- •Математика Линейная алгебра
- •Рецензенты:
- •3.6. Операции над векторами 42
- •5.6. Упражнения 91
- •Предисловие
- •1. Числовые кольца и поля. Комплексные числа
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Поле комплексных чисел
- •1.3. Модуль и аргумент комплексного числа. Геометрическое изображение комплексных чисел
- •1.4. Различные формы записи комплексного числа
- •1.5. Действия над комплексными числами в алгебраической форме
- •1.6. Действия над комплексными числами в тригонометрической форме
- •1.7. Действия над комплексными числами в показательной форме
- •1.8. Упражнения
- •1.9. Контрольные задания
- •1.10. Типовой расчет
- •1.11. Вопросы для самопроверки
- •1.12. Вопросы для теоретического опроса
- •2. Многочлены
- •2.1. Действия над многочленами
- •1. Сложение многочленов.
- •2. Умножение многочленов.
- •3. Деление многочленов без остатка.
- •4. Деление многочленов с остатком.
- •2.2. Схема Горнера
- •2.3. Корни многочлена
- •2.3.1. Разложение многочлена степени n на множители
- •2.3.2. Вычисление корней многочленов второй и третьей степени
- •1. Уравнения второй степени (квадратные)
- •2.4. Упражнения
- •2.5. Контрольные задания
- •2.6. Вопросы для самопроверки
- •2.7. Вопросы для теоретического опроса
- •Действия над многочленами.
- •Вычисление корней многочленов второй и третьей степени.
- •3. Линейные (векторные) пространства
- •3.1. Понятие вектора
- •3.2. Операции над векторами
- •1. Операция сложения векторов.
- •2. Операция вычитания векторов.
- •3. Умножение вектора на число.
- •4. Деление коллинеарных векторов.
- •Свойства деления:
- •3.3. Разложение вектора по ортам координатных осей
- •3.4. Скалярное произведение векторов.
- •Выражение скалярного произведения в произвольных и ортонормированных координатах.
- •3.6. Операции над векторами
- •3.7. Линейная зависимость векторов.
- •3.8. Базис и ранг системы векторов
- •3.9. Переход от одного базиса к другому. Метод замещения
- •3.10. Линейные пространства
- •3.11. Евклидовы и унитарные пространства
- •3.12. Норма вектора
- •3.13. Нормирование ненулевого вектора
- •3.14. Ортонормированные системы векторов
- •3.15. Упражнения
- •3.16. Контрольные задания
- •3.17. Типовой расчет
- •3.18. Вопросы для самопроверки
- •3.19. Вопросы для теоретического опроса
- •Переход от одного базиса к другому. Метод замещения.
- •Ортонормированные системы векторов.
- •4. Матрицы
- •4.1. Основные понятия
- •4.2 Операции над матрицами
- •Сложение матриц.
- •Умножение матрицы на число.
- •Разность матриц.
- •Умножение матриц.
- •Возведение в степень матриц.
- •Транспонирование матриц.
- •4.3. Применение элементов линейной алгебры в экономике.
- •4.4. Упражнения
- •4.5. Контрольные задания
- •Найти значение матричного многочлена , если задана матрица a.
- •4.6. Типовой расчет
- •4.7. Вопросы для самопроверки
- •4.8. Вопросы для теоретического опроса
- •5. Определители квадратных матриц
- •5.1. Перестановки
- •5.2. Определители (детерминанты) квадратных матриц
- •5.3. Свойства определителей
- •5.4. Теорема Лапласа (вычисление определителя n-ого порядка).
- •5.5. Основные методы вычисления определителя n–го порядка
- •Приведение определителя к треугольному виду.
- •5.6. Упражнения
- •5.7. Контрольные задания
- •5.8. Типовой расчет
- •5.9. Вопросы для самопроверки
- •5.10. Вопросы для теоретического опроса
- •6. Ранг матрицы
- •6.1. Основные понятия
- •6.2. Методы нахождения ранга матрицы.
- •1. Метод окаймляющих миноров
- •2. Метод элементарных преобразований
- •6.7. Вопросы для теоретического опроса
- •7. Обратная матрица
- •7.1. Основные понятия
- •6.3. Упражнения
- •6.4. Контрольные задания
- •6.5. Типовой расчет
- •6.6. Вопросы для самопроверки
- •7.2. Методы нахождения обратной матрицы
- •7.2.1. Нахождение обратной матрицы с помощью присоединенной матрицы.
