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

Metod_Algebra

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
660.76 Кб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Типовий розрахунок з лінійної алгебри

Індивідуальні завдання з вищої математики для студентів 1-го курсу

будівельних спеціальностей

Київ – 2008

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Типовий розрахунок з лінійної алгебри

Індивідуальні завдання з вищої математики для студентів 1-го курсу

будівельних спеціальностей

Київ – 2008

1

УДК 511.14+512.643 ББК 22.13+22.14 Т 84

Укладачі:

Н.В. Бондаренко, канд. фіз.-мат. наук, асистент

 

О.В. Забарило, канд. фіз.-мат. наук, доцент

 

А.А. Кириченко, канд. фіз.-мат. наук, доцент

 

М.С. Пастухова, старший викладач

Рецензент:

Я.М. Якимів, канд. фіз.-мат. наук, доцент

Відповідальний за випуск

В.К. Чибіряков, доктор техн. наук, професор

Затверджено на засіданні

кафедри вищої математики, протокол № 11

від 18 червня 2008 року.

 

Видається в авторській редакції

Типовий розрахунок з лінійної алгебри: Індивідуальні завдання з вищої математики для студентів 1-го курсу будівельних спеціальностей / Уклад.: Н.В. Бондаренко, О.В. Забарило, А.А. Кириченко, М.С. Пастухова. – К.: КНУБА, 2008.

– 34 ст.

Методична розробка містить тридцять варіантів розрахункової роботи на тему «Лінійна алгебра».

Призначено для студентів будівельних спеціальностей

2

Загальні положення

Методична розробка містить 30 варіантів вправ з лінійної алгебри та охоплює такі розділи: комплексні числа, визначники, дії з матрицями, ранг матриці, системи лінійних рівнянь, лінійні простори.

Індивідуальні завдання можуть бути використані як основа типового розрахунку з вищої математики для студентів І курсу будівельних спеціальностей,

для самостійної роботи студентів, а також як задачі для контролю рівня засвоєння знань студентами з лінійної алгебри.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3 3i 3 = 0.

 

 

 

 

 

1.

Знайти корені рівняння

2

 

 

 

 

 

 

Обчислити

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

6i 2)18

 

 

 

6

.

 

 

 

 

 

 

( 4i)19

 

2i

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3.

Обчислити визначник четвертого порядку

1

0

3

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

2

3

 

 

2

5

2

3

6

 

 

 

1

3

1

2

4

 

4. Знайти ранг матриці

 

 

 

1

2

3

5

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

4

7

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

3

1

3

3

5. Знайти невідому матрицю X з рівняння

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

2

7

X =

3

2

5

.

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

1

4

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

6. Перевірити сумісність системи лінійних рівнянь і у випадку її сумісності

розв'язати: а) методом Гауса, б) по правилу Крамера, в) матричним методом

 

 

3x1 5x2 x3 = 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x3 = 13;

 

 

 

 

 

 

 

2x1 x2

 

 

 

 

 

 

 

2x

3x

2

x = 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Знайти загальний розв'язок і фундаментальну систему розв'язків системи рівнянь

2x1 x2 x3 x4 = 0;

4x1 2x2 5x3 x4 = 0;2x1 3x2 6x3 2x4 = 0.

 

 

 

 

1) ,

 

 

= ( 1; 3; 2)

8. Довести,

що вектори

a1 = (1; 2;

a2

= (2; 0; 3) , a3

утворюють базис

векторного

простору

R3,

і

знайти координати вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = (3,12, 2) в цьому базисі.

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Знайти характеристичний многочлен, власні значення і власні вектори

лінійного оператора, заданого матрицею

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

0

1

 

0

.

 

 

 

 

 

1

7

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. З'ясуйте,

чи буде підпростором простору многочленів R[x]

множина U

всіх многочленів парних степенів.

4

Варіант 2

1. Знайти корені рівняння z4 3z2 10 = 0 .

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2.

Обчислити (2 3 2i)30 (2 2i) 38

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3i

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

3

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3.

Обчислити визначник четвертого порядку

 

1

4

1

2

.

