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

M00920

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
544 Кб
Скачать
☆

71

в) 16 y2 +9z 2 −144x −64 y +36z −188 = 0 . 27. а) x2 + 2 y2 −3z 2 + 4x − 4 y −6z −9 = 0 ;

б) x2 − 4x +3z +1 = 0 ;

в) x2 + y2 + z 2 − 2x − 2 y + 2z −6 = 0 .

28.а) 16x2 +9 y2 −32x −36 y −144z −192 = 0 ; б) 3y2 + 2x +12y +10 = 0 ;

в) 9x2 − y2 + 4z 2 −18x − 2 y + 4z + 45 = 0 .

29.а) 4x2 −9 y2 − z 2 +8x +18y − 4z − 45 = 0 ;

б) x2 + y2 + z 2 − 2x −6y + 4z −11 = 0 ;

в) 2x2 +5z 2 + 4x −10z −5 = 0 .

30. а) y2 + 4z 2 +36x + 4 y − 24z + 4 = 0 ;

б) x2 + y2 − 4x +8y = 0 ;

в) 4x2 + y2 + 4z 2 +16x − 2 y −8z +5 = 0 .

6. ЛІНІЙНІ ОПЕРАТОРИ

6.1Аудиторні завдання

1.Нехай a = (x, y, z). Чи будуть лінійними наступні перетворення:

Aa = (x2 , x − z, y + z), Ba = (1, x − z, y + z), Ca = (x, x − z, y + z)?

2.Знайти матрицю в базисі {e1 , e2 , e3 }, яка в базисі {i, j, k} має вигляд

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

0

 

e1 = i − j + k ,

e2 = −i + j − 2k ,

D=

1 ,

якщо

 

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e3 = −i + 2 j + k .

3. Знайти власні значення та власні вектори матриці:

 

 

72

 

 

4

−3

−3

 

1

2

1

 

G=

 

 

1

1

2

 

 

 

4.Привести квадратичну форму до канонічного вигляду:

x2 +5y2 + z 2 + 2xy + 6xz + 2 yz .

5.Дослідити криву другого порядку та побудувати її:

x2 + y2 − 4xy + 4x − 2 y +1 = 0

6.2 Індивідуальні завдання

1.Нехай a = (x, y, z). Чи будуть лінійними наступні перетворення:

Aa , Ba , Ca ?

2.Знайти матрицю в базисі {e1 , e2 , e3 }, яка в базисі {i, j, k} має вигляд

D , якщо e1 = i − j + k , e2 = −i + j − 2k , e3 = −i + 2 j + k .

3.Знайти власні значення та власні вектори матриці G .

4.Привести квадратичну форму F (x, y, z) до канонічного вигляду.

5.Дослідити криву другого порядку Φ(x, y) = 0 та побудувати її.

Варіанти індивідуальних завдань

1.Aa = (6x −5y − 4z, 3x + 2 y − z, y + 2z),

Ba = (6 −5y − 4z, 3x − 2 y − z, y + 2), Ca = (z 4 , 3x − z, y + 2z),

1

0

2

 

 

4

− 2

−1

 

3 −1 0

 

 

 

 

 

 

D =

 

, G =

−1 3 −1 ,

 

1

1

− 2

 

 

1

− 2

2

 

 

 

 

 

F(x, y, z) = x2 + y2 − z 2 − 2xy + 2xz + 2 yz ,

Φ(x, y) = −x2 − y2 + 4xy + 2x − 4 y +1 .

73

2. Aa = (5x − 4 y −3z, 2x − y, y + 2), Ba = (5x − 4 y −3z, 0, y4 + 2z),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1 0

2 −1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

0 4

 

 

−1 2 0

 

Ca = (5x − 4 y, 2x − z, y + 2z), D =

 

 

, G =

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

−1 2

 

 

1 −1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x, y, z) = x2 + y2 − z 2 −8xy + 4xz + 4 yz ,

 

 

 

 

Φ(x, y) = 2x2 + 2 y2 − 2xy − 2x − 2 y +1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (4x −3y − 2z, x − z, x + 2 y4 + z),

 

 

 

 

 

3. Aa

 

 

 

 

 

 

 

= (4x −3y − 2z, x, x + 2 y +3z), C

 

= (4x, x, y + z +3),

 

Ba

a

 

 

 

 

 

 

0

2

3

3 −1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D =

, G

=

0 2 −1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

−1 − 2

 

 

0 −1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x, y, z) = x2 + y2 +3z 2 + 2xy − 2xz − 2 yz ,

 

 

 

 

Φ(x, y) = 4xy + 4x − 4 y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (3x + 2 y + z, z, 2x −3y + 4z),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Aa

 

= (3x, z, 2x2 + y + z),

 

 

 

= (3x + 2 y + z, z, 2x −3y + 4), C

 

 

Ba

a

 

 

 

 

 

1

2 0

 

5 −1 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D =

3

0 −1 , G =

0 4 −1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 −1

 

0 −1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x, y, z) = −2z 2 − 2xy + 2xz + 2 yz ,

Φ(x, y) = −2x2 − 2y2 + 2xy −6x + 6 y +3 .

