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

Metodichka_liniyna_algebra

.pdf
Скачиваний:
146
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
1.04 Mб
Скачать

 

A =

− 4

− 2

,

2

1

 

 

 

 

 

B =

.

 

 

4

 

− 4

 

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розв’язати систему лінійних алгебраїчних рівнянь

 

3x1 + 2x2 x3 = 3;

 

 

 

 

 

 

− 5x3 = −7;

 

 

x1 + 2x2

 

 

 

2x

x

2

+ 4x

3

= 9.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

трьома способами: а) методом Крамера; б) методом Гаусса; в) матричним методом.

4. Дослідити системи лінійних рівнянь на сумісність та розв’язати їх у випадку сумісності:

 

 

 

 

x1 − 3x2 + 2x3

= 2;

 

 

 

 

4x1 + 2 x2 − 3x3 + 2x4 = 1;

 

 

 

2x x

 

− 3x

 

 

= −5;

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

− 3x2 + 4x3 + x4 = 5;

 

 

а)

x

+ 2x

 

+ 2x

 

= 5;

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x − 4x

 

 

+ 5x

 

+ 4x

 

= 11.

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

4

 

 

 

 

2x

− 2x

 

+ x

 

 

 

= 2.

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Знайти скалярний добуток векторів

 

 

= 2

 

+

 

 

і

 

 

 

=

 

− 3

 

, косинус

 

 

 

b

 

b

m

a

 

n

a

кута між ними, пр

 

 

 

та напрямні косинуси вектора

 

,

 

якщо

 

= {− 1;−2;5};

 

 

 

b

 

 

 

m

 

a

b

 

 

 

={3;−1;1}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Сили

 

 

= {− 2;3;0},

F2 = {− 1;−2;4},

 

 

= {7;2;−2}

 

 

 

прикладені

до точки

 

 

F1

F3

 

 

 

 

A(2;1;−3). Обчислити роботу, яку виконує рівнодійна цих сил при переміщенні

матеріальної точки вздовж відрізка прямої від точки A до точки B(− 3;2;1).

 

 

7. Знайти момент сили

 

 

 

 

= {4;−1;2}, прикладеної

 

до точки

 

A(7;5;−1),

 

 

 

 

F

 

 

відносно точки B(4;3;−3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Задано дві трійки векторів:

а) e1 = {1; 2; 5}, e2 = {− 4; 3; 1}, e3 = {2; 4; 6};

б) e1 = {1; 0; 3}, e2 = {0; −1; 5}, e3 = {3; 1; 4}.

Визначити, яка з трійок утворює базис та обчислити координати вектора

a= {− 1; − 2; − 1} у цьому базисі.

9.Точки A1 (− 4;0;−2), A2 (0;0;8), A3 (2;6;4), A4 (6;4;14) є вершинами піраміди.

Обчислити: а) площу грані A1 A2 A3 ; б) об'єм піраміди; в) висоту піраміди, проведену з вершини A4 .

10. Точки A(10;−4), B(3;3), C(− 4;1) є вершинами трикутника ABC, а точки P і Q ділять сторону AB цього трикутника, починаючи з вершини A, на три частини так, що кожна наступна частина вдвічі коротша за попередню. Написати: а) рівняння прямої CP ; б) рівняння прямої, що проходить через

91

точку Q паралельно до сторони AC ; в) рівняння висоти, опущеної з вершини

A ; г) обчислити довжину медіани .

 

11. Знайти

відстань

між паралельними

прямими 3x y − 5 = 0 та

− 6x + 2 y + 3 = 0 .

Написати

рівняння прямої, що

знаходиться на однаковій

відстані від даних прямих.

12. Звести задані рівняння кривих до канонічного вигляду, визначити їх тип, знайти півосі, фокуси, ексцентриситет та рівняння директрис:

 

а) x2 − 9 y 2 + 36 y − 72 = 0 ;

б) 9x2

+ 4 y2 + 72x − 8 y + 112 = 0 .

13. Скласти рівняння площини, яка проходить через точки

A(− 3;1;4) і

B(0;2;5) перпендикулярно до площини x + y − 6z − 2 = 0 .

 

 

14.

Задані

точки A(4;3;2); B(−1;0;1); C(1;2;4). Записати: а) рівняння

площини, що проходить через ці точки; б) обчислити відстань

від точки

M (0;4;−1) до цієї площини; в) записати рівняння прямої, яка проходить через

точку B перпендикулярно до площини; г) рівняння площини, яка проходить

через точку M паралельно до площини;

д) рівняння прямої,

яка проходить

через точки M і B .

x + 2 y − 5z − 1 = 0,

 

 

15.

