Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

методичка по математике (целиком)

.pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
417 Кб
Скачать
☆

 

x1 + x2

 

 

 

 

−3x4 − x5 = 0,

x1 + x2 + x3 + x4 + x5 = 7,

 

 

 

 

7)

x1 − x2 + 2x3 − x4

3x

 

−

 

= 0,

8) 3x1 + 2x2 + x3 + x4 −3x5 = −2,

 

4x

−2x

2

+6x

3

+

4

4x

5

 

= 0,

 

 

x

2

+ 2x

3

+ 2x

4

+

6x

5

= 23,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 + 4x2 −2x3 + 4x4

 

 

−7x5 = 0

5x1 + 4x2

+3x3 +3x4 − x5 =12

 

x1 −2x2 + x3 − x4 + x5 = 0,

 

 

 

 

x1 −2x2

+ x3 + x4 − x5 = 0,

 

 

9)

2x1 + x2 − x3 + 2x4 −3x5 = 0,

10)

2x1 + x2

− x3 − x4 + x5 = 0,

 

 

3x

−2x

2

− x

3

+ x

4

−2x

5

= 0,

x +7x

2

−

5x

3

−

5x

4

+

5x

5

= 0,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 −5x2 + x3 −2x4 + 2x5 = 0

 

3x1 − x2 −2x3 + x4 − x5 = 0

 

 

 

2x1 + x2 − x3 − x4 + x5 =1,

 

 

 

2x1 −2x2 + x3 − x4 + x5 =1,

 

11) x1 − x2 + x3 + x4

−2x5

= 0,

= 2,

12)

x1 + 2x2

− x3 + x4 −2x5 =1,

=1,

 

3x

 

+3 x

2

−3x

3

−3x

4

+

4x

5

 

4x −10x

2

+5x

3

−5x

4

+7x

5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x1 +5x2 −5x3 −5x4 +7x5 = 3

 

2x1 −14x2 +7x3 −7x4 +11x5 = −1

 

x1 +3x2 +5x3 −44 =1,

 

 

 

 

 

 

4x1 −2x2 + x3 + 2x4 + 2x5 =1,

 

x1 +3x2 + 2x3 −2x4 + x5 = −1,

14)

6x1 −3x2 + 2x3 + 4x4 +5x5 = 3,

13) x

−2x

2

+ x

3

+ x

4

− x

5

= 3,

 

 

2x

− x

2

+

3x

3

+

7x

4

+

11x

5

= 8,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 −4x2 + x3 + x4 − x5 = 3,

 

 

 

4x1 −2x2 + x3 + x4 + 2x5 =1

 

 

x1 + 2x2 + x3 − x4 + x5 = −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x1 +6x2 +9x3 +3x4 +5x5 = 4,

 

x + 2x

2

+3x

3

−2x

4

+ x

5

= 4,

 

 

 

 

+ 4x3 + x4 + 2x5 = 3,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + 4x

 

+ 2x

 

−2x

 

+

2x

 

= 4,

 

3x1 + 2x2

 

2

3

4

5

15) 3x1 +

2x2

−2x3 + x4

 

 

16)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −7,

3x

+6 x

2

+9x

3

−7x

4

+

4x

5

=17,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+3x3 + 2x4 + 2x5 = 9

 

2x1 + 4x2

+ 2x3 −3x4 +3x5 = 6

 

6x1 + 4x2

 

 

2x1 + x2 + x3 + x4 + x5 =1,

 

3x1 − x2 + 2x3 +3x4 + 2x5 = 0,

17)

4x1 + 2x2 + x3 + 2x4 +3x5 = 4,

18)

6x1 −2x2 + 2x3 +5x4 +7x5 = 0,

2x +x

2

−

4x

3

− x

4

− x

5

= −1,

6x

−2x

2

+6x

3

+7x

4

+ x

5

= 0,

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 + x2 +7x3 +3x4 + 2x5 =1

 

3x1 − x2 + 4x3 + 4x4 − x5 = 0

21

 

