- •Основы линейной, векторной алгебры и аналитической геометрии
- •Содержание.
- •Обозначения, используемые в пособии.
- •1.3.Транспонирование матриц
- •Операция транспонирования обладают следующими свойствами:
- •1.4. Понятие определителя.
- •1.5. Минор. Теорема Лапласа. Определение 1.5.1.
- •Свойства определителей
- •Достаточность: Пусть Рассмотрим элементы с определяются как
- •4)Обратная матрица единственна
- •1.8 Ранг матрицы Определение 1.8.1.
- •Определение 1.8.2.
- •1.7 Обратные матрицы
- •2. Системы линейных алгебраических уравнений
- •2.1. Основные понятия
- •2.2 Крамеровские системы
- •Пример 2.2.2. Решить по формулам Крамера систему уравнений:
- •2.3 Системы линейных уравнений общего вида
- •2.4 Однородные системы линейных уравнений
- •Пример 2.4.1 Решить систему:
- •3. Основы численных методов решения задач теории матриц и систем линейных алгебраических уравнений .
- •3.1 Элементарные преобразования матриц
- •Действительно:
- •3.2 Вычисление определителя
- •3.3 Вычисление ранга матрицы
- •3.4 Решение систем линейных уравнений
- •3.5 Нахождение обратной матрицы.
- •4. Линейные векторные пространства
- •4.1 Понятие линейного пространства
- •4.2 Линейная зависимость системы векторов
- •4.3. Базис и размерность линейного пространства.
- •4.4. Координаты вектора
- •Пример 4.4.1.
- •4.5. Евклидово пространство
- •4.6. Ортогональность векторов в Еп.
- •5. Вектора в трёхмерном пространстве .
- •5.1. Угол между двумя векторами. Проекция вектора на ось.
- •5.2. Координаты вектора заданного двумя точками.
- •5.3.Условие коллинеарности двух векторов в координатной форме
- •5.4. Скалярное произведение векторов в координатной форме
- •5.5. Определение длины вектора и угла между двумя векторами.
- •5.6. Направляющие косинусы вектора
- •5.7. Векторное произведение двух векторов
- •5. 8. Смешанное произведение трех векторов
- •5.9. Свойства смешанного произведения
- •Элементы аналитической геометрии.
- •6.1. Прямая на плоскости.
- •Уравнение прямой в отрезках
- •6.2.3. Уравнение плоскости в отрезках
- •6.2.4. Уравнение плоскости проходящей через три точки
- •6.2.5.Угол между двумя плоскостями
- •6.2.6. Условия перпендикулярности и параллельности плоскостей
- •6.2.7. Расстояние от точки до плоскости
- •6.3. Прямая линия в пространстве r3
- •6.3.1. Векторное уравнение прямой
- •6.3.2. Канонические уравнения прямой
- •6.3.3. Прямая как линия пересечения двух плоскостей
- •6.3.4. Угол между двумя прямыми
- •6.3.5. Условия параллельности и перпендикулярности прямых
- •6.4. Прямая и плоскость в пространстве
- •6.4.1. Пересечение прямой и плоскости в пространстве r3
- •6.4.2.Условие параллельности и перпендикулярности прямой и
- •6.4.3.Угол между прямой и плоскостью
- •7. Кривые второго порядка
- •7.1.Окружность
- •7.2. Эллипс
- •7.3.Гипербола
- •7.4.Парабола
- •7.5. Уравнения кривых второго порядка с осями симметрии параллельными осям координат.
- •8. Поверхности второго порядка
- •8.1.Цилиндрические поверхности с образующими, параллельными координатной оси
- •8.2.Цилиндры второго порядка
- •8.3.Поверхности вращения
- •8.4. Поверхности второго порядка заданные каноническими уравнениями
- •8.4.1. Эллипсоид
- •8.4.2.Гиперболоиды
- •8.4.3. Параболоиды Эллиптический параболоид.
- •Гиперболический параболоид.
- •8.4.4. Конус второго порядка
- •9. Расчетные задания.
- •9.1. Линейная и векторная алгебра.
- •9.2. Аналитическая геометрия.
- •10. Тестовые задания для самостоятельной работы.
- •Задание 3. Найдите матрицу х из уравнений:
- •Задание 4. С помощью формул Крамера решить систему уравнений:
- •Задание 9. Найти координаты вектора векторного произведения векторов a и b.
- •2. Найти точку пересечения прямой и плоскости.
9. Расчетные задания.
9.1. Линейная и векторная алгебра.
Задание 1. Для матрицы третьего порядка вычислите ее определитель и определитель матрицы, транспонированной к данной.
1.
; 2.
;
3.
;
4.
; 5.
;
6.
;
7.
; 8.
;
9.
;
10.
; 11.
; 12.
;
13.
; 14.
; 15.
;
16.
; 17.
;
18.
;
19.
; 20.
;
21.
;
22.
; 23.
;
24.
;
25.
.
Задание 2. Вычислите определитель четвертого порядка
1.
; 2.
; 3.
;
4.
; 5.
; 6.
;
7.
; 8.
; 9.
;
10.
; 11.
;
12.
;
13.
;
14.
;
15.
;
16.
;
17.
;
18.
;
19.
;
20.
;
21.
;
22.
;
23.
;
24.
;
25.
.
Задание 3. Найдите матрицу, обратную матрице. Проверьте результат,
вычислив произведение взаимно обратных матриц.
1.
; 2.
;
3.
; 4.
;
5.
; 6.
;
7.
; 8.
;
9.
; 10.
;
11.
; 12.
;
13.
; 14.
;
15.
; 16.
;
17.
; 18.