74

5. Aa = (x + 6 y − z, x − 2y −3z, 4x + y −6),

Ba = (x, x − 2 y −3z, xy + z), Ca = (x, x − 2 y −3z, x + y + z),

 

 

 

2 0 1

6 − 2 −1

D = 3 0 2 , G =

−1 5 −1 ,

 

 

 

−1 1 2

1 − 2 4

F(x, y, z) = 5x2 +5y2 +3z 2 −8xy + 4xz + 4yz ,

Φ(x, y) = −3x2 −3y2 + 4xy −6x + 4 y + 2 .

 

 

 

 

=

(2x + y, y − 2z, 3x − 4y2 + z),

6. Aa

 

 

= (2x + y, y − 2z, 3x − 4 y −5z), C

 

= (2x + y, y − 2, y + z),

Ba

a

 

 

 

0

3 2

3 1

−1

D = 2

1 −1 , G = 2 2

−1 ,

 

 

 

0

−1 2

− 2 1

4

F(x, y, z) = 5x2 +5y2 +3z 2 − 2xy + 2xz + 2 yz ,

Φ(x, y) = −2xy − 2x − 2 y +1.

7.Aa = (x, x + 2 y −3z, 4x +5y + 6z), Ba = (x, x + 2 y −3, y + z), Ca = (x, x + 2y +3z, 4x3 +5y + z),

 

 

 

1

3

0

2

0

−1

 

 

 

D = 2

1

−1 , G =

1

1

−1 ,

 

 

 

 

 

 

0

2

1

−1 0

2

 

 

 

F(x, y, z) = x2 +3y2 +3z 2 + 4xy + 4xz −8yz ,

 

 

 

Φ(x, y) = −x2 − y2 − 4xy − 4x − 2 y + 2 .

 

 

 

 

 

 

 

= (3x − 2 y − z, 1, x + 2 y +3z), Ba

= (3x − 2 y − z, 0, x3 + 2 y),

8. Aa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 2

2

1

0

C

 

= (3x − 2 y − z, z, x + 2 y +3z), D = 3 0 2

, G = 1

2

0 ,

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 1

−1 1

3

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

F(x, y, z) = x2

+3y2 +3z 2 + 2xy + 2xz − 2yz ,

 

 

 

Φ(x, y) = −4x2 − 4 y2 + 2xy +10x −10 y +1.

 

 

 

 

 

 

 

 

= (2x − y, z, x + 2 y +3z 4 ), Ba

= (2x − y, z, x + 2 y +3z),

 

9. Aa

 

 

 

 

 

 

0

1

2

4

1

0

C

 

= (2x − y, 1, x + 2 y +3), D = 4

0

1

, G = 1

4

0 ,

a

F(x, y, z) = x2

−1 − 2 1

−1 1

5

+ y2 +3z 2 +8xy + 4xz + 4yz ,

 

 

 

 

Φ(x, y) = 4xy + 4x − 4 y − 2 .

 

 

 

 

= (z, 2x +3y − z, 5x + 6 y + 7z),

10. Aa

 

 

= (z, 2x +3y −1, 5x + 6 + 7z), C

 

= (z, 0, 5x2 + 6 y + z),

Ba

a

 

 

1

1

0

5 −1

−1

D = 0

−1

1 , G =

− 2

4

−1 ,

 

 

2

3

1

− 2

1

6

F(x, y, z) = x2 + y2 +3z 2 + 2xy + 2xz + 2 yz ,

Φ(x, y) = x2 + y2 + 2xy −8x −8y +1.

 

 

 

 

= (6x −5y − 4z, 3x − 2 y − z, 0),

11. Aa

 

 

= (6x −5y − 4, 3x − 2 y − z, 0),

C

 

= (6x −5y − 4z, 3x − z 2 , 0),

Ba

a

 

 

2

1

1

5

− 4

4

D = 0

0

2

, G = 2

1

2 ,

 

 

1

3

−1

2

0

3

F(x, y, z) = 5x2 +3y2 +5z 2 − 4xy +8xz + 4yz , Φ(x, y) = x2 + y2 + 4xy −8x − 4y +1.

