Контрольные работы / 3
.pdfФинансовая академия при Правительстве РФ
Кафедра «Математики и финансовых приложений»
ОБСУЖДЕНО |
УТВЕРЖДАЮ |
Протокол заседания кафедры |
Первый проректор ФА |
№ 7 от 09.02.2005 г. |
М.А. Эскиндаров |
Зав. кафедрой |
|
_______________ И.Г. Шандра |
20.04.2005 г. |
Н.В. Калачёв Л.В. Липагина М.Г. Орлова
Математика
Учебно-методический материал для подготовки домашних контрольных заданий по линейной алгебре с элементами аналитической геометрии и линейному программированию
Часть II
Москва 2005
2
УДК 51 (075)
ББК 22.1 К 17
Калачёв Н.В., Липагина Л.В., Орлова М.Г. Математика. Учебно-
методический материал для подготовки домашних контрольных заданий по линейной алгебре с элементами аналитической геометрии и линейному программированию для студентов очной и очно-заочной форм обучения.
Части I и II. М.: ФА, каф. «М и ФП», 2005. 71с.
Рецензент: доц. кафедры «М. и ФП», к. ф.-м. н. О.Е. Орел.
Представлено 30 вариантов домашних контрольных заданий для студентов I курса очной и очно-заочной форм обучения по линейной алгебре: «Системы линейных уравнений и линейные пространства», «Матрицы и линейные преобразования» (часть I), по аналитической геометрии: «Прямые и плоскости, кривые и поверхности в пространстве» и по линейному программированию: «Задачи линейного программирования» (часть II). По сравнению с предыдущим изданием (2003 года) несколько однотипных заданий были опущены, были убраны задания, требующие длительных вычислений, а также по просьбе рецензента добавлены вторые варианты решений для некоторых задач. Каждое задание содержит от 4 до 10 упражнений. В конце каждой контрольной приводится подробное решение последнего (30) варианта.
Авторы: Калачев Николай Валентинович, доцент кафедры «М и ФП», кандидат физ.-мат. наук, Липагина Лариса Владимировна, доцент кафедры «М и ФП», кандидат физ.-мат. наук, Орлова Мария Георгиевна, доцент кафедры «М и ФП».
|
Учебно-методический материал |
|
Н.В. Калачёв |
Л.В. Липагина |
М.Г. Орлова |
|
Математика. |
|
Компьютерный набор и верстка |
Н.В. Калачёв |
|
Формат 60х90/16. Гарнитура Times New Roman |
|
|
Усл. п.л. 4,4. Часть II. Изд. № 9.9-2005 Тираж 150 экз. |
|
|
Заказ № _________ |
|
|
(№ управления реализации: 105028) |
|
Отпечатано в Финансовой академии при Правительстве РФ
125468, г. Москва, Ленинградский просп., 49
Полное или частичное воспроизведение или размножение каким-либо способом настоящего издания допускается только с письменного разрешения Финансовой академии при Правительстве РФ.
©Финансовая академия при Правительстве РФ, 2005 год
©Калачёв Николай Валентинович, Липагина Лариса Владимировна, Орлова Мария Георгиевна, 2005 год
3
Контрольная работа № 3
Прямые и плоскости, кривые и поверхности в пространстве
Задание 1
Составить общее уравнение прямой,
а) содержащей точку A и перпендикулярной к прямой, проходящей через точки B и C ;
б) содержащей точку A и параллельной прямой l .
Задание 2
Найти площадь квадрата, стороны которого лежат на прямых l1 и l2 .
Задание 3
Найти точку, симметричную точке A относительно прямой, содержащей точки B и C .
Задание 4
Составить общее уравнение плоскости
а) содержащей точку A и перпендикулярной к прямой, проходящей через точки B и C ;
б) содержащей прямую l и параллельной прямой m.
Задание 5
Составить канонические уравнения прямой, содержащей точку A и перпендикулярной к прямой l .
Задание 6
Найти проекцию точки A на плоскость, содержащую точки B , C и D .
Задание 7
Найти область решений системы линейных неравенств графическим способом.
4
Задание 8
Найти угловые точки выпуклого множества, заданного системой линейных ограничений.
Задание 9
Привести уравнение кривой второго порядка к каноническому виду. Определить вид кривой.
Задание 10
Квадратичная форма задана матрицей A.
Найти матрицу линейного оператора, приводящего квадратичную форму к каноническому виду.
