определить угол между векторами

AB и

AC ; г) составить уравнение

плоскости, проходящей через точку С перпендикулярно вектору

AB .

 

Решение. А)

Если даны точки M1

(x1; y1; z1)

и M2

(x2; y2; z2 ) ,

то вектор

M1M 2

имеет следующие координаты:

M1M2 x2

x1; y2

y1; z2

z1

. Найдем:

AB (6-3;2-0;1-(-5))=(3;2;6), AC (12-3;-12-0;3-(-5))=(9;-12;8).

 

 

Б)

Длина

вектора

а x0 ; y0 ; z0

вычисляется

по

формуле

а

 

x

2

0

 

 

y

2

0

 

z

2

0

 

. Подставляя в данную формулу координаты векторов

AB

и

AC

,

находим

их

длины:

AB

2

2

2

6

2

3

 

 

 

49

7

,

AC

9

2

2

8

2

 

12

 

В) Косинус угла

 

 

 

,

289 17 .

образованного векторами

а

и

b

, определяется из

формулы

cos

a b ab

. Так как скалярное произведение двух векторов,

заданных своими координатами,

одноименных координат, то

равно сумме попарных произведений

AB AC 3 9 2 12 6 8 51

. Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

AB

 

AC

 

 

51

 

 

51

, откуда

arccos

51

64 37 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB AC

 

7 17

119

 

119

 

 

 

 

 

Г)

 

Известно,

что

 

уравнение

плоскости, проходящей через точку

М0 (x0; y0

; z0 )

перпендикулярно

вектору

n A; B;C ,

имеет

вид

A x x0

B y y0

C z z0 0 . По условию задачи

искомая

плоскость

проходит

 

 

через

 

точку

 

C(12;-12;3)

перпендикулярно

вектору

AB (3;2;6).

Подставляя в последнее уравнение А=3, В=2, С=6, x0=12, y0=-12, z0=3, получим:

3(x 12) 2( y 12) 6(z 3) 0 ,

3x 2y 6z 30 0 – искомое уравнение плоскости.

IV. Даны вершины треугольника АВС: А(-4;8), В(5;-4), С(10;6). Найти:

а) длину стороны АВ; б) уравнения сторон АВ и АС и их угловые коэффициенты; в) внутренний угол А в радианах с точностью до 0,01; г)

30