
- •МАТЕМАТИКА
- •ПЛАНЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Раздел. I. ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА
- •Тема 1. Линейная алгебра
- •1.1. Вычисление определителей
- •1.1.1. Типовые примеры
- •1.1.2. Контрольные вопросы
- •1.1.3. Практические задания
- •1.2. Действия над матрицами
- •1.2.1. Типовые примеры
- •1.2.2. Контрольные вопросы
- •1.2.3. Практические задания
- •1.3. Решение систем линейных алгебраических уравнений.
- •1.3.1. Типовые примеры
- •1.3.2. Контрольные вопросы
- •1.3.3. Практические задания
- •Тема 2. Векторная алгебра
- •2.1. Векторы. Линейные операции над векторами.
- •2.1.1. Типовые примеры
- •2.1.2. Контрольные вопросы
- •2.1.3. Практические задания
- •2.2. Произведения векторов
- •2.2.1. Типовые примеры
- •2.2.2. Контрольные вопросы
- •2.2.3. Практические задания
- •2.3. Комплексные числа
- •2.3.1. Типовые примеры
- •2.3.2. Контрольные вопросы
- •2.3.3. Практические задания
- •Тема 3. Аналитическая геометрия
- •3.1. Основные задачи аналитической геометрии
- •3.1.1. Типовые примеры
- •3.1.2. Контрольные вопросы
- •3.1.3. Практические задания
- •3.2. Кривые второго порядка
- •3.2.1. Типовые примеры
- •3.2.2. Контрольные вопросы
- •3.2.3. Практические задания
- •Раздел. II. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •Тема 4. Предел функции
- •4.1. Элементы теории множеств. Понятие функции
- •4.1.1. Типовые примеры
- •4.1.2. Контрольные вопросы
- •4.1.3. Практические задания
- •4.2. Теория пределов
- •4.2.1. Типовые примеры
- •4.2.2. Контрольные вопросы
- •4.2.3. Практические задания
- •4.3. Предел и непрерывность функции
- •4.3.1. Типовые примеры
- •4.3.2. Контрольные вопросы
- •4.3.3. Практические задания
- •Тема 5. Дифференциальное исчисление
- •5.1. Вычисление производных
- •5.1.1. Типовые примеры
- •5.1.2. Контрольные вопросы
- •5.1.3. Практические задания
- •5.2. Исследование функций на экстремумы и интервалы монотонности
- •5.2.1. Типовые примеры
- •5.2.2. Контрольные вопросы
- •5.2.3. Практические задания
- •5.3. Исследование функций двух переменных
- •5.3.1. Типовые примеры
- •5.3.2. Контрольные вопросы
- •5.3.3. Практические задания
- •Тема 6. Интегральное исчисление
- •6.1. Решение задач на нахождение неопределенных интегралов. Нахождение неопределенных интегралов различными методами
- •6.1.1. Типовые примеры
- •6.1.2. Контрольные вопросы
- •6.1.3. Практические задания
- •6.2. Вычисление определенных интегралов. Приложения определенного интеграла. Исследование сходимости несобственных интегралов
- •6.2.1. Типовые примеры
- •6.2.2. Контрольные вопросы
- •6.2.3. Практические задания
- •7.1. Сходимость знакоположительных рядов
- •7.1.1. Типовые примеры
- •7.1.2. Контрольные вопросы
- •7.1.3. Практические задания
- •7.2. Исследование сходимости знакочередующихся рядов
- •7.2.1. Типовые примеры
- •7.2.2. Контрольные вопросы
- •7.2.3. Практические задания
- •Тема 8. Функциональные ряды
- •8.1. Нахождение интервала и радиуса сходимости степенных рядов
- •8.1.1. Типовые примеры
- •8.1.2. Контрольные вопросы
- •8.1.3. Практические задания
- •Раздел. IV. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАТЕМАТИКА
- •Тема 9. Численные методы