76

12. Aa = (5x − 4 y −3, 2x − y, y + z 2 ), Ba = (5x − 4y −3z, 2x − y, 1),

 

 

3

0

1

3

− 2

2

C

 

= (5x − 4 y −3z, 2x − y, y), D = 1

−1 0

, G = 2

−1

2 ,

a

 

 

2

1

−1

2

− 2

3

F(x, y, z) = 5x2 +3y2 +5z 2 − 2xy + 2xz + 2 yz , Φ(x, y) = x2 + y2 − 2xy − 2x + 2 y −7 .

13. Aa = (4x −3y − 2z, x2 , y + 2z), Ba = (4x −3y − 2z, x, y + 2z),

 

 

1

2

1

3

C

 

= (4x −3y − 2, x2 , y + 2), D = 0

2

0

, G = 0

a

 

 

−1 1

1

0

F(x, y, z) = 3x2 + y2 +3z 2 − 4xy +8xz + 4yz , Φ(x, y) = 2xy + 2x + 2 y −3 .

14. Aa = (3x + 2 y + z, 0, x − 2 y +3z),

Ba = (3x + 2 y +1, 0, x − 2 y +3z), Ca = (3x + 2 y + z, 0,

− 2

2

 

3

0

,

2

1

 

x2 ),

1

1

2

5

− 2 2

D = 0

2

1

, G = 0

5

0 ,

1

−1 0

0

2

3

F(x, y, z) = 3x2 + y2 +3z 2 + 2xy + 2xz − 2yz ,

Φ(x, y) = 4x2 + 4 y2 + 2xy +12x +12 y +1.

15. Aa = (x, y − 2z, 3x − 4 y −5), Ba = (x, y2 − 2z, 3x − 4 y −5z),

 

 

1

1

1

7

− 4

4

C

 

= (x, y − 2z, 3x − 4 y −5z), D = 2

0

1

, G = 2

3

2 ,

a

 

 

0

1

1

2

0

5

77

F(x, y, z) = x2 +3y2 + z 2 + 4xy −8xz − 4 yz , Φ(x, y) = 3x2 +3y2 + 4xy +8x +12 y +1.

16. Aa = (x + y, z 2 , 2x −3y + 4z), Ba = (x + y, z, 2x −3y + 4z),

 

 

1

1

3

7

−6

C

 

= (x + y, z, 2x −3 + 4z), D = 1

0

1

, G = 4

−1

a

 

 

2

0

1

4

− 2

F(x, y, z) = x2 +3y2 + z 2 + 2xy − 2xz − 2 yz , Φ(x, y) = x2 + y2 −8xy − 20x + 20y +1.

6

4 ,

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (x, y + 2z, 3 + 4 y +5z),

 

17. Aa

 

= (x, y + 2, 3x + 4y + 5z), Ba

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 1

7

−6 6

C

 

 

= (x3 , y + 2z, 3x + 4 y +5z), D = 0 −1 2

, G = 2

3 2 ,

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 −1 1

2

2 3

F(x, y, z) = 3x2 +5y2 +5z 2 − 4xy − 4xz −8yz ,

 

 

Φ(x, y) = 3x2 +3y2 − 2xy −6x + 2y +1.

 

 

 

 

 

 

= (3x − 2 y −1, 0, x + 2 y +3z),

 

 

18. Aa

 

 

 

 

= (3x2 − 2 y − z, 0, x + 2 y +3z), C

 

= (3x − 2y − z, 0, 0),

Ba

a

 

 

 

 

 

1

0 2

13 2 − 2

 

 

D = 3

0 −1

, G = 6 9 −6 ,

 

 

 

 

 

 

 

1

− 2 1

2 − 2 5

 

 

F(x, y, z) = 3x2 +5y2 +5z 2 − 2xy − 2xz − 2 yz , Φ(x, y) = 4xy + 4x + 4 y +1.

78

19. Aa = (2x2 − y +5z, z, 2 y +3z), Ba = (2x − y +5z, z, 2 y +3z),

 

 

 

 

2

0

0

7 2 − 2

C

 

= (2x − y +5z, z, 2y +3), D = 1

−1 1

, G = 4 5

− 2 ,

a

 

 

 

 

−1 2

1

0 0

3

F(x, y, z) = 3x2 +3y2 + z 2 −8xy − 4xz − 4 yz ,

 

 

 

Φ(x, y) = 3x2 +3y2 − 4xy + 6x − 4 y −7 .