Звести загальне рівняння прямої

до канонічного

 

 

 

x − 2 y + 3z − 9 = 0

 

 

вигляду. Записати параметричні рівняння цієї прямої.

 

 

16.

Знайти

координати проекції

точки

M (−1; − 6;3)

на

площину

4x + y − 2z − 5 = 0 та координати точки M ′ , симетричної точці M відносно цієї площини.

17. Знайти: а) проекцію точки M (1;0;2) на пряму

x − 9

=

y

=

z

;

 

− 3

 

 

 

6

 

 

 

1

 

б) відстань від M до прямої;

в) точку M ′ , симетричну до точки M відносно

цієї прямої.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18. Двійки векторів

e1 = {1;2};

 

2 = {− 2;5} та

e1′ = {3;−3};

 

2′ = {− 3;12} утворю-

e

e

ють в просторі L2 базиси B

 

 

 

 

4

1

та B′ відповідно, а A =

 

є матрицею

 

 

 

 

 

 

2

4

 

оператора в базисі B . Визначити: а) матрицю H переходу від базису B до B′ ; б) матрицю A′ оператора в базисі B′ .

19. Визначити власні значення і власні вектори лінійного перетворення,

заданого матрицею

2

2

 

в базисі з

A =

 

 

та записати відповідну матрицю

A

 

 

1

3

 

 

 

власних векторів.

92

20. Квадратичну форму F ( x, y) = 2x2 -10xy + 2 y 2 звести до канонічного вигляду та знайти відповідне ортогональне перетворення.

21. Користуючись теорією квадратичних форм, звести до канонічного вигляду рівняння лінії другого порядку x2 - 2xy + y 2 + 4x + 6 y -1 = 0 , визначити її тип, знайти систему координат, у якій рівняння лінії має канонічний вигляд, та зобразити цю лінію графічно.

22. Вказати тип та нарисувати поверхні:

а) y2 + z2 - 10x = 0 ;

 

 

 

б) y2 + 16x2 - 8xy = 0 .

 

 

 

Варіант 30.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

 

 

 

 

 

3

− 2

3

 

 

 

 

3

1

3

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0

1

 

 

 

 

1. Обчислити визначники: а) =

 

1

2

−1

 

,

б) =

 

− 7

2

− 5

4

0

 

.

 

 

5

4

5

 

 

 

 

4

5

0

5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

0

1

6

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Знайти матрицю X з матричного рівняння X × B + A = B2 , якщо

 

1

− 13

0

2

A =

 

,

B =

.

 

− 4

 

 

 

 

20

1

− 5

3. Розв’язати систему лінійних алгебраїчних рівнянь

x1 + 4x2 − 3x3 = −4;

 

3x1 x2 + 5x3 = 2;

x + 2x

2

+ 6x

3

= 7.

 

1

 

 

трьома способами: а) методом Крамера; б) методом Гаусса; в) матричним методом.

4. Дослідити системи лінійних рівнянь на сумісність та розв’язати їх у випадку сумісності:

 

 

x1 + 5x2 + 2x3

= -1;

 

3x1 + 10x2 - 6 x3 + 6x4 = 6;

 

 

 

 

 

- 3x2 - x3

= 3;

 

 

 

2x1

 

 

- 3x2 + 5x3 - x4 = 5;

 

 

а)

- x1 + x2

+ 3x3

= -4;

б) x1

 

 

 

 

 

+ 4x2

+ 4x3 + 4x4

= 16.

 

 

2x + 3x

 

+ 4x

 

= -2.

 

5x1

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

= 2

 

+

 

 

 

 

 

=

 

− 3

 

 

 

 

 

5. Знайти скалярний добуток векторів

 

 

 

 

і

 

 

 

,

косинус

 

 

b

b

m

a

n

a

кута між ними, пр

 

 

 

та напрямні косинуси вектора

 

,

якщо

 

= {− 3;−1;0};

 

 

 

b

 

 

m

a

b

 

 

={4;0;−2}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Сили F1 = {− 3;0;−4}, F2 = {1;−1;−2}, F3 = {3;3;8} прикладені до точки A(− 5;2;6). Обчислити роботу, яку виконує рівнодійна цих сил при переміщенні матеріальної точки вздовж відрізка прямої від точки A до точки B(− 3;1;4).

93

7. Знайти момент сили F = {− 6;5;1}, прикладеної до точки A(− 4;3;0), відносно точки B(0;1;3).

8. Задано дві трійки векторів:

а) e1 = {3; 1; 0}, e2 = {−1; 0; 1}, e3 = {4; 3; 5};

б) e1 = {3; −1; 2}, e2 = {− 2; 4; − 3}, e3 = {4; 1; 1}.