Является ли эта квадратичная форма знакоопределенной?
Вариант 1
1. а) A(1; 9), B(0; 2), C(−9; 0); |
|
б) A(1; 8), l : |
x |
= y. |
|||||||||||||||
−7 |
|||||||||||||||||||
2. l1 : 3x −2 y + 2 = 0, l2 : 3x −2 y −12 = 0. |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
3. A(2; 3), B(3; 9), C(4;−3). |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
4. |
а) A(−1; 3; 5), B(1; 0; 5),C(−1;−3; 0); |
|
|
||||||||||||||||
|
б)l : |
x +1 |
= |
y −3 |
= |
|
z |
, m : x = y = |
z +2 |
. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
−2 |
12 |
|
|
−2 |
|
|
−6 |
|
|
||||||||
5. |
A(1; 0;1), l : |
x −1 |
= |
y +1 |
= |
z |
. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
−2 |
4 |
|
−4 |
|
|
||||||||
6. |
A(1; 0;−1; 0), |
|
B(0; 2; 0;1), C(−1; 0; 0;1), D(0; 0;1;1). |
5
|
−2x |
+ x |
|
≤ 2, |
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
x1 −3x2 ≥ −9, |
|
|
|
|
|||||||
|
4x |
+3x |
|
|
≤ 24, |
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
x |
≥ 0, x |
|
≥ 0. |
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3x + 4x |
|
|
≥ 36, |
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8. а) 7x1 −3x2 |
|
≤ 47, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
4x −7x |
2 |
|
≥ −26, |
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
x ≥ 0, x |
2 |
|
≥ 0; |
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13x1 |
−3x2 |
|
+2x3 |
−7x4 |
=8, |
||||||||
б) −7x1 |
+2x2 |
|
− x3 |
+4x4 |
= −2, |
||||||||
x ≥ 0, |
x |
2 |
|
≥ |
0, x |
≥ 0, x |
4 |
≥ 0. |
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
9.а) 9x2 +36 y2 −90x +144 y + 45 = 0;
б) 5x2 +8xy +5y2 −9 = 0.
|
|
1 |
1 |
3 |
|
10. |
|
1 |
5 |
1 |
|
A = |
. |
||||
|
|
3 |
1 |
1 |
|
|
|
|
Вариант 2
1. а) A(3; 4), B(0;1), C(−4; 0); |
б) A(7; 2), l : |
x |
|
= y. |
|
−3 |
|||||
|
|
|
2. l1 : 6x −7 y +1 = 0, l2 : 6x −7 y −6 = 0.
3.A(1; 3), B(1; 9), C(2;−1).
4.а) A(2;−5;−2), B(−2; 0;−2),C(2; 5; 0);
