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

Задачник Часть 1_

.pdf
Скачиваний:
36
Добавлен:
02.06.2015
Размер:
301 Кб
Скачать
☆

б) Найдите косинус угла между двумя лучами

 

 

x = 2 −t

 

x = 2 + 2k

 

 

y =3 −t

 

 

y =3

+ k

l1

 

и l2

 

:

 

:

 

+ 2k

 

z = −2 + 4t

 

z = −2

 

 

 

 

 

 

 

 

t [0;+∞)

 

k (−∞;0]

x = −2,5 + 2t

 

y =3,1 + 2t

 

2.20 а) Найдите длину отрезка

z = −1,1 +t

 

 

t [−1;1]

 

 

x =5

 

 

y = −2,3 +5t

б) Найдите длину отрезка

z =5 +12t

 

 

t [−2;−1]

 

2.21.а) При каком значении параметра a прямая x 1−1 = 3y = z−+12 и

плоскость 2x +(a + 2) y −2z +11 = 0 перпендикулярны?

б) При каком значении параметра a прямая x 2−3 = y 8+ 2 = 6z и

плоскость x +(a +1) y +3z +5 =0 перпендикулярны?

2.22.Найдите точку пересечения прямой x 1−1 = y 4+5 = z 2−1 и

плоскости x −3y + z −8 =0.

2.23.Найдите точку пересечения прямой 1x = y−−23 = z −0 2 и плоскости

3x + y −2z =0 .

2.24. Найдите точку пересечения прямой, проходящей через точки

(1,1,1)и (1,2,3) и плоскости x − y −3z −11 =0.

11

2.25 При каком значении параметра a плоскость x + y +az −4 =0 и

прямая

x −2

=

y −1

=

z −1

пересекаются (параллельны)?

3

−1

 

 

 

2

 

2.26. Напишите уравнение плоскости, проходящей через точку

M (2;3;−4) и перпендикулярной прямой x −0 2 = y1−1 = 1z .

2.27.Напишите уравнение плоскости, проходящей через прямую x −1 2 = y 2−3 = z −3 4 и точку M (3;4;5) .

2.28.Найдите координаты проекции точки P(-1; 2; 0) на плоскость

4x −5y − z −7 = 0 .

2.29. Найдите координаты проекции точки P( 2; -1; 1) на плоскость x − y + 2z −2 = 0 .

2.30. Найдите расстояние от точки (0;−5;10) до плоскости

5x + 2 y − z −10 =0 .

2.31. Найдите проекцию точки M (2;3;4) на прямую x = y = z .

2.32. Найдите проекцию точки P(0; 2; 1) на прямую x −2 4 = y−+11 = z −3 2 .

2.33. Напишите уравнение перпендикуляра, опущенного из точки

M (1;0;−1) на прямую x 1+1 = y 2−1 = −z3 .

12

2.34. Найдите точку пересечения прямых

x −1

=

y −2

=

z +1

 

и

3

 

−2

−1

 

 

x +6

 

y −3

 

z +1

 

 

 

 

 

 

=

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.35.Найдите точку пересечения прямых x 2−1 = y−−12 = z +3 2 и x−−21 = y 5−6 = z −1 2 .

2.36.Напишите уравнение плоскости, относительно которой точки

P1(1; -2; -3) и P2 (3; 4; 9) симметричны.

2.37.Напишите уравнение плоскости, относительно которой точки

P1(-2; 1; -3) и P2 (6; 5; 5) симметричны.

2.38.Найдите точку, симметричную точке P(0,−1, 3) относительно плоскости 2x + y −2z −2 =0 .

2.39.Найдите точку, симметричную точке P(2, 1, −1) относительно плоскости 2x − y + z −8 =0 .