3x1 + 2x2

+ x3 +3x4 +5x5 = 0,

 

2x1 + x2 − x3 − x4 + x5 =1,

19)

9x1 +6x2

+3x3 +11x4 +17x5 = 0,

20)

2x1 + 4x2 −4x3 −4x4 +6x5 = 2,

9x

+6x

2

+5x

3

+7x

4

+9x

5

= 0,

x

−x

2

+ x

3

+ x

4

−2x

5

= 0,

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3x1 + 2x2

+ 4x4 +8x5

= 0

 

 

 

4x1 +5x2 −5x3 −5x4 +7x5 = 3

ЗАДАНИЕ 3 Решить систему линейных алгебраических уравнений тремя способами:

1)по по формулам Крамера;

2)методом обратной матрицы;

3)методом Гаусса.

 

2x1 − x2 − x3 = 4,

 

 

1)

3x1 + 4x2 − 2x3 =11,

x1 + x2 + 2x3 = −1,

 

3x1 − 2 x2 + 4x3 =11

2) 2x1 − x2 + 2x3

= −4,

 

 

 

 

4x1 + x2 + 4x3

= −2

 

3x1 + 2x2 + x3

= 5,

 

 

3)

2x1

+3x2 + x3

=1,

x1 + 2x2 + 4x3

= 31,

 

2x1

+x2 +3x3

=11

4) 5x1 + x2 + 2x3

= 29,

 

 

 

 

3x1 − x2 + x3 =10

x1 − x2 + x3 = 6,

5)2x1 + x2 + x3 = 3, x1 +x2 + 2x3 = 5

22

x1 − x2 + x3 = 5,

 

2x1 −3x2 −3x3

= −21,

6) 2x1 + x2 + x3 = 6,

19)

2x1 + 2x2 + x3 =19,

x1 + x2 + 2x3 = 4

 

3x1 − x2 + x3 =10

2x1 + x2 − x3 = 2,

x2 +3x3 = −1,

 

7) 3x1 + x2 − 2x3 = 3,

8) 2x1 +3x2 +5x3 =3,

x1 + x3 = 3

3x1 +5x2 +7x3 = 6

x1 + x2 − x3 = 36,

 

x1 + 2x2 + x3 = 4,

9) x1 − x2 + x3 =13,

10)

3x1 −5x2 +3x3

=1,

x1 −x2 − x3 = −7

 

2x1 + 7x2 − x3 = 8

2x1 − x2 +9x3 = 28,

 

2x1 + x2

= 5,

 

11) 7x1 +3x2 −6x3 = −1,

12)

x1 +3x3

=16,

 

7x1 +9x2 −9x3 = 5

 

5x2 − x3 =10

 

x1 + x2 + x3 = 36,

 

7x1 + 2x2 +3x3

=15,

13) 2x1 −3x3 = −17,

14)

5x1 −3x2 + 2x3

=15,

6x1 −5x3 = 7

 

10x1 −11x2 +5x3 = 36

2x1 + x2 − x3 = 5,

 

5x1 +3x2 −3x3

=15,

15) x1 − 2x2 + 2x3 = −5,

16)

3x1 + 4x2 − 2x3

=11,

7x1 + x2 − x3 =10

 

3x1 − 2x2 + 4x3 =11

x1 + x2 + 2x3 = −1,

 

x1 + x2 − 2x3 = −6,

17) 2x1 − x2 + 2x3 = −4,

18)

2x1 +3x2 + x3

=1,

5x1 + 2x2 + 6x3 = −3

 

2x1 + x2 +3x3 =11

23

5x1 + 2x2 −3x3 = 5,

20)3x1 + x2 − 2x3 = 3, x1 + x2 − 2x3 = −1

ЗАДАНИЕ 4 Найти собственные значения и собственные векторы матрицы

1. 1) 3 5

 

 

 

 

 

4

−2

 

−1

;

 

 

2)

−1 3 −1

 

 

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

6

 

