- •Определители
- •Свойства определителя:
- •Обратная матрица
- •Правило вычисления обратной матрицы:
- •Решение систем линейных алгебраических уравнений
- •Решение однородных систем
- •Элементы векторной алгебры Векторы
- •Линейные операции над векторами
- •Сумма векторов
- •Разность векторов
- •Умножение вектора на число
- •Проекция вектора на ось
- •Свойства проекций:
- •Линейные операции над векторами, заданными в координатной форме:
- •Представление вектора в декартовой системе координат
- •Направляющие косинусы вектора
- •Координаты точки, радиус-вектор точки
- •Деление отрезка в данном отношении
- •Произведения векторов Скалярное произведение векторов и его свойства
- •Свойства скалярного произведения
- •Выражение скалярного произведения через координаты сомножителей
- •Некоторые приложения скалярного произведения
- •Векторное произведение и его свойства
- •Свойства векторного произведения
- •Выражение векторного произведения через координаты сомножителей
- •Приложения векторного произведения
- •Смешанное произведение векторов
- •Свойства смешанного произведения
- •Выражение смешанного произведения через координаты сомножителей
- •Приложения смешанного произведения
- •Прямая на плоскости Линия на плоскости
- •Общее уравнение прямой линии на плоскости
- •Прямая, проходящая через точку, перпендикулярно данному вектору
- •Прямая, проходящая через точку, параллельно данному вектору
- •Уравнение прямой, проходящей через две точки
- •Уравнение прямой в отрезках
- •Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •Прямая, проходящая через точку, в данном направлении
- •Угол между прямыми
- •Точка пересечения прямых
- •Расстояние от точки до прямой
- •Проекция точки на прямую
- •Плоскость Общее уравнение плоскости
- •Уравнение плоскости, проходящей через данную точку перпендикулярно данному вектору
- •Особенности в расположении плоскостей
- •Уравнение плоскости, проходящей через данную точку, параллельно двум неколлинеарным векторам
- •Уравнение плоскости, проходящей через три заданные точки
- •Уравнение плоскости в отрезках
- •Основные задачи
- •Прямая линия в пространстве Общее уравнение прямой
- •Уравнение прямой, проходящей через заданную точку, перпендикулярно данной плоскости
- •Перевод уравнения прямой из канонического вида в параметрический
- •Перевод уравнения прямой из общего вида в канонический
- •Угол между прямыми в пространстве
- •Взаимное расположение прямых в пространстве
- •Угол между прямой и плоскостью
- •Пересечение прямой и плоскости
- •Кривые второго порядка
- •Гипербола
- •Парабола
Решение однородных систем
Система линейных уравнений называется однородной, если правые части уравнений равны нулю:
Матричный вид однородной системы: Ax=0.
Однородная система всегда совместна, поскольку любая однородная линейная система имеет по крайней мере одно решение:
Если однородная система имеет единственное решение, то это единственное решение — нулевое, и система называется тривиально совместной. Если же однородная система имеет более одного решения, то среди них есть и ненулевые и в этом случае система называется нетривиально совместной.
Доказано, что при m=n для нетривиальной совместности системы необходимо и достаточно, чтобы определитель матрицы системы был равен нулю. Линейная комбинация решений однородной системы также является решением этой системы.
Пример: Исследовать однородную систему на совместность, найти решения:
Решение: Расширенную матрицу системы приведем к ступенчатому виду:
восстановим систему:
Система имеет множество решений. и главные переменные, и свободные переменные. Перенесем свободные переменные в правые части уравнений.
Из второго уравнения находим подставляя это выражение в первое уравнение, получим:
Общее решение системы:
Для нахождения частных решений, свободным переменным даем произвольные значения:
Элементы векторной алгебры Векторы
Величины, которые полностью определяются своим численным значением, называются скалярными. Другие величины, например сила, скорость, ускорение, определяются не только своим числовым значением, но и направлением. Такие величины называют векторными.
Вектор-это направленный прямолинейный отрезок, т. е. отрезок, имеющий определенную длину и определенное направление. Если А- начало вектора, а В- его конец, то вектор обозначается символом , или . Вектор ( у него начало в точке В , а конец в точке А) называется противоположным вектору. Вектор, противоположный вектору , обозначается .
Длиной или модулем вектора называется длина отрезка AB и обозначается . Вектор, длина которого равна нулю, называется нулевым вектором и обозначается . Нулевой вектор направления не имеет. Вектор единичной длины, направление которого совпадает с направлением вектора , называется ортом вектора и обозначается .
Векторы и называются коллинеарными, если они лежат на одной прямой или на параллельных прямых. Обозначаются коллинеарные векторы ║
Коллинеарные векторы могут быть направлены одинаково, т.е. быть сонаправленными (), или быть противоположно направленными ().
Нулевой вектор считается коллинеарным любому вектору.
Два вектора и называются равными (), если они коллинеарные, одинаково направлены и имеют одинаковые длины.
Из определения равенства векторов следует, что вектор можно переносить параллельно самому себе, а начало вектора перемешать в любую точку пространства.
Три вектора в пространстве называются компланарными, если они лежат в одной плоскости или в параллельных плоскостях. Если среди трех векторов хотя бы один нулевой или хотя бы два коллинеарные, то такие векторы будут компланарны.