- •9.1. Нахождение корней уравнений итерационным методом
- •9.1.1. Типовые примеры
- •9.1.2. Контрольные вопросы
- •9.1.3. Практические задания
- •9.2. Примеры численного интегрирования
- •9.2.1. Типовые примеры
- •9.2.2. Контрольные вопросы
- •9.2.3. Практические задания
- •9.3. Примеры численного интерполирования
- •9.3.1. Типовые примеры
- •9.3.2. Контрольные вопросы
- •9.3.3. Практические задания
- •Раздел. V. ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА
- •Тема 10. Случайные события
- •10.1. Задачи на вычисление классической вероятности и относительной частоты
- •10.1.1. Типовые примеры
- •10.1.2. Контрольные вопросы
- •10.1.3. Практические задания
- •Тема 11. Случайные величины
- •11.1. Законы распределения случайной величины
- •11.1.1. Типовые примеры
- •11.1.2. Контрольные вопросы
- •11.1.3. Практические задания
- •Тема 12. Математическая статистика
- •12.1. Методы математической статистики
- •12.1.1. Типовые примеры
- •12.1.2. Контрольные вопросы
- •12.1.3. Практические задания
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
б) разложением определителя по элементам какой-либо строки или столб-
ца;
в) используя свойства определителя, получить в какой-либо строке или столбце нули (кроме одного элемента) и разложить определитель по элементам этой строки или столбца.
1.1.3. |
|
−1 2 3 |
|
|
1.1.4. |
|
|
|
|
1 1 −1 |
|
|
|
|
1.1.5. |
|
−3 0 2 |
|
1.1.6. |
|
0 1 −2 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
1 |
3 |
−2 |
|
|
|
|
|
|
2 3 |
4 |
|
|
|
|
|
1 −1 3 |
|
|
1 |
3 |
4 |
|
|
|||||||||
|
|
2 |
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 −1 1 |
|
|
|
|
|
|
2 4 1 |
|
|
|
|
2 −1 5 |
|
|
|||||||
|
Вычислить определители четвертого порядка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
−1 2 1 |
0 |
|
|
|
1 |
2 |
3 4 |
|
|
|
|
3 2 1 0 |
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
2 |
1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
1.1.7. |
|
1 |
0 |
2 |
−1 |
1.1.8. |
|
|
3 |
5 |
7 2 |
|
|
1.1.9. |
|
0 3 2 1 |
|
1.1.10. |
|
|
2 |
0 |
1 |
−1 |
|
||||||||
|
|
−1 3 2 |
3 |
|
|
|
|
|
−2 −3 3 2 |
|
|
|
|
1 0 3 2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
2 |
3 |
|
||||||||
|
|
1 |
3 6 |
1 |
|
|
|
1 |
3 |
5 4 |
|
|
|
|
2 1 0 3 |
|
|
|
|
|
|
1 −1 3 0 |
|
||||||||||
1.2. Действия над матрицами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1.2.1. Типовые примеры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Пример 1.2.1. Найти 2A − 3B для матриц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 −1 1 |
, |
1 0 −2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = |
3 −2 0 |
|
B = |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 4 −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Согласно определениям, получим |
|
|
||
|
4 −2 2 |
3 0 −6 |
|
|
2A = |
, |
3B = |
, |
|
|
6 −4 0 |
6 12 |
−3 |
|
|
4 − 3 −2 − 0 2 + 6 |
1 −2 8 |
||
2A − 3B = |
|
= |
0 −16 3 |
. |
|
6 − 6 −4 −12 0 + 3 |
|
Пример 1.2.2. Найти произведение AB матриц |
|
||||||
A = 1 |
0 −3 |
|
|
|
4 |
1 |
|
, |
B = |
−1 2 |
. |
||||
2 |
−1 1 |
|
|
|
|
−3 |
|
|
|
|
|
0 |
|
Решение. Матрицы можно умножить, так как число столбцов матрицы A равно числу строк матрицы B .