 

 

 

 

2

−1

 

0

 

3. 1)

;

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

6 0

 

 

−1

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5. 1) 8 2

 

 

 

 

 

6

−2

 

−1

;

 

2)

−1

5 −1

 

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 −1

 

 

 

 

 

3

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. 1)

−1 5

;

2)

 

 

2 2 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

4

 

 

19

3

 

 

 

 

2

0 −1

 

9. 1)

 

; 2)

 

1 1 −1

 

 

3 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

7

3

 

 

 

 

 

2

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. 1) 3

−1

;

2)

 

1

2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

13. 1) 0

2

 

 

 

4

1

0

 

 

 

;

2)

 

1

4

0

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

5

 

 

 

 

1

−1

 

 

 

 

3

−1

 

1

 

2. 1)

;

2)

 

 

 

 

 

 

 

−1 1

 

0

2 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

9

−2

 

 

5

−1

−1

4. 1)

; 2)

 

 

 

 

 

 

 

−2

9

 

0 4 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

4

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

3

4

 

 

 

 

5

−2

3

6. 1)

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

;

 

0

5 0

 

5

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3

 

3 4

 

 

 

7

−4

4

 

8. 1)

;

2)

 

2

3 2

 

 

 

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

3

 

 

 

7

−6

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. 1) 3

1

;

2)

 

4

−1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

5

 

 

 

 

 

 

 

4

 

24

 

1

4

 

 

7

−6

 

6

 

12. 1)

;

2)

 

 

3

 

2

 

 

4

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

14. 1) 1

5

 

 

13

2

 

−2

;

2)

6

9

 

−6

 

 

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

 

 

5

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

25

−7

 

5

−4

 

4

 

15. 1)

; 2)

 

 

 

 

 

 

−7

25

2

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

17. 1) 2

1

 

 

 

3

−2

2

;

2)

0

3

0

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

2

4

 

 

 

5

0

 

 

0

19. 1)

;

2)

 

4

 

−

 

 

 

1

 

1

 

4

2

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

4

 

2

5

 

 

6

1

−1

 

21. 1)

;

2)

 

 

5

 

 

 

 

 

 

2

−2

 

 

5

2

 

 

 

 

−1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

5

 

 

5

0

 

0

 

 

23. 1)

;

2)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

−1

 

0

 

 

5

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−1

 

 

3

6

 

 

 

8

−4

−2

 

25. 1)

;

2)

 

 

 

 

 

6

3

−2

6

−2

 

 

 

 

 

 

2

−4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

− 6

 

 

2

1

−1

 

 

16. 1)

;

2)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

0

−1

 

 

− 6

1

 

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

2

3

 

 

 

3

0

 

0

 

18. 1)

;

 

2)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

−1

 

 

3

2

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

20. 1) 2

6

 

 

 

 

7

−4

 

−2

;

 

2)

−2

 

6

 

−2

 

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

 

 

 

4

− 3

 

3

 

22. 1)

;

 

2)

1

 

 

2

 

1

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24. 1) 3

7

 

 

 

 

4

−2

 

0

 

;

 

2)

−2

 

4

 

0

 

 

7

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

25

 

4

3

 

 

10

− 2

− 2

26. 1)

;

2)

0

8

− 2

 

 

 

 

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

8

 

 

 

 

 

 

0

 

ЗАДАНИЕ 5

Проверить, что векторы a,b ,c образуют базис, и разложить вектор x по этому

базису

 

a

 

 

 

 

c

 

x

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(1; 4; 7)

(2; 5;

8)

(3; 6; 10)

(3; 0;

6)

2

(3; 2; 5)

(4; 3;

2)

(1; 1;

2)

(10; -5; 0)

3

(2; 3; 1)

(1; 1;

0)

(-1; -2; 1)

(2; 0; -4)

4

(2; 2; -1)

(2; -1; 2)

(-1; 2; 2)

(0; 27;

18)

5

(4; 5; 3)

(2; 3 2)

