Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка_.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
20.03.2016
Размер:
2.03 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.М. Смоленцев

Линейная алгебра и аналитическая геометрия:

типовые расчеты и методические указания

Краснодар 2010

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.М. СМОЛЕНЦЕВ

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ:

типовые расчеты и методические указания

Краснодар 2010

УДК 512.64 + 514.12 (075.8) ББК 22.1

С51

Рецензенты:

В.Г. Григулецкий, доктор технических наук, заведующий кафедрой высшей математики КубГАУ

Смоленцев В.М.

С51 Линейная алгебра и аналитическая геометрия: типовые расчеты и методические указания/ В.М. Смоленцев. Краснодар: КубГАУ, 2010. 61 с.

Настоящее пособие содержит контрольные задания по основным темам курса «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», составленные по тридцативариантной системе, а также указания и решения примеров, представленных в типовых расчетах.

Пособие предназначено для студентов специальности 230201 «Информационные системы и технологии» высших учебных заведений.

©Смоленцев В.М., 2010

©ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», 2010

-2 -

Линейная алгебра

Типовые расчеты

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

Содержание

Общие методические указания ......................................................

4

Элементы линейной алгебры .........................................................

5

Задание 1 .....................................................................................

5

Задание 2 ......................................................................................

10

Задание 3 .....................................................................................

15

Задание 4 .....................................................................................

19

Задание 5 .....................................................................................

25

Задание 6 .....................................................................................

30

Элементы векторного анализа и аналитической геометрии … 33

Задание 7 .....................................................................................

33

Задание 8 .....................................................................................

36

Задание 9 .....................................................................................

43

Задание 10 ...................................................................................

50

Список рекомендуемой литературы ............................................

61

- 3 -

Линейная алгебра

Типовые расчеты

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Данный типовой расчет предназначен для студентов специальности 230201 «Информационные системы и технологии», изучающих курс алгебры и геометрии дисциплины «Высшая математика».

К выполнению каждого расчета следует приступать только после прослушивания соответствующей лекции или самостоятельного изучения необходимого материала по рекомендуемым источникам (стр. 61). Следует внимательно разобрать решения тех задач, которые приводятся в данном пособии к каждой теме. При этом следует руководствоваться следующими указаниями:

каждую работу следует выполнять в отдельной тетради, на внешней обложке которой должны быть указаны фамилия и инициалы студента, выполнившего типовой расчет, шифр группы и наименование дисциплины;

решения всех задач и пояснения к ним должны быть достаточно подробными. Все вычисления, включая вспомогательные, необходимо делать полностью;

типовой расчет должен выполняться самостоятельно. Если будет установлено, что та или иная часть расчета выполнена несамостоятельно, то она не будет зачтена, даже если все задачи работы решены верно;

студент выполняет тот вариант типового расчета, который определен преподавателем.

- 4 -

Линейная алгебра

Типовые расчеты

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

Тема 1. Элементы линейной алгебры

Задание 1. Найти значение матричного многочлена:

( E единичная матрица)

1 1. D 2A2 5AT 7E , если A 2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2.

D 3A

T

5A

2

4E ,

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

если A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3.

D 2E

8A

T

6A

2

,

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

если A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4.

D 6A

T

8E

3A

2

,

 

 

0

 

 

 

 

 

если A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5.

D 7E 3A

T

4A

2

,

 

 

 

 

 

 

если A 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6.

D 9A

2

6E

2A

T

 

3

 

 

 

, если A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

7.

D 2A

2

3E

2A

T

,

 

2

 

 

 

если A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5

 

 

4

3

 

 

 

.

2

5

 

 

 

 

1

2

 

3

1

 

,.

2

5

 

 

1

6

 

2

4

 

.

3

1

 

 

3

4

 

6

2

 

.

2

3

 

 

1

2

 

0

3

 

.

4

1

 

 

4

0

 

1

1

 

.

1

2

 

 

4

0

 

1

1

 

.

1

2

 

 

- 5 -

Линейная алгебра

Типовые расчеты

 

 

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

2

 

8.

D 4E 3A

2

7A

T

 

,

если

 

2

0

4

 

 

 

 

 

 

A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

 

9.

D 3A

2

 

7E

 

4A

T

 

,

если

 

4

0

2

 

 

 

 

 

 

 

A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

0

4

 

10.

D 3E 7A

2

 

4A

T

,

 

 

 

 

 

 

 

1

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

4

 

11.