б) l : |
x −3 |
= |
y +1 |
|
= |
z |
, m : |
|
x |
|
= y = |
z +3 |
. |
||||||
|
−4 |
|
|
−3 |
|
||||||||||||||
6 |
|
|
|
−3 |
|
|
|
−9 |
|||||||||||
5. A(1; 0;1), l : |
x −1 |
= |
y +1 |
|
= |
z |
. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
4 |
|
|
|
3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
6
6. A(1; 0;−1; 0), B(0;−8; 0;1), C(4; 0; 0;1), D(0; 0;−4;1).
|
|
|
4x |
|
− x |
≥ 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
− x1 + x2 ≤ 3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2x |
−3x |
|
≤ 6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
≥ 0, x |
|
≥ 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
+ x |
≥ 9, |
|
|
2x1 |
+3x2 |
|
+7x4 |
|
= 21, |
|||||
|
|
1 |
|
2 |
|
≤ 9, |
|
|
|
|
||||||||
8. |
4x1 −5x2 |
|
б) |
|
|
−2x2 |
+ x3 |
−5x4 |
= −12, |
|||||||||
а) |
|
|
|
|
|
|
|
− x1 |
||||||||||
|
3x1 −6x2 |
|
≥ −9, |
|
x ≥ |
0, x |
2 |
≥ 0, x |
≥ 0, x |
4 |
≥ 0. |
|||||||
|
x ≥ 0, x |
|
≥ 0; |
|
|
1 |
|
3 |
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
а) x2 −25 y2 +12x +350 y −1214 = 0 ; |
|
|
|
||||||||||||||
|
б) 9x2 −6xy + y2 − 10x −3 10 y = 0 . |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
−1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
|
|
|
|
−1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 3
1. а) A(3; 8), B(0; 9), C(−8; 0); |
|
|
|
|
б) A(1; 9), l : |
x |
= y. |
||||||||||||||
|
|
|
|
−8 |
|||||||||||||||||
2. l1 : 8x −6 y +5 = 0, l2 : 8x −6 y −30 = 0. |
|
||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
3. A(1; 2), B(3; 6), C(2;−3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
4. |
а) A(−1;−3;−1), B(1; 0;−1),C(−1; 3; 0); |
|
|
||||||||||||||||||
|
б) l : |
x +3 |
= |
y +3 |
|
|
= |
|
z |
, |
|
m : |
x |
= y = |
z +2 |
. |
|
|
|||
|
−6 |
−12 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
−2 |
3 |
|
−6 |
|
|
||||||||||||
5. |
A(1; 0;1), l : |
x −1 |
|
= |
y +1 |
|
= |
z |
. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6. |
A(1; 0;−1; 0), B(0; 8; 0;1), C(−4; 0; 0;1), D(0; 0; 4;1). |
7
|
−6x |
+ x |
≤ 3, |
|
||||
|
|
|
1 |
|
2 |
|
≤ 45, |
|
7. |
−5x1 +9x2 |
|||||||
|
|
x |
−3x |
≤ 3, |
||||
|
|
|
||||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
x |
≥ 0, x |
≥ |
0. |
||
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
5x |
+2x |
|
≥ 2, |
|
|||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
8. а) 8x1 |
−3x2 |
≤12, |
|
|||||
|
3x1 |
−5x2 |
≥ −42, |
|||||
|
x |
≥ 0, x |
2 |
≥ 0; |
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
−5x1 |
+3x2 |
|
− x3 |
|
+2x4 |
= −1, |
|||||
б) 9x1 |
−4x2 |
+2x3 |
−3x4 |
= 6, |
|||||||
x ≥ 0, |
x |
2 |
≥ 0, |
x |
≥ 0, |
x |
4 |
≥ 0. |
|||
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||
9. а) 9 y2 −8x −54 y +17 = 0 ; |
|
|
|
||||||||
б) 23x2 + 72xy + 2 y2 + 25 = 0 . |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
10. |
|
|
|
1 |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
A = |
|
. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 4
1. а) A(3; 9), B(0; 7), C(−9; 0); |
|
|
|
|
|
б) A(6; 7), l : |
x |
= y. |
||||||||||
|
|
|
|
|
−7 |
|||||||||||||
2. l1 : 5x −6 y + 4 = 0, l2 : 5x −6 y −24 = 0 . |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
3. A(1;1), B(1; 3), C(2;−1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4. |
а) A(3;1;−1), B(−3; 0;−1),C(3;−1; 0); |
|
|
|||||||||||||||
|
б) l : |
x −1 |
= |
y +1 |
= |
|
z |
, m : |
|
x |
|
= y = |
z +2 |
. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
−1 |
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
−4 |
−2 |
|
|
|
|
−6 |
|
|
|||||||
5. |
A(1; 0;1), l : x −1 = |
y +1 |
= |
z |
. |
|
|
|
|
|
||||||||
−2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
6. A(1; 0;−1; 0), |
|
|
B(0;10; 0;1), C(−5; 0; 0;1), D(0; 0; 5;1). |
||||||||||
|
−3x1 + 2x2 ≤ 4, |
|
|
|
|
|
|||||||
|
− x + 2x |
≤8, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
x1 + x2 |
≤10, |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
4x |
− x |
|
≤ 20, |
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 ≥ 0, x2 ≥ 0. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2x + |
2x |
|
|
≥16, |
|
|
|
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8. а) 7x1 −2x2 |
≤38, |
|
|
|
|
|
|||||||
|
5x1 −4x2 |
≥ 4, |
|
|
|
|
|
||||||
|
x |
≥ 0, x |
2 |
≥ 0; |
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5x |
−6x |
2 |
|
+ x |
|
−2x |
4 |
= 2, |
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||
б) 11x1 |
−14x2 |
+2x3 |
−5x4 |
= 2, |
|||||||||
x ≥ 0, x |
2 |
|
≥ |
0, x |
≥ 0, x |
4 |
≥ 0. |
||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
9. а) 25x2 −16 y2 −50x −288 y −1271 = 0;
б) 4x2 − 4xy + y2 −15 = 0 . |
|
||||
|
|
9 |
−6 |
−3 |
|
10. |
|
−6 |
4 |
2 |
|
A = |
. |
||||
|
|
−3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
Вариант 5 |
|
|
|
|
|
1. а) A(6; 2), B(0; 5), C(−2; 0); |
б) A(6; 8), l : |
x |
|
= y. |
|
−3 |
|||||
|
|
|
2. l1 : 6x −5y +8 = 0, l2 : 6x −5y −48 = 0 .