(-1; -2; -1)

(2; 0; -3)

6

(3; 1; 2)

(2; 1;

2)

(-1; 2; 5)

(1; 2;

3)

7

(2; 3; 1)

(3; 5;

2)

(1; 2;

1)

(7; 14; 0)

8

(1; -2; 3)

(-3; 7; 2)

(-1; 2;-4)

(1; -2; 3)

9

(2; 1;-1)

(2; -1; 2)

(3; 0;

1)

(1; 2; -1)

10

(2; 1; 3)

(1; 0;

1)

(1; 2;

2)

(1; 2;

3)

11

(3; 4; 1)

(2; 3;

1)

(5; 2;

2)

(-15; 0; 10)

12

(2; 1;-1)

(3; 1; -2)

(1; 0;

1)

(-4; 6; -2)

13

(4; 2; -2)

(5; 3; -2)

(3; 2; -1)

(3; 2;

1)

14

(3; 2; -1)

(1; 1;

2)

(2; 2;

5)

(2; -2; 1)

15

(-1; 0; 1)

(3; 2;

0)

(0; 1;

4)

(5; 10; -6)

16

(2; 5; 7)

(3; 9; 15)

(5; 16;

20)

(-24; 24; 72)

17

(2; 3; 5)

(5; 9; 15)

(7; 15;

20)

(0; 24; -48)

18

(-1; 2; 2)

(-2; 1; -2)

(2; 2; -1)

(9; 0; -27)

19

(1; -3; 0)

(0; -2; -1)

(1; 0; -4)

(10; 0; -5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

20

(1; -3;

-1)

(-2; 7; 2)

(3; 2; -4)

(2; -2; 1)

21

(2; 2;

3)

(1; -1; 0)

(-1; 2; 1)

(3; -4; 2)

22

(2; 1;1)

(1; 0; 2)

(3; 1; 2)

(7; -2; 4)

23

(2; 4;

8)

(-1; 1; 1)

(-2; 2; 1)

(5; 1; 5)

24

(1; -1; 0)

(-12; 17; -2)

(5; -7; 1)

(-7; 4; 3)

25

(4; -18; -3)

(0; 1; 0)

(-6; 24; 4)

(5; -3; 2)

26

(1; 2;

3)

(4; 5; 6)

(7; 8; 10)

(66; 9; 0)

 

 

 

 

 

 

27

ЧАСТЬ 2 Аналитическая геометрия

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1.Уравнения прямой на плоскости. Преобразование уравнений одного типа в другие.

2.Нормальный вектор прямой на плоскости. Нормирующий множитель, геометрический смысл коэффициентов нормального уравнения.

Расстояние от точки до прямой.

3.Угол между прямыми на плоскости. Условия параллельности и перпендикулярности прямых.

4.Уравнение плоскости. Преобразование общего уравнения в нормальное, уравнение в отрезках.

5.Нормальный вектор плоскости, нормирующий множитель, геометрический смысл коэффициентов нормального уравнения. Расстояние от точки до плоскости.

6.Угол между плоскостями. Условия параллельности и перпендикулярности плоскостей. Особые случаи расположения плоскостей. Отыскание линии пересечения двух плоскостей, точки пересечения трех плоскостей.

7.Уравнения прямой в пространстве: канонические, параметрические, как линии пересечения двух плоскостей. Геометрический смысл параметров этих уравнений. Переход от общих уравнений к каноническим.

8.Угол между прямыми в пространстве. Угол между прямой и плоскостью. Условия параллельности и перпендикулярности: двух плоскостей, прямой и плоскости.

9.Условие принадлежности данной прямой к данной плоскости, двух данных прямых к одной плоскости. Расстояние между параллельными и скрещивающимися прямыми.

10.Кривые второго порядка: эллипс, гипербола, парабола. Канонические уравнения, эксцентриситет, исследование формы, асимптоты, симметрия.

11.Общее уравнение кривой 2 порядка; приведение к каноническому виду.