- •7.2.2. Нахождение обратной матрицы методом замещения
- •7.3. Упражнения
- •7.4. Контрольные задания
- •7.5. Типовой расчет
- •7.6. Вопросы для самопроверки
- •7.7. Вопросы для теоретического опроса
- •Нахождение обратной матрицы с помощью присоединенной матрицы.
- •Нахождение обратной матрицы методом замещения.
- •8. Системы линейных уравнений (слу)
- •8.1. Неоднородные системы уравнений
- •8.2. Исследование систем линейных уравнений
- •8.3. Решение системы линейных уравнений в общем случае
- •Правило нахождения решения слу в общем случае
- •8.4. Решение систем n линейных уравнений c n неизвестными
- •8.4.1. Решение систем n линейных уравнений c n неизвестными методом Крамера
- •8.4.2. Решение систем n линейных уравнений c n неизвестными методом обратной матрицы
- •8.5. Решение систем m линейных уравнений c n неизвестными
- •8.5.1. Решение систем линейных уравнений методом Гаусса (метод последовательного исключения неизвестных)
- •8.5.2. Решение систем линейных уравнений методом замещения
- •8.6. Системы линейных однородных уравнений (ослу)
- •Правило нахождения фср ослу
- •8.7. Структура общего решения неоднородной линейной системы
- •8.8. Использование систем линейных уравнений в экономике
- •8.8.1. Прогноз выпуска продукции по запасам сырья
- •8.8.2. Модель Леонтьева многоотраслевой экономики (балансовый анализ) Балансовые соотношения
- •Линейная модель межотраслевой экономики
- •Продуктивные модели Леонтьева
- •8.9. Упражнения
- •8.10. Контрольные задания
- •8.11. Типовой расчет
- •8.12. Вопросы для самопроверки
- •8.13. Вопросы для теоретического опроса
- •9. Линейные операторы (линейные преобразования)
- •9.1. Линейный оператор и его матрица
- •9.2. Линейное преобразование в координатах
- •9.3. Зависимость между матрицами одного и того же преобразования в различных базисах. Подобные матрицы
- •9.4. Действия над линейными операторами
- •9.5. Оператор, сопряженный данному
- •9.6. Собственные значения и собственные векторы линейного оператора (матрицы)
- •9.7. Приведение матрицы линейного преобразования к диагональному виду
- •9.8. Упражнения
- •9.9. Контрольные задания
- •9.10. Типовой расчет
- •9.11. Вопросы для самопроверки
- •9.12. Вопросы для теоретического опроса
- •10. Билинейные и квадратичные формы
- •10.1 Ортогональные и симметрические матрицы
- •10.2. Билинейная и квадратичная формы
- •10.3. Квадратичные формы
- •10.4. Преобразование квадратичной формы при линейном преобразовании переменных
- •10.5. Приведение квадратичной формы к каноническому виду
- •10.6. Закон инерции квадратичных форм
- •10.7. Знакоопределенные квадратичные формы
- •10.8. Упражнения
- •10.9. Контрольные задания
- •10.5. Вопросы для самопроверки
- •10.6. Вопросы для теоретического опроса
- •11. Численные методы линейной алгебры
- •11.1. Метод Гаусса
- •11.2. Уточнение решения методом итераций
- •11.3. Метод прогонки
- •11.4. Итерационные методы решения слау
- •11.4.1. Метод простой итерации
- •11.4.2. Метод Зейделя
- •11.5. Упражнения
- •11.6. Контрольные задания
- •11.7. Типовой расчет
- •11.8. Вопросы для самопроверки
- •11.9. Вопросы для теоретического опроса
2.3.2. Вычисление корней многочленов второй и третьей степени
1. Уравнения второй степени (квадратные)
Для
общего уравнения
корни определяются по формуле:
.
Для
приведенного уравнения
корни определяются по формуле:
.
(Формулы верны при любых коэффициентах, действительных или комплексных.)
2. Уравнения третьей степени (кубические)
Уравнение
заменой
сводится к уравнению
,
где
.