 

 

 

 

 

 

3

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

1

3

0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

1

3

1

 

 

1

1

0

1

2

 

 

 

4. Знайти ранг матриці

2

1

1

2

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

0

 

 

5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Знайти невідому матрицю X з рівняння

 

1

2

1

X

=

2

7

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

8

2

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Перевірити сумісність системи лінійних рівнянь і у випадку її сумісності

розв'язати: а) методом Гауса, б) по правилу Крамера, в) матричним методом

 

 

 

2x1 4x2 x3 = 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2 3x3 = 10;

 

 

 

 

 

 

 

 

5x1

 

 

 

 

 

 

 

 

3x x

2

4x = 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Знайти загальний розв'язок і фундаментальну систему розв'язків системи

рівнянь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 3x2 4x3 x4 = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x3 4x4 = 0;

 

 

 

 

 

 

3x1 2x2

 

 

 

 

 

 

2x 5x

2

x 3x

4

= 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Довести,

що вектори

a1 = (1; 3; 1) , a2 = ( 1; 2; 3) ,

a3 = (2; 0; 4)

утворюють базис

векторного

простору

R3,

і знайти координати вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

b = (6;1; 4) в цьому базисі.

 

 

 

 

 

 

9. Знайти характеристичний многочлен, власні значення і власні вектори

лінійного оператора, заданого матрицею

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

3

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

A =

3

.

 

 

 

 

1

2

4

 

 

 

 

 

 

 

10. З'ясуйте,

чи буде підпростором простору Rn всіх векторів розмірності n

множина U тих векторів, що є розв'язками однорідної системи лінійних рівнянь.

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант 3

 

 

 

 

 

 

Знайти корені рівняння 8

 

 

8i z3 = 0 .

 

 

 

 

 

1.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Обчислити (

3 3i )84

1 2i

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2i

 

 

1 2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Обчислити визначник четвертого порядку

1

3

2

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

6

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

2

5

 

 

 

 

 

 

5

1

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

1

1

7

 

 

 

 

 

 

4.

Знайти ранг матриці

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

3

4

3

6

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

5. Знайти невідому матрицю X з рівняння

3

2

7

5

1

3

 

 

 

 

X

 

 

 

=

 

 

.

 

 

6

5

 

 

3

2

 

 

2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Перевірити сумісність системи лінійних рівнянь і у випадку її сумісності розв'язати: а) методом Гауса, б) по правилу Крамера, в) матричним методом

2x1 3x2 x3 = 1;

x1 x2 = 2;

3x1 4x2 2x3 = 9.

7. Знайти загальний розв'язок і фундаментальну систему розв'язків системи рівнянь

8. Довести, що вектори a1

утворюють базис векторного

 

3) в цьому базисі.

b = (0; 4;

3x1 x2 2x3 5x4 = 0;

x1 8x2 x3 3x4 = 0;

2x1 9x2 x3 8x4 = 0;

3x1 x2 2x3 5x4 = 0.

= (2; 1; 3)

 

= ( 1; 1; 2) ,

 

= ( 1; 3; 5)

, a2

a3

простору R3,

і знайти координати вектора

9. Знайти характеристичний многочлен, власні значення і власні вектори лінійного оператора, заданого матрицею

2

0

4

 

 

 

 

 

A =

7

5

1 .

 

3

0

1

 

 

 

10. З'ясуйте, чи буде підпростором простору M n (R) всіх дійсних матриць порядку n множина U всіх верхніх трикутних матриць.

6

Варіант 4

1.Знайти корені рівняння z 4 7i = 0.

2.Обчислити (2i 6)33 (2 2i)80 51 i .

 

 

2

1

2

 

 

3

 

3. Обчислити визначник четвертого порядку

2

3

0

1

.

 

1

7

2

0

 

 

4

0

3

2

 

 

1

5

2

3

2

 

 

 

3

6

1

2

3

 

4. Знайти ранг матриці

 

 

 

2

1

3

5

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

5

8

1

 

 

 

 

 

3

1

7

1

3

1

5. Знайти невідому матрицю X з рівняння

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

6

 

X =

2

1

1

.

 

 

1

0

3

 

 

1 0

2

 

 

 

 

 

 

6. Перевірити сумісність системи лінійних рівнянь і у випадку її сумісності розв'язати: а) методом Гауса, б) по правилу Крамера, в) матричним методом

x1 x2 3x3 = 5;2x1 x2 4x3 = 6;

5x1 2x2 8x3 = 8.