28

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ УПРАЖНЕНИЯ

1.Вывести уравнение геометрического места точек, для которых кратчайшие расстояния до двух данных окружностей

(x +3)2 + y2 =1, (x −3)2 + y2 = 81равны между собой.

2. Составить уравнение геометрического места точек, произведение

расстояний которых до двух данных точек

f1 (−a;0), f2 (a;0)есть

постоянная величина а2.

 

3.Вывести полярное уравнение прямой, зная ее расстояние р от полюса и полярный угол а.

4.Определить, при каких значениях а и b плоскости 2x-y+3z+b-l=0,

y+2y-z+b=0, x+3y-6z+10=0: а) имеют одну общую точку; б) проходят через одну прямую; в) пересекаются по трем различным параллельным прямым.

5. Доказать, что уравнение плоскости, проходящей через точку

M (x0 , y0 , z0 )перпендикулярнокплоскостямAx + By +Cz + D = 0 и Mx + Nx + Kx + L = 0, можетбытьпредставленоввиде

 

 

 

 

 

x − x0

y − y0

z − z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

C

= 0.

 

 

 

 

 

 

 

M

N

K

 

 

 

6.Доказать,

что

 

условие,

при

котором

две

прямые

(x −a)/ m = (y −b)/ n = (z −c)/ p и (x −a1 )/ l = (y −b1 )/ k = (z −c1 )/ d

лежат в

одной

плоскости,

может

быть

представлено в

следующем виде:

 

a −a1

b −b1

c −c1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

n

p

= 0.

 

 

 

 

 

 

l

k

d

 

 

 

 

 

 

 

29

ЗАДАНИЕ 1

Заданы вершины тетраэдра A(a1 , a2 , a3 ), B(b1 ,b2 ,b3 ),C(c1 ,c2 ,c3 ), D(d1 , d2 , d3 ). Найти:

1)длину стороны АС;

2)угол АВС;

3)длину медианы из вершины В;

4)длину высоты из вершины В;

5)длину биссектрисы угла В;

6)координаты центра треугольника АВС;

7)площадь треугольника АВС;

8)объем тетраэдра АВСД.

№

А

 

В

С

 

Д

 

 

 

 

 

1

(4;-1;3)

(-2; 1; 0)

(0; -5; 1)

(3; 2; -6)

2

(-1; 2;-3)

(4; -1; 0)

(2; 1;- 2)

(3; 4; 3)

3

(-3; 4; -7)

(1; 5; -4)

(-2; 7; 3)

(-4; 8; -12)

4

(1; 1; -1)

(2; 3; 1)

(3; 2;

1)

(5; 9; -8)

5

(2; 3;

1)

(4; 1;- 2)

(6; 3;

7)

(7; 5; -3)

6

(3; 1;

2)

(-1; 1; 3)

(2;- 2; 4)

(-1; 0; -2)

7

(2; -1; 2)

(1; 2; -1)

(3; 2;

1)

(-4; 2; 5)

8

(1; 2;

0)

(3; 0; -3)

(6; 2;6)

(8; 4; -9)

9

(14; 4;5)

(-5; -3; 2)

(-2; -6; -3)

(-2; 3; -1)

10

(-2; 0; -4)

(-1; 7; 1)

(4; -8; -4)

(1; -4; 6)

11

(2; -1; -2)

(1; 2; 1)

(5; 0; -6)

(-10; 9; -7)

12

(5; 2;0)

(2; 5; 0)

(1; 2; 4)

(-1; 1; 1)

13

(0; -1; -1)

(-2; 3; 5)

(1; -5; -9)

(-1; -6; 3)

14

(-1; -5; 2)

(-6; 0; -3)

(3; 6; -3)

(-10; 6; 7)

15

(2; 1; 4)

(-1; 5; -2)

(-7; -3; 2)

(-6; -3; 6)

16

(7; 2; 4)

(7; -1; -2)

(3; 3; 1)

(-4; 2; 1)

 

 

 

 

 

 

 

30