Получим
7
|
1 4 + 0 (−1) + (−3) 0 1 1 + 0 2 + (−3) (−3) 4 10 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AB = |
4 + (−1) (−1) |
+1 |
0 2 1 + (−1) |
|
|
|
|
|
|
= |
|
. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
2 +1 (−3) 9 − 3 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Пример 1.2.3. Найти обратную матрицу A−1 к матрице |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 −1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = 3 0 −1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Решение. Найдем обратную матрицу, пользуясь способом нахождения |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
обратной матрицы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. |
Найдем определитель матрицы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
1 −1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
= −5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
3 |
0 |
|
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 −3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Матрица A невырожденная. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
2. |
Найдем алгебраические дополнения всех элементов матрицы A . Полу- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
чим |
|
|
|
0 −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
A = |
|
|
|
= −3, |
|
A = − |
|
= −7, |
A = |
|
|
|
|
|
|
|
|
= −9, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
11 |
|
|
−3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
1 −3 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
A |
|
|
= − |
|
−1 1 |
|
= −1, |
|
|
|
|
A |
|
= |
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
=1, |
|
A |
= − |
|
1 −1 |
|
|
|
= 2, |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
21 |
|
|
|
|
|
|
−3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
|
|
1 −3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
A |
|
|
= |
|
−1 1 |
|
|
=1, |
|
|
A |
|
|
= − |
|
1 1 |
|
= 4, |
A |
= |
|
1 −1 |
|
|
= 3. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
31 |
|
|
|
0 −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
3 −1 |
|
|
|
|
33 |
|
3 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Составим матрицу из алгебраических дополнений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−3 −7 −9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = −1 1 2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Найдем транспонированную матрицу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−3 −1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
= |
|
−7 |
|
1 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−9 |
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Найдем обратную матрицу по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
−3 −1 1 |
3 / 5 1 / 5 −1 / 5 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
A |
|
|
= |
|
|
|
|
|
A |
|
= − |
|
|
|
−7 1 4 |
= |
7 / 5 −1 / 5 −4 / 5 |
. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
5 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−9 2 3 |
|
|
|
9 / 5 −2 / 5 −3 / 5 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Можно сделать проверку, убедившись, что A−1 A = E или A A−1 = E.
Пример 1.2.4. Найти ранг матрицы |
|
|
|
|
|
1 3 |
−2 |
0 |
|
|
1 10 |
−6 |
|
|
A = |
−1 . |
|||
|
2 −1 |
0 |
1 |
|
|
|
Решение. Используя элементарные преобразования строк матрицы, приведем матрицу A к треугольному виду, образуя нули под главной диагональю.
Для этого первую строку умножим на (−1) и прибавим ко второй, а затем на
(−2) и прибавим к третьей, получим
|
1 |
3 −2 0 |
1 |
3 |
−2 0 |
1 3 −2 0 |
|||||
|
|
|
|
|
0 |
7 |
|
|
|
|
|
A = |
1 10 −6 −1 |
~ |
−4 −1 |
~ |
0 7 −4 −1 . |
||||||
|
2 −1 0 1 |
|
|
0 −7 4 1 |
|
|
0 0 0 0 |
|
|||
|
|
|
|
1.2.2. Контрольные вопросы
1)Что называется матрицей?
2)Что называется суммой матриц, произведением матрицы на число?
3)Какие матрицы можно умножать?
4)Как найти произведение матриц?
5)Какая матрица называется невырожденной?
6)Что называется обратной матрицей?
7)Сформулируйте правило нахождения обратной матрицы.
8)Что называется минором матрицы?
9)Что называется рангом матрицы?
10)Какие преобразования матрицы называются элементарными преобразованиями?
11)Сформулируйте способ нахождения ранга матрицы.
1.2.3.Практические задания
Выполнить линейные операции над матрицами:
|
|
|
2 −1 0 |
1 3 5 |
|
|
0 |
−1 |
|
|
1 |
−1 |
||||
1.2.1. |
2 |
; |
|
2 |
−3 |
|
|
−3 |
3 |
|
||||||
|
3 0 1 |
|
− |
−2 4 0 |
|
1.2.2. 3 |
|
− 2 |
. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
−5 |
|
|
5 |
−5 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9