Корни этого уравнения находятся по формуле Кардано:
,
при этом, беря последовательно по одному из трех значений кубического корня
,
следует из трех возможных значений корня
выбрать
то, для которого
.
2.4. Упражнения
Найти коэффициент при x17 многочлена
Ответ: 100.
Задан многочлен
,
а
.
Найти многочлены q(x)
и r(x)
такие, что
и
.
Ответ:
и
.
Разделить многочлен
на многочлен
.
Ответ:
.
Некоторый многочлен при делении на двучлен
дает в остатке 2, а при делении на двучлен
дает в остатке –10. Найти остаток от
деления этого многочлена на (3х–2)(х+2).
Ответ:
.
При каких a и
многочлен
делится на
?
Ответ:
n
– любое натуральное число, большее 2;
.
2.5. Контрольные задания
Определить наибольший общий делитель многочленов f(x) и g(x) и представить его в виде f(x)u(x)+g(x)v(x)=d(x), где d(x) – наибольший общий делитель f(x) и g(x):
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
.
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
.
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
, ;
,
.
Пользуясь схемой Горнера выполните деление с остатком:
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;на
;на
;
на
;
на
;
на
;на ;
на
;на ;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
;
на
.
2.6. Вопросы для самопроверки
Что такое многочлен n- ой степени?
Какие многочлены называются равными?
Как найти сумму двух многочленов?
Свойства операции сложения многочленов.
Как найти произведение двух многочленов?
Свойства операции умножения многочленов.
Как разделить многочлен на многочлен?
Деление многочлена с остатком.
Как разделить многочлен на многочлен с помощью схемы Горнера?
Теорема Безу и е следствия.
Как найти частное и остаток от деления с помощью правила деления «уголком»?
Корни многочленов второй и третьей степени.
Как разложить многочлен степени n на множители?
2.7. Вопросы для теоретического опроса
Многочлены. Равенство многочленов.
Действия над многочленами.
Делимость многочленов, некоторые свойства. Наибольший общий делитель многочленов.
Деление многочленов без остатка.
Деление многочленов с остатком.
Схема Горнера.
Корни многочлена. Разложение многочлена степени n на множители.
Вычисление корней многочленов второй и третьей степени.
3. Линейные (векторные) пространства
3.1. Понятие вектора
Определение. Величины, для задания которых указывают лишь их числовое значение, будем называть скалярными величинами или скалярами.
Наряду со скалярами, имеются объекты, для полной характеристики которых нужно знать не только численное значение. Например, для характеристики перемещения точки нужно знать не только длину пройденного пути, пройденного точкой, но и направление ее движения. Такие величины, как перемещение, сила, скорость, ускорение и т.д., требующие для своего задания не только указание своего численного значения, но и направления в пространстве, назовем векторными величинами или векторами, наглядно их изображая с помощью направленных прямолинейных отрезков.
Определение.
Вектором
на плоскости или в пространстве называют
направленный отрезок.
Определение.
Длиной или
модулем
вектора
называется длина соответствующего ему
отрезка и обозначают
или
.
Определение. Векторы, параллельные как отрезки, называются коллинеарными.
Для
коллинеарных векторов
и
используется обозначение
.
Такие векторы
могут быть одинаково
направленными
или противоположно
направленными
.
Определение. Два коллинеарных вектора и называются равными, если эти векторы имеют одинаковые длины и совпадающие направления:
.
Определение. Вектор, начало которого совпадает с его концом, называется нулевым вектором.
Все
координаты нулевого вектора равны нулю
и при этом нулевой вектор не имеет длины
и направления.
Нуль-вектор обозначается через
.
Определение.
Векторы
,
и
в пространстве называются компланарными,
если они параллельны некоторой плоскости
в пространстве (или при откладывании
этих векторов из общего начала они
оказываются лежащими в одной плоскости).
Определение.
Противоположным
для вектора
называется вектор
,
имеющий ту же длину, что и вектор
,
коллинеарный вектору
и направленный с ним противоположно
.
Определение.
Единичным
вектором
(ортом)
вектора
называется такой вектор, который имеет
то же направление, что и
,
и единичную длину. Единичный вектор
обозначается через
.