7. Знайти загальний розв'язок і фундаментальну систему розв'язків системи рівнянь

2x1 3x2 4x3 x4 = 0;x1 x2 11x3 3x4 = 0;

3x1 2x2 7x3 4x4 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (1;

 

8. Довести,

що вектори

a1 = (2;1;3)

,

a2

4; 2), a3 = (3; 2; 5)

утворюють

базис

векторного

простору

R3,

і

знайти

координати вектора

 

7) в цьому базисі.

 

 

 

 

 

 

 

 

b = ( 4; 4;

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Знайти характеристичний многочлен, власні значення і власні вектори

лінійного оператора, заданого матрицею

 

 

 

 

 

 

 

 

0

6

15

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

A =

1

.

 

 

 

 

 

 

 

1

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. З'ясуйте, чи буде підпростором простору Rn всіх векторів розмірності n множина U тих векторів, сума координат яких дорівнює нулю.

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант 5

 

 

 

 

 

Знайти корені рівняння z4

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

3i z = z .

 

 

 

 

2.

Обчислити

(1 i)10

 

 

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

( 1

 

 

 

 

1 10i

 

 

 

 

 

 

3i)26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3.

Обчислити визначник четвертого порядку

 

1

3

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

 

 

 

 

2

1

8

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

3

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Знайти ранг матриці

1

 

6

0

 

3

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

4

 

16

5

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

5.

Знайти невідому матрицю X з рівняння

 

 

 

 

 

X

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

7

 

2

0

.

1

4

1

6

 

 

 

 

5

 

6

3

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

=

0

7

3

.

8

 

 

5

1

2

 

 

 

 

6. Перевірити сумісність системи лінійних рівнянь і у випадку її сумісності розв'язати: а) методом Гауса, б) по правилу Крамера, в) матричним методом

3x1 2x2 x3 = 9;2x1 5x2 x3 = 8;

3x1 6x2 7x3 = 7.

7. Знайти загальний розв'язок і фундаментальну систему розв'язків системи рівнянь

 

 

x1 3x2 x3 4x4 = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

4x3 2x4 = 0;

 

 

 

3x1 2x2

 

 

 

2x x

2

5x 6x

4

= 0.

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

= (1; 4; 1) ,

8. Довести,

що вектори

a1

a2 = (2; 1; 3), a3 = (3; 6; 5)

утворюють базис

векторного

простору

R3,

 

і

 

знайти

координати вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = ( 4; 7;1) в цьому базисі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Знайти характеристичний многочлен, власні значення і власні вектори

лінійного оператора, заданого матрицею

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

1

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

0

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

10. З'ясуйте,

чи буде підпростором простору

M n (R)

всіх дійсних матриць

порядку n множина U всіх матриць, елементи яких є цілими числами.

8

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Знайти корені рівняння z3 5 5i = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Обчислити

( i)35

 

 

2 i

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(

 

3i)36

2

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3.

Обчислити визначник четвертого порядку

 

1

 

4

 

0

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

6

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0

 

3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

 

2

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5

 

4

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Знайти ранг матриці

1

11

8

 

2

10

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

8

6

 

1

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Знайти невідому матрицю

X з рівняння

7

4

X

1

2

 

3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

4

7

 

 

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Перевірити сумісність системи лінійних рівнянь і у випадку її сумісності розв'язати: а) методом Гауса, б) по правилу Крамера, в) матричним методом

4x1 5x2 2x3 = 1;

x1 x2 = 2;

5x1 6x2 3x3 = 1.

7. Знайти загальний розв'язок і фундаментальну систему розв'язків системи рівнянь

4x1 4x2 2x3 x4 = 0;2x1 5x2 8x3 6x4 = 0;

2x1 x2 6x3 5x4 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Довести, що вектори

a1 = ( 3; 3;1) ,

a2

= ( 8; 9; 3) , a3 = (1; 1; 0)

утворюють

базис

векторного

простору

R3,

 

і

знайти

координати

вектора

 

1; 2) в цьому базисі.

 

 

 

 

 

 

 

b = (1;

 

 

 

 

 

 

 

9. Знайти характеристичний многочлен, власні значення і власні вектори

лінійного оператора, заданого матрицею

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = 0

0

.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

10. З'ясуйте, чи буде підпростором

простору R[x]

всіх многочленів над

полем

R

множина

U всіх

многочленів

f (x) ,

які задовольняють

рівність

f (1) f

(2) f (3) = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]