D 3A

T

 

 

5A

2

2E ,

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

5

 

12.

D 6A

2

3E

 

T

A

T

,

 

 

2

0

2

 

 

 

 

 

 

 

если A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

13.

D 5A

2

 

7E

T

3A

T

,

 

 

3

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

если A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

7

 

14.

D 2A

T

2A

2

4E ,

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

если A 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

0

 

15.

D 7 A

2

 

7E

T

7 A

T

 

 

 

 

4

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

, если A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 6 -

 

 

 

 

 

 

Линейная алгебра

Типовые расчеты

 

 

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

0

 

16.

D 3A

2

4E 3A

T

,

 

 

2

3

1

 

 

 

 

 

если A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

17.

D A

2

 

2A

T

4E ,

 

 

 

 

 

 

если

 

 

3

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5

0

 

18.

D 8A

T

 

4A

2

7E

 

T

, если

 

 

 

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

3

 

19.

D 3A

2

 

4E

5A

T

,

 

 

 

 

если

 

 

1

0

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

3

 

20.

D 3E

T

2A

2

 

4A

T

,

если

 

5

4

3

 

 

 

 

 

 

A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

3

 

21.

D 2A

T

3A

2

6E , если

 

 

2

1

4

 

 

 

A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

1

 

22.

D 3A

2

2E 4A

T

,

 

если

 

 

2

1

0

 

 

 

 

 

 

A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

1

 

23.

D 6E 3A

2

 

 

 

T

 

,

 

если

 

2

3

0

 

 

3A

 

 

 

 

A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 7 -

 

 

 

 

 

 

 

Линейная алгебра

Типовые расчеты

 

 

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

1

 

24.

D 3A

T

4A

2

5E , если

 

2

0

2

 

 

 

 

A

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

0

2

 

25.

D 4A

2

6E 3A

T

 

,

 

если A

 

 

2

6

3

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

4

 

26.

2

 

4A

T

 

 

3E

T

, если A

 

0

3

5

 

D 2A

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5

2

 

27.

D 3E

T

2

 

 

 

 

T

 

 

 

если

 

 

3

4

5

 

 

A

3A ,

 

 

A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

3

 

28.

2

6E 7 A

T

 

 

 

 

 

3

1

 

 

D 5A

 

 

 

 

, если A

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

 

29.

D 9E

T

3A

2

 

 

 

T

,

если A

 

0

3

1

 

 

 

 

 

 

8A

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

3

4

 

30.

2

7 A

T

 

6E

,

 

если A

 

 

2

1

 

D 8A

 

 

 

 

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение типового примера.

Пусть требуется найти значение матричного многочлена

- 8 -

Линейная алгебра

Типовые расчеты

 

 

аналитическая геометрия

методические указания

 

 

 

 

 

1

1

4

 

 

D 3A

T

2A

2

 

2

0

1

 

, E – единичная матрица.

 

 

4E , если A

 

 

 

 

 

 

3

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

Единичная матрица в данном случае имеет вид

 

0

1

0

 

E

.

 

 

0

0

1

 

 

 

 

Подставим данные матрицы в многочлен и последовательно произведем необходимые действия:

 

 

 

 

 

1

1

 

4 T

 

 

 

1 1

4 2

 

 

1 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D 3

 

2

 

0 1

 

2

 

2

 

0 1

 

 

4

0 1

0

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

3

 

 

 

 

3 2

3

 

 

 

 

 

0 0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2 3

 

 

1

1

 

 

4

1 1

 

 

4

 

4 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

0 2

2

2

0 1

 

 

2 0

 

 

1

 

 

 

0 4

0

 

 

 

 

4 1

 

3

 

 

3

2

 

 

3

 

 

3 2

 

 

3

 

 

 

0 0

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 6

9

 

 

1 2 12

1 0 8

4 1 12

 

4 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

6

 

2

 

2

0 3

2 0 2

8 0 3

 

 

0 4

0

 

 

 

12 3

9

 

 

 

 

3

4 9

3 0 6

12 2 9

 

 

 

0 0

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 6

 

9

 

15

9

15

 

 

7

 

6

9

30

 

18

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4 6

 

2

1 0

5

 

 

3

 

4 6

 

 

2

 

 

0 10

 

 

 

12

3

13

 

 

 

 

9

19

 

 

 

12

3

13

 

 

 

 

18

38

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

32

 

 

 

 

23

12

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

12

21

 

5

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

4

 

4

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. D

 

.

 

20

21

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

21

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 9 -