;
19.
; 20.
;
21.
; 22.
;
23.
; 24.
;
25.
.
Задание 4. Решите систему линейных уравнений матричным способом.
1.
; 2.
;
3.
; 4.
;
5.
; 6.
;
7.
; 8.
;
9.
; 10.
;
11.
; 12.
;
13.
; 14.
;
15.
; 16.
;
17.
; 18.
;
19.
; 20.
;
21.
; 22.
;
23.
; 24.
;
25.
.
Задание 5. Решите систему линейных уравнений по формулам Крамера.
1.
;
2.
;
3.
;
4.
;
5.
;
6.
;
7.
;
8.
;
9.
;
10.
;
11.
;
12.
;
13.
14.
;
15.
;
16.
;
17.
;
18.
;
19.
;
20.
;
21.
;
22.
;
23.
24.
;
25.
.
Задание 6. Решите линейную однородную систему уравнений.
1.
; 2.
;
3.
; 4.
;
5.
; 6.
;
7.
; 8.
;
9.
; 10.
;
11.
; 12.
;
13.
; 14.
;
15.
; 16.
;
17.
; 18.
;
19.
; 20.
;
21.
; 22.
;
23.
; 24.
;
25.
.
Задание 7. Дана расширенная матрица системы. Найдите решение этой системы и соответствующей ей однородной системы.
1.
; 2.
;
3.
; 4.
;
5.
; 6.
;
7.
; 8.
;
9.
; 10.
;
11.
; 12.
;
13.
; 14.
;
15.
; 16.
;
17.
; 18.
;
19.
; 20.
;
21.
; 22.
;
23.
; 24.
;
25.
.
Задание 8. Даны координаты векторов а1, а2, а3, а4 и b в некотором базисе. Покажите, что векторы а1, а2, а3, а4 образуют базис и найдите координаты вектора b в этом базисе.
-
а1(1,2,-1,-2); а2(2,3,0,1); а3(1,2,1,3); а4(1,3,-1,0);b(7,14,-1,2).
-
а1(2,1,0,-1); а2(2,3,0,-2); а3(2,4,2,1); а4(0,-3,0,2);b(5,2,1,0).
-
а1(1,1,4,2); а2(2,-1,3,1); а3(0,2,0,0); а4(1,-1,0,1);b(5,0,0,5).
-
а1(1,2,3,4); а2(2,3,4,1); а3(3,4,1,2); а4(4,1,2,3);b(2,2,2,4).
-
а1(2,0,0,0); а2(0,4,0,0); а3(0,0,6,0); а4(0,0,0,8);b(6,7,0,1).
-
а1(1,2,-1,-2); а2(2,3,0,1); а3(1,2,1,3); а4(1,3,-1,0);b(6,7,0,1).
-
а1(2,1,0,-1); а2(2,3,0,-2); а3(2,4,2,1); а4(0,-3,0,2);b(-3,2,5,0).
-
а1(2,3,4,5); а2(3,4,5,2); а3(4,5,2,3); а4(5,2,3,4);b(-1,2,1,-2).
-
а1(3,5,-1,-1); а2(3,5,1,4); а3(2,5,0,3); а4(1,3,-1,0);b(7,14,-1,2).
-
а1(4,4,0,-3); а2(4,7,2,-1); а3(2,1,2,3); а4(0,-3,0,2);b(5,2,1,0).
-
а1(3,0,7,3); а2(2,1,3,1); а3(1,1,0,1); а4(1,-1,0,1);b(5,0,0,5).
-
а1(3,5,7,5); а2(5,7,5,3); а3(7,5,3,5); а4(4,1,2,3);b(2,2,2,4).
-
а1(2,4,0,0); а2(0,4,6,0); а3(0,0,6,8); а4(0,0,0,8);b(-14,6,0,1).
-
а1(1,2,-1,-2); а2(3,5,-1,-1); а3(3,5,1,4); а4(2,5,0,3);b(6,7,0,1).
-
а1(2,1,0,-1); а2(4,4,0,-3); а3(2,7,2,-1); а4(2,1,2,3);b(-3,2,5,0).
-
а1(5,7,9,7); а2(7,9,7,5); а3(9,7,5,7); а4(5,2,3,4);b(-1,2,1,-2).
-
а1(1,3,5,3); а2(3,5,3,2); а3(5,3,1,3); а4(3,0,1,2);b(-6,0,2,-3).
-
а1(-1,1,3,1); а2(1,3,1,-1); а3(3,-1,-1,1); а4(2,-1,0,1);b(-3,6,7,-2).
-
а1(0,1,2,3); а2(1,2,3,0); а3(2,3,0,1); а4(3,0,1,2);b(-6,0,2,-3).
-
а1(-1,0,1,2); а2(0,1,2,-1); а3(1,2,-1,0); а4(2,-1,0,1);b(-3,6,7,-2).
-
а1(4,4,3,0); а2(-17,24,1,1); а3(-6,-1,2,0); а4(-5,3,1,0);b(-9,10,1,1).
-
а1(2,2,7,7); а2(-9,-7,-6,-17); а3(-4,-2,2,1); а4(-3,-1,0,2);b(-15,-7,17,14).
-
а1(2,4,2,1);а2(-10,-9,-7,-5);а3(0,10,0,-2);а4(-4,3,-1,0);b(-42,-43,-39,23).
-
а1(3,3,4,1); а2(-1,-8,-7,2); а3(0,5,14,-3); а4(0,1,5,-1);b(9,31,34,-5).
-
а1(8,3,2,5); а2(-26,1,2,-5); а3(4,2,1,6); а4(-2,1,0,2);b(14,17,12,27).