 

 

 

 

 

 

 

 

= (0, x − 2 y +3z, 4x +5y + 6z), Ba

= (0, x − 2y, 4x +5y + 6),

20. Aa

 

 

 

 

1

1

0

9

0

0

C

 

= (0, x3 − 2y, 4x +5y + 6z), D = 1

1

1

, G = 2

7

− 4 ,

a

 

 

 

 

0

2

1

2

− 2 5

F(x, y, z) = 3x2 +3y2 + z 2 − 2xy − 2xz − 2 yz ,

Φ(x, y) = −4xy − 4x + 4y + 6 .

21. Aa = (6x −5y − 4z, 3x − 2 y − z, y), Ba = (6x −5y − 4, 3x − z, y),

Ca = (6x −5y − 4z 2 , 3x − 2 y, 0),

0

1

1

15

0

0

 

D = 1

1

0

, G = 2

13 − 4 ,

2

1

1

2

− 2 11

F(x, y, z) = 3x2 + y2 + z 2 − 4xy − 4xz +8yz , Φ(x, y) = 5x2 +5y2 − 2xy +10x − 2 y +1 .

79

 

 

 

 

= (5x − 4 y −3, 2x − z, x + 2y + z),

22. Aa

 

 

= (5x −3z 2 , 2x − z, x + 2 y), C

 

= (5x − 4 y, 2x − z, x + 2 y),

Ba

a

 

 

0

0

1

19 2

 

− 2

D = 2

1

−1

, G = 6

15

 

−6 ,

 

 

−1 1

1

2

− 2 11

F(x, y, z) = 3x2 + y2 + z 2 − 2xy − 2xz + 2 yz , Φ(x, y) = 2x2 + 2 y2 + 4xy +8x +8y +1.

23. Aa = (x2 − 2z, x + z, y + z +1), Ba = (x − 2z, x + z, x + y + z), Ca = (x − 2z − 2, x + z, x + y + z),

0

1

1

4

1

−1

D = 0

2

1

, G = 2

3

− 2 ,

−1 2

1

1

−1 2

F(x, y, z) = −z 2 −8xy + 4xz + 4yz ,

Φ(x, y) = −x2 − y2 + 2xy + 2x − 2 y +1 .

 

 

 

 

= (3x +5z, 6x + 7 y − z, 9x + z),

24. Aa

 

 

= (3x +5, 6x + 7 y − z, 9x + z), C

 

= (3x +5z, 6x3 + 7 y − z, 0),

Ba

a

 

 

0

2

1

2

1

−1

D = 0

3

2

, G = 1

2

−1 ,

 

 

1

1

−1

0

0

1

F(x, y, z) = 2z 2 + 2xy − 2xz − 2 yz , Φ(x, y) = 2x2 + 2 y2 − 4xy −8x +8y +1 .

80

 

 

 

 

= (2x +3y + 4, 5x + 6 y −7, 8y),

25. Aa

 

 

= (2x +3y + 4x2 , 5x + 6 y, 0), C

 

= (2x +3y + 4x, 5x + 6 y, 0),

Ba

a

 

 

2

0

1

3

0

0

D = 0

1

−1 , G =

1

2

−1 ,

 

 

1

1

−1

1

−1 2

F(x, y, z) = 2z 2 +8xy − 4xz − 4 yz ,

Φ(x, y) = 3x2 +3y2 + 2xy −12x − 4y +1.

26. Aa = (x2 + z, 2x +3y + 4z, 2 y + z),

Ba = (x + z, 2x +3y + 4z, 2 y + z), Ca = (x +1, 2x +3y + 4z, 2 y),

2

0

1

5

0

0

D = 1

1

1

, G = 1

4

−1 ,

0

2

−1

1

−1 4

F(x, y, z) = 2x2 + 2 y2 − 2xy + 2xz + 2yz ,

Φ(x, y) = −4xy +8x +8y +1.

 

 

 

 

= (3x − 2y − z, y + 2z, 3x + y + z),

27. Aa

 

 

= (3x − 2 y −1, y + 2z, 3x + y + z), C

 

= (3x − 2 y − z3 , 2z, 0),

Ba

a

 

 

2

1

−1

6

1

−1

D = −1 3

1

, G = 2

5

− 2 ,

 

 

0

1

0

1

−1 4

F(x, y, z) = 2x2 + 2 y2 −8xy + 4xz + 4 yz , Φ(x, y) = 2x2 + 2 y2 − 2xy + 6x −6 y −6 .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]