- •Примеры решений Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии
- •Определители
- •1.1. Вычислить определитель второго порядка
- •1.2. Вычислить определитель третьего порядка
- •1.3. Вычислить определитель четвертого порядка, преобразовав его так, чтобы три элемента некоторого ряда равнялись нулю, и разложить полученный определитель по элементам этого ряда.
- •1.4. Решить неравенство (или уравнение) с определителями
- •Матрицы
- •2.1. Операции над матрицами.
- •2.2. Найти обратные матрицы
- •2.3. Решить матричное уравнение
- •Решение систем линейных уравнений
- •3.1. Решить методом Гаусса
- •3.2. Решить по правилу Крамера.
- •3.3. Решить матричным методом.
- •Ранг матрицы. Разрешимость систем
- •4.1. Определить ранг матрицы
- •4.2. Определение ранга матрицы методом Гаусса.
- •4.3. Дана система, где a и b некоторые константы.
- •4.4. Имеет ли система однородных уравнений нетривиальное решение. Если имеет, найти его.
- •Линейное пространство
- •5.1. Образует ли линейное пространство, заданное множество, в котором определены сумма любых двух элементов a и b и произведение любого элемента a на любое число .
- •5.2. Исследовать на линейную зависимость систему векторов.
- •5.3. Найти какой-нибудь базис и определить размерность линейного пространства решений.
- •5.4. Найти координаты вектора X в базисе , если он задан в базисе .
- •5.7. Найти матрицу в базисе , где,,, если она задана в базисе:(0 2 1, 0 3 2, 1 1 -1)
- •5.8. Доказать линейность, найти матрицу, область значений и ядро оператора проектирования на плоскость .
- •5.9. Найти собственные значения и собственные векторы матрицы
- •Векторная алгебра
- •6.1. Найти: .
- •6.2. Найти единичный вектор того же направления что и .
- •6.9. Найти проекции векторов: и
- •Плоскость в пространстве
- •7.6. Уравнение плоскости, проходящей через точки c и d перпендикулярно плоскости, проходящей через точки a, b, c.
- •8.2. Лежат ли прямые ab и cd в одной плоскости? Если да, то найдите угол между ними. Если нет, то определите кратчайшее расстояние между ними.
- •8.3. Найти точку d1, симметричную точек d относительно прямой, проходящей через точки a и b. Чему равно расстояние от точки d до указанной прямой.
- •8.4. Найти точку пересечения двух прямых и прямой l1 с плоскостью p.
- •Прямая на плоскости
- •10.1. Составить уравнение окружности, центр которой совпадает с точкой m , а прямая l является касательной к окружности. Написать уравнения верхней полуокружности, нижней, правой, левой.
- •10.2. Найти площадь треугольника, две вершины которого находятся в фокусах данного эллипса, а третья – в центре окружности.
- •10.3. Найти уравнения гиперболы, вершины которой находятся в фокусах, а фокусы – в вершинах данного эллипса.
10.1. Составить уравнение окружности, центр которой совпадает с точкой m , а прямая l является касательной к окружности. Написать уравнения верхней полуокружности, нижней, правой, левой.
Для построения окружности необходимо знать центр окружности и радиус.
Центр окружности нам задан, а радиус окружности – это расстояние от центра к касательной.
Найдем расстояние от точки M до прямой L.
, где
A = 2, B = 3, C = 1
Составим уравнение окружности
Ответ:
10.2. Найти площадь треугольника, две вершины которого находятся в фокусах данного эллипса, а третья – в центре окружности.
Для нахождения площади треугольника необходимо найти его три точки. Эти точки можно получить, если привести уравнения кривых к каноническому виду.
По одному только виду трудно сразу сказать, к какому типу кривой принадлежит уравнение. Сначала его необходимо привести к каноническому виду.
–уравнение окружности
–одну точку нашли
Приведём к каноническому виду уравнение
–уравнение эллипса
Найдём фокусное расстояние
Так как параметр , то эллипс расположен вдоль оси OY:
Мы получили три точки треугольника, найдём его площадь
, ,.
Ответ: 10.
Примечание. Всегда нужно смотреть на соотношение коэффициентов a и b. Если a > b, то эллипс (гипербола), вытянута по горизонтали и фокусы, соответственно, на горизонтальной прямой. Если a < b, то вытянута по вертикали.
10.3. Найти уравнения гиперболы, вершины которой находятся в фокусах, а фокусы – в вершинах данного эллипса.
Приведём уравнение к каноническому виду
, .
Найдём фокусы эллипса
Теперь рассмотрим для гиперболы
,
Найдём параметр b гиперболы
Составим уравнение гиперболы
Ответ:
10.4. Составить каноническое уравнение параболы, фокус которой лежит на оси OX слева от начала координат, а параметр P равен расстоянию от фокуса данной гиперболы до асимптоты.
Приведём к каноническому виду уравнение гиперболы
Получим:
Гипербола имеет две асимптоты, но расстояние от любого фокуса до любой из них одинаково.
Асимптота проходит через начало координат и точку (a, b)
Составим уравнение прямой
Составим уравнение параболы, следует также учесть что, по заданию фокус лежит на оси ОХ, слева от начала координат.
Ответ: .
10.5. Составить каноническое уравнение параболы, фокусы которой совпадают с фокусами данного эллипса. Написать уравнение директрисы.
Приведём к каноническому виду
Фокус параболы находится
Отсюда находим параметр P.
Составим уравнение параболы
Составим уравнение директрисы. Директриса – это прямая, в данном случае вертикальная.
Уравнение директрисы
Ответ: ,
Полярная система координат
11.1. Построить в полярной системе координат кривую. Написать ее уравнение в декартовых координатах.
Составим таблицу соответствий и построим график данной функции
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
150 |
165 |
180 | |
1 |
0.5 |
0.13 |
0 |
0.13 |
0.5 |
1 |
1.5 |
1.87 |
2 |
1.87 |
1.5 |
1 |
Это график кардиоиды.
Напишем уравнение функции в декартовых координатах.
Если полюс полярной системы координат находится в начале прямоугольной системы координат, а положительная ось ОХ совпадает с полярной осью, а ось ОУ перпендикулярна ОХ, то зависимость между координатами следующая:
–в заданной функции содержится синус, который можем выразить из формулы и подставить в исходную функцию:. Заменими получим функцию, заданную в полярной системе координат в неявном виде.
Ответ: .