
- •Федеральное агентство по образованию
- •2. Содержание и структура дисциплины.
- •Тема 4. Системы векторов. N-мерное векторное пространство. Евклидово пространство.
- •Раздел III. Аналитическая геометрия
- •Тема 8. Прямые линии и плоскости.
- •Тема 9. Кривые и поверхности второго порядка.
- •Тема 10. Системы линейных неравенств. Линейные задачи оптимизации.
- •3. Рекомендуемая литература. Основная литература:
- •Дополнительная литература:
- •4. Методические указания по изучению дисциплины.
- •5. Материалы для контроля знаний студентов.
- •Раздел II. Векторная алгебра.
- •Раздел III. Аналитическая геометрия.
- •6. Приложения.
- •6.1. Образец решения контрольных задач типового варианта.
- •, .
- •3А) Находим матрицу , обратную к, методом присоединённой матрицы, по формуле: ,где:
- •6.2. Краткие теоретические сведения.
- •Тема 1. Определители.
- •Тема 2. Матрицы.
- •Тема 3. Системы линейных уравнений. Модель Леонтьева.
- •Тема 4. Системы векторов. N-мерное векторное пространство. Евклидово пространство.
- •Тема 5. Линейные операторы. Собственные числа и векторы.
- •Тема 6. Квадратичные формы.
- •Тема 7. Векторная алгебра.
- •3) ; 4)
- •3) ; 4)5);
- •1) ; 2);
- •Тема 8. Прямые линии и плоскости.
- •Тема 9. Кривые второго порядка.
- •Тема 10. Системы линейных неравенств. Линейные задачи оптимизации.
- •6.3 Образец оформления обложки с контрольной работой.
- •С о д е р ж а н и е
3А) Находим матрицу , обратную к, методом присоединённой матрицы, по формуле: ,где:
,
,
,
.
Тогда
.
1б)
Находим
вектор
валового выпуска на вектор
конечного продукта в плановом периоде,
следующим за отчётным (в предположении,
что матрица
,
называемая также технологической, а,
следовательно, и матрица
не изменяются, т.е.
) по формуле:
.
2б)
Находим по
формуле
(
)
плановые межотраслевые поставки
,
округляя полученные значения до целых
(с учётом балансовых соотношений
,
):
,
,
,
,
,
,
,
,
.
3б)
Плановые
объёмы
выпуска чистой продукции каждой из
отраслей находим по формуле
:
,
,
.
Ответ: Межотраслевой баланс планового периода имеет вид:
Отрасли производства |
Отрасти потребления |
Конечный продукт |
Валовой продукт | ||
I |
II |
III | |||
I |
20 |
27 |
97 |
60 |
204 |
II |
61 |
80 |
65 |
60 |
266 |
III |
61 |
53 |
130 |
80 |
324 |
Чистый продукт |
62 |
106 |
32 |
|
|
Валовой продукт |
204 |
266 |
324 |
|
|
6.2. Краткие теоретические сведения.
Тема 1. Определители.
Квадратной
матрицей порядка
называется квадратная таблица из чисел
(
,
):
,
состоящая из
строк и
столбцов. У квадратной матрицы различают
главную диагональ:
и побочную диагональ:
.
Любой квадратной матрице
порядка
можно поставить в соответствие число
,
равное алгебраической сумме
слагаемых, составленных определённым
образом из элементов
матрицы
,
называемое определителем матрицы.
Кратко обозначается
,
.
Определителем
1-ого порядка
называется число
.
Определителем 2-ого порядка называется число
.
Определителем
3-его порядка
называется число
.
Минором
элемента
называется определитель
,
полученный из определителя
вычёркиванием
-ой
строки и
-ого
столбца.
Алгебраическим
дополнением
элемента
называется его минор
,
взятый со знаком
:
.
Определителем
порядка
называется число
Разложением
определителя
по
-ой
строке
(
)
называется соотношение:
.
Разложением
определителяпо
-ому
столбцу
(
)
называется соотношение:
Определители обладают следующими свойствами:
1) определитель не изменится при замене всех его строк столбцами с теми же номерами;
2) определитель изменит знак на противоположный, если переставить местами любые две строки (два столбца) определителя;
3) общий множитель элементов какой-либо строки (столбца) можно вынести за знак определителя;
4) определитель равен нулю, если он содержит нулевую строку (столбец), две одинаковые или пропорциональные строки (столбца);
5) определитель не изменится, если к какой-либо строке (столбцу) прибавить другую строку (столбец), умноженную на любое число;
6)
определитель треугольного вида (когда
все элементы, лежащие по одну сторону
одной из его диагоналей равны нулю)
равен произведению диагональных
элементов:
.