3.A(1; 3), B(3; 9), C(2;−3).
4.а) A(5;−1;−1), B(−5; 0;−1),C(5;1; 0);
9
|
б) l : |
x +3 |
= |
y −1 |
= |
z |
, m : |
x |
= y = |
z +1 |
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
−6 |
4 |
|
|
−1 |
3 |
|
−3 |
||||||||||
5. |
A(1; 0;1), l : |
x −1 |
= |
y +1 |
|
= |
z |
. |
|
|
|
||||||||
|
−1 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||
6. |
A(1; 0;−1; 0), |
|
B(0; 4; 0;1), C(−2; 0; 0;1), D(0; 0; 2;1). |
||||||||||||||||
|
−3x1 + 2x2 ≤ 6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
x + 2x |
≥10, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
x1 −5x2 ≤ 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
x + x |
|
≤ 4, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 ≥ 0, x2 ≥ 0. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5x1 +2x2 ≥19,
8. а) 10x1 − x2 ≤ 28,
5x1 −3x2 ≥ −16,x1 ≥ 0, x2 ≥ 0;
|
4x |
−5x |
2 |
+ x |
− x |
4 |
|
=1, |
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
||
б) 11x1 |
−11x2 |
+3x3 |
−2x4 |
|
=11, |
||||
x ≥ |
0, x |
2 |
≥ 0, x |
≥ 0, x |
4 |
≥ 0. |
|||
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
||
9. а) 81y2 +648 y +1196 = 0; |
|
|
|
||||||
б) x2 + 2 3xy +3y 2 − 2 3x + 2 y = 0. |
|||||||||
|
|
|
|
|
7 |
−2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
−2 6 −2 |
|
|||
|
|
10. A = |
. |
||||||
|
|
|
|
|
0 |
−2 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 6 |
|
|
|
|
1. а) A(2; 6), B(0; 7), C(−6; 0); |
б) A(4; 9), l : |
x |
= y. |
|
−4 |
||||
|
|
|
2. l1 : 2x −4 y +1 = 0, l2 : 2x −4 y −6 = 0 .
10
3.A(2; 2), B(3; 6), C(4;−3).
4.а) A(−1;−4;−3), B(1; 0;−3),C(−1; 4; 0);
б) l : |
x −2 |
= |
y −3 |
= |
z |
, |
m : |
x |
= y = |
z −2 |
. |
|
|
|
−2 |
|
|||||||
4 |
12 |
2 |
|
|
6 |
|
5.A(1; 0;1), l : x 2−1 = y−+21 = z.
6.A(1; 0;−1; 0), B(0;−4; 0;1), C(2; 0; 0;1), D(0; 0;−2;1).
|
6x1 − x2 |
≥ 3, |
||
− x + 2x |
2 |
≤8, |
||
|
1 |
|
|
|
7. 3x1 + 2x2 |
≤ 24, |
|||
|
x |
− x |
≤ 3, |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
x + 2x |
|
≥ 2, |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
x1 ≥ 0, x2 ≥ 0. |
2x1 +2x2 ≥12,
8. а) 5x1 − x2 ≥18,
3x1 −3x2 ≤ −6,x1 ≥ 0, x2 ≥ 0;
2x1 |
+13x2 |
−4x3 |
+3x4 |
|
=19, |
||||
б) 3x1 |
+7x2 |
|
|
− x3 |
+2x4 |
|
=16, |
||
x ≥ 0, x |
2 |
≥ 0, x |
≥ 0, x |
4 |
≥ 0. |
||||
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
||
9. а) x2 +9 y2 −10x +36 y + 25 = 0 ; |
|||||||||
б) 5x2 −6xy +5y2 +16 = 0 . |
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
10. |
|
1 |
|
2 |
0 |
|
|
|
|
A = |
|
. |
|
|
|||||
|
|
0 |
|
0 |
−5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|