
Решение типовых примеров контрольная работа №1
1.Решить систему линейных уравнений методом Гаусса.
Решение. Первое уравнение умножается на (-2) и прибавляется ко второму уравнению, затем первое уравнение умножается на (-3) и прибавляется к третьему. Таким образом, неизвестноех исключается из двух последних уравнений. Эти преобразования лучше показать на расширенной матрице
.
Вычтя во второй матрице из третьей строки удвоенную вторую, мы исключаем неизвестное у из третьего уравнения. После таких преобразований получается система
Из третьего уравнение легко находится
.
Затем из второго уравнения получаем
.
Наконец, из третьего уравнения получаем
.
Нетрудно проверить, что совокупность
,
,
является решением данной системы.
2. Определить тип кривой
,
найти ее параметры; определить угловой
коэффициент прямой
.
Найти точки пересечения данных линий
и сделать чертеж.
Решение.Приведем уравнение кривой
к каноническому виду
,
разделив на 225. Получим уравнение эллипса
.Его большая полуось
,
малая полуось
.
Центр совпадает с началом координат.
Уравнение прямой
имеет вид «в отрезках»
,
что удобно для построения. Для нахождения
углового коэффициента прямой приведем
ее к виду
,
выразимучерезх:
.
Угловой коэффициент
.
Для нахождения точек пересечения этих линий решим систему
Возведем второе уравнение в квадрат
и подставим в первое уравнение:
Нашли точки пересечения (0; 3) и (5; 0), что наглядно видно на чертеже.
у
3
–5 0 5 х
-3
3.Даны координаты вершин пирамидыАВСD:
Требуется:
1) записать векторы
в системе орт
и найти модули этих векторов;
2) найти угол между векторами
и
;
3) найти проекцию вектора
на вектор
;
4) найти площадь грани АВС;
5) найти объем пирамиды АВСD;
6) составить уравнение ребра АС;
7) составить уравнение грани АВС.
Решение.
1) Произвольный вектор
представляется в системе орт
по формуле
,
где
– координаты вектора
.
Если заданы точки
,
,
то для вектора
,
то есть
.
Воспользовавшись формулой и координатами заданных точек А, В, С, D, получим:
;
;
.
Если вектор
,
то его модуль вычисляется по формуле:
.
Модули найденных векторов
;
;
.
2) Известна формула
,
где
– скалярное произведение векторов
и
,
которое можно вычислить следующим
образом:
.
У нас
,
то есть
.
3) Известно, что
,
то есть в нашем случае
.
4) Воспользуемся формулой нахождения
площади треугольника, построенного на
векторах
и
,
где
– векторное произведение векторов,
которое можно вычислить по следующему
правилу:
.
В нашем примере
,
причем
.
Таким образом,
(кв. ед.).
5) Объем пирамиды, построенной на трех
некомпланарных векторах
можно найти по формуле
,
где
– смешанное произведение векторов,
которое вычисляется следующим образом:
.
У нас
,
где
,
то есть
(куб. ед.).
6) Известно, что уравнение прямой,
проходящей через две заданные точки
и
имеет вид:
.
Подставив координаты точек АиС, получим
,
то есть уравнение ребра АС окончательно запишется следующим образом:
или
.
7) Уравнение плоскости, проходящей через
три заданные точки
,
,
можно записать в виде
.
Подставляя в него координаты точек А,В,С, получим
4. Провести полное исследование
функции
методами дифференциального исчисления
и построить ее график.
Решение.
1) Область определения функции
.
2) Исследование на непрерывность и классификация точек разрыва.
Заданная функция непрерывна всюду, кроме точки х= 4. Вычислим ее односторонние пределы в этой точке:
Таким образом, точка х= 4 является для заданной функции точкой разрыва второго рода, а прямаях= 4 – вертикальной асимптотой графика.
3) Исследование на экстремум и промежутки монотонности.
х |
|
–2 |
(–2; 4) |
4 |
(4; 10) |
10 |
|
|
+ |
+ |
– |
не сущ. |
– |
0 |
+ |
|
|
max |
|
|
|
min |
|
.
4) Исследование графика на выпуклость, вогнутость, точки перегиба.
Так как
,
то график заданной функции точек перегиба
не имеет. Остается выяснить вопрос об
интервалах его выпуклости и вогнутости:
х |
|
4 |
|
|
– |
не сущ. |
+ |
|
|
|
|
5) Исследование графика на наличие наклонных асимптот.
Таким образом, прямая
– наклонная асимптота графика.
6) График заданной функции пересекает ось Оув точке (0; –5).
По результатам исследования строим график.
у
20
4
-4 4х
5.Решить систему двух линейных
уравнений в области комплексных чисел
по формулам Крамера. Найденныеизобразить
на комплексной плоскости; в виде векторов
и записать в показательной и
тригонометрической формах.
Решение. Найдем решение системы
линейных уравнений по формулам Крамера.
Для этого вычислим главный определитель
системы
и определители
,
учитывая, что
– комплексное число, где
.
Находим
:
(т.к.
);
Таким образом, решение данной системы уравнений в алгебраической форме записи:
в векторной форме записи
у
0,5
х
-2 0 3,5
-2
Найдем модуль
и аргумент
комплексных чисел
(
или
;
в
1 и 4 четвертях;
во 2 и 3 четвертях, знак «+» или «–»
выбираем так, чтобы аргумент был
наименьшим по модулю).
Число
принадлежит 3 четверти:
(аргумент
);
(модуль
).
Число
принадлежит 1 четверти:
;
Запишем числа
в показательной
и тригонометрической
формах:
6. а) Вычислить площадь фигуры,
расположенной в первом квадранте и
ограниченной параболой
,
прямой
и осьюОх.
б)Найти объем тела, образованного вращением этой фигуры вокруг осиОх.
Решение.
а) Найдём точки пересечения параболы с прямой. Для этого приравняем правые части уравнений.
У нас
,
отсюда возникает квадратное уравнение
.
Решим его:
,
Первому квадранту соответствует корень
.
Найдем теперь абсциссу точки пересечения
прямой с осью Ох, решив уравнение,
откуда
.
у
14
х
0 1
,
где
,
.
В результате
.
б) Тело вращения ограничено приповерхностью, образованной вращением
параболы
вокруг осиОх, а при
– вращением прямой
.
Объем ищем по формуле
.
.
А
- это объём конуса, радиус которого равен
.
Высота конуса равна
.
Воспользуемся формулой объема конуса:
.
В целом.