Тема 2. Матрицы.
Матрицей
размера
называется
прямоугольная таблица из чисел
(
,
):
,
состоящая из
строк и
столбцов. Если необходимо указать
размеры матрицы, то пишут
.
Если
,
то матрица
называетсяквадратной.
Нулевой
называется матрица
,
все элементы которой равны нулю, например:
.Единичной
называется квадратная матрица
,
на главной диагонали которой стоят
единицы, а все остальные элементы равны
нулю, например:
.Треугольной
называется квадратная матрица
,
все элементы которой расположенные по
одну сторону от главной диагонали равны
нулю, например:
.Трапециевидной
(ступенчатой)
называется матрица
,
все элементы которой, расположенные
ниже элементов
равны нулю, например:
.
Матрицы
и
называютсяравными
и пишут
,
если они одинакового размера и их
соответствующие элементы равны:
,
,
.
Матрицы можно транспонировать, складывать, вычитать, умножать на число, умножать на другую матрицу.
Транспонированной
к матрице
называется матрица
,
столбцами которой являются соответствующие
строки матрицы
.
Суммой
(разностью) матриц
и
одного размера
,
называется матрица
того же размера, для которой:
,
,
.
Произведением
матрицы
размера
на число
называется матрица
того же размера, для которой:
,
,
.
Линейной
комбинацией
матриц
и
одного размера
,
называется матрица
того же размера (
и
- произвольные числа), для которой:
,
,
,
Произведением
матрицы
на матрицу
называется матрица
,
каждый элемент которой
вычисляется по правилу:
,
,
.
Операция
умножения матрицы на матрицу определена
не для всех матриц, а только для таких
у которых число столбцов левой матрицы
равно числу строк правой матрицы
.
Такие матрицы называются согласованными
для умножения.
Поэтому прежде чем выполнять операцию
умножения матрицы на матрицу следует
проверить их согласованность для
умножения и определить размерность
матрицы-произведения (если умножение
матриц возможно):
.
Особенность операции умножения матриц
состоит в том, что в общем случае:
,
т.е. переместительное свойство места
не имеет.
Элементарными преобразованиями матрицы называются:
1) перестановка строк (столбцов);
2) умножение строки (столбца) на число, отличное от нуля;
3) прибавление к элементам строки (столбца) соответствующих элементов другой строки (столбца), умноженных на любое число;
4) вычёркивание нулевой строки (столбца).
Матрицы
и
,
полученные одна из другой в результате
элементарных преобразований называютсяэквивалентными
и пишут
.
Обратной
к квадратной
матрице
порядка
,
называется матрица
того же порядка, если:
,
где
-
единичная матрица порядка
.
Квадратная
матрица
называетсяневырожденной,
если её определитель
.
Обратная матрица всегда существует для
невырожденных матриц.
Основными методами вычисления обратной матрицы являются:
Метод
присоединённой матрицы.
Если-невырожденная
матрица, то
,
где
- присоединённая матрица, для которой:
.
Здесь
- алгебраические дополнения элементов
матрицы
.
В
частности, если
,
то
Метод
элементарных преобразований.
Для данной
квадратной матрицыпорядка
строится прямоугольная матрица
размера
приписыванием к
справа единичной матрицы. Далее, с
помощью элементарных преобразований
над строками, матрица
приводится к виду
,
что всегда возможно, если
- невырожденная.
Матричными
называются
уравнения вида:
,
,
,
где
матрицы- известны, матрица
-
неизвестна. Если квадратные матрицы
и
- невырожденные, то решения матричных
уравнений записываются, соответственно,
в виде:
,
,
.
Минором
-ого
порядка матрицы
размера
называется определитель
квадратной матрицы порядка
,
образованной элементами матрицы
,
стоящими на пересечении произвольно
выбранных её
строк и
столбцов
.
Максимальный порядок
отличных от нуля миноров матрицы
,
называется еёрангом
и обозначается
или
,
а любой минор порядка
,
отличный от нуля –базисным
минором.