Визначити, яка з трійок утворює базис та обчислити координати вектора

a= {5; 4; 0} у цьому базисі.

9.Точки A1 (4;0;0), A2 (− 4;0;−2), A3 (2;8;4), A4 (6;0;12) є вершинами піраміди.

Обчислити: а) площу грані A1 A2 A3 ; б) об'єм піраміди; в) висоту піраміди, проведену з вершини A4 .

10. Точки A(− 2;−4), B(5;10), C(0;7) є вершинами трикутника ABC, а точки P і Q ділять сторону AB цього трикутника, починаючи з вершини A, на три частини так, що кожна наступна частина вдвічі коротша за попередню. Написати: а) рівняння прямої CP ; б) рівняння прямої, що проходить через точку Q паралельно до сторони AC ; в) рівняння висоти, опущеної з вершини A ; г) обчислити довжину медіани .

11. Знайти відстань між паралельними прямими 4x − 3y + 2 = 0 та 8x − 6 y = 0 . Написати рівняння прямої, що знаходиться на однаковій відстані

від даних прямих.

 

 

 

 

 

12.

Звести задані рівняння кривих до канонічного вигляду, визначити їх

тип, знайти півосі, фокуси, ексцентриситет та рівняння директрис:

 

 

а) 4x2 + 9 y2 − 40x + 64 = 0 ;

б) x2 − 4 y2 + 8x + 16 y − 4 = 0 .

13.

Скласти рівняння площини, яка

проходить через точки

A(3;7;2) і

B(−1;7;3) перпендикулярно до площини 2x + 4 y − 5z − 5 = 0 .

 

 

14.

Задані точки A(2;3;1);

B(4;1;−2); C(6;3;7). Записати: а)

рівняння

площини, що проходить через ці точки; б) обчислити відстань

від точки

M (− 5;−4;8) до цієї площини; в) записати рівняння прямої, яка проходить через

точку B перпендикулярно до площини; г) рівняння площини, яка проходить

через точку M паралельно до площини;

д) рівняння прямої,

яка проходить

через точки M і B .

 

5x + y + z = 0,

 

 

15.

Звести загальне рівняння прямої

до канонічного

 

 

 

 

2x + 3y − 2z + 5 = 0

 

 

вигляду. Записати параметричні рівняння цієї прямої.

 

 

16.

Знайти

координати

проекції

точки M (7; − 4; −1)

на

площину

2x − 2 y z − 14 = 0

та координати точки M ′ , симетричної точці M відносно

цієї площини.

 

 

 

 

 

94

17. Знайти: а) проекцію точки M (5;6; − 4) на пряму

x −1

=

y − 4

=

z + 2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

− 4

2

 

б) відстань від M до прямої; в) точку M ′ , симетричну до точки M відносно

цієї прямої.

 

e1 = {− 2;3};

 

 

= {3;−1} та

e1′ = {4;1};

 

 

2′ = {−11;5} утворю-

18. Двійки векторів

 

2

 

e

e

ють в просторі L

базиси

B та B

 

 

1

 

5

є матрицею

відповідно, а A =

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

10

 

 

 

 

оператора в базисі B . Визначити: а) матрицю H переходу від базису B до B′ ;

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) матрицю A оператора в базисі B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19. Визначити власні значення і власні вектори лінійного перетворення,

заданого матрицею

− 2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

та записати відповідну матрицю

A в базисі з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

власних векторів.

 

20.

Квадратичну форму F (x, y) = 5x2 − 8xy + 5 y2 звести до

канонічного

вигляду та знайти відповідне ортогональне перетворення.

 

21.

Користуючись теорією квадратичних форм, звести до канонічного

вигляду

рівняння лінії другого порядку 4x2 − 12xy + 9 y 2

+ 6x + 4 y = 0 ,

визначити її тип, знайти систему координат, у якій рівняння лінії має канонічний вигляд, та зобразити цю лінію графічно.

22. Вказати тип та нарисувати поверхні:

а) x2 + y2 + 4z2 = 16 ; б) x2 y + 2 = 0 .

95

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

ЛІНІЙНА АЛГЕБРА ТА АНАЛІТИЧНА ГЕОМЕТРІЯ

ЗАВДАННЯ ТА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ ДЛЯ СТУДЕНТІВ ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

Укладачі

Андрусяк Іванна Володимирівна

 

Білонога Дарія Михайлівна

 

Бродяк Оксана Ярославівна

 

Жидик Уляна Володимирівна

 

Кшановський Іван Павлович

 

М’яус Ольга Миколаївна

 

Сало Тетяна Михайлівна

 

Сорокатий Микола Іванович

96

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]