13

3. Матрицы

 

 

1

7

2

 

 

 

 

3

4

0

 

 

 

 

 

 

−3

4

−2

 

 

 

 

2

3

1

 

 

 

 

3.1. Даны матрицы A =

и B =

 

. Найдите

 

 

1

1 2

 

 

 

 

−1 0

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицу C = 2A −3B .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

−2 1 6

 

 

−2 1 9

0

 

3.2. Даны матрицы

 

8

3

4

 

1

 

 

 

 

2

6

 

4

1

 

. Найдите

A =

 

 

и B =

 

 

 

 

−5

7 0 4

 

 

 

 

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 5 2

 

матрицу C = A −2B .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

−4 0

 

 

 

1 3 7

 

 

 

 

 

 

6

−2

4

 

 

 

 

−2

0

5

 

. Найдите

3.3. Даны матрицы A =

 

и B =

 

 

 

0

8

2

 

 

 

 

4

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицу X, удовлетворяющую матричному уравнению

 

 

 

A +2X −4B =0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

2 1 5

 

5 4

 

3 0

 

3.4. Даны матрицы

 

3

−2

4

 

−3

 

 

 

 

 

−2

1

 

 

A =

 

B

= 2 3

 

. Найдите

 

 

2

1 1 1

 

 

 

 

 

 

2 4

 

 

 

 

 

 

1 0

 

 

 

 

матрицу X, удовлетворяющую матричному уравнению

5A +3X − B =0 .

3.5. Найдите

f ( A) , если

 

3

2

 

и

f (x) = x2 −3x .

A =

1

4

 

 

 

 

 

 

 

3.6. Найдите произведение матриц A и B

а)

 

1

5

 

−3

1

 

A =

3

−2

 

, B =

5

2

 

 

 

 

 

 

14

2

−1

, B =

4

 

0 −3

 

 

б) A =

7

3

 

 

−1

 

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

8

 

 

 

 

 

6

 

−2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

, B

=

 

 

 

 

 

в) A =

−1

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

−2

 

 

 

 

5

 

4

 

 

 

 

1

−2 4

 

 

 

 

 

2

6

 

 

 

г) A =

, B =

 

 

 

 

2

−2

5

 

 

 

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

 

0

 

 

 

 

 

2

 

0

 

 

 

 

 

, B =

 

−1 5

 

 

 

д) A =

2

−1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2

4

1

 

 

 

1

 

 

2

 

−2

 

 

 

 

 

3 −2 1

 

 

е) A =

3

−1

7

 

, B =

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

−2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3 −2

 

 

 

 

1 3 0

 

−1 −1

 

3

 

, B

 

 

2 −1 3

 

ж) A =

 

 

=

 

 

0

−2 4

 

 

 

 

 

1 −2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з) A =(1 2 −3), B =

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

=(1 2 −3)

 

 

 

 

 

и) A =

−1 ,

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

5

2

4

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

−2

 

 

 

к) A =

−3

, B =

 

 

 

 

 

 

1

0

3

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

−2

2

 

л) A =(1 2 −5), B =

 

7

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3 −2

 

 

 

 

6

−3

 

м)

T

 

T

 

 

1

3

 

A

=

4

5

1

, B

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7. Найдите произведения А В и В А матриц А и В и установите, как при этом меняются столбцы или строчки матрицы B.

 

1

0

0

1

2

3

а) A = 0

0

1

, B = 4 5

6

0

1

0

7 8

9

 

1

0

0

5

2

4

б) A =

0

1

0

, B = 1

0

3

0

0

8

1

3

2

3.8. Используя результат предыдущей задачи, представьте матрицу B в виде произведения матриц A и X. В ответе укажите матрицу X и

порядок сомножителей: B = A X или B = X A.

342

211

645

 

645

211

342

а) A = 457

992

719

,

B = 719

992

457

123

403

842

 

842

403

123

16

 

342

 

 

211

645

457

992

719

б)

A = 457

 

 

992 719 ,

B = 342

211

645

 

123

 

 

403

842

123

403

842

 

332

 

 

211

123

996

633

369

в)

A = 457

 

 

992 719 ,

B = 457

992

719

 

123

 

 

403

842

123

403

842

 

111

 

 

203

343

333

812

343

г)

A = 209

 

 

121 514 ,

B = 627

484

514

 

221

 

 

106

678

663

424

678

3.9. Возведите матрицу A в степень n

 

 

а) A = 1

−2

 

, n =3

 

 

 

 

3

−4

 

 

 

 

 

 

б) A = 4 −1

 

, n =5

 

 

 

 

5

−2

 

 

 

 

 

 

в) A = 2 −1

 

, n =10 ,

n =15

 

 

 

3

−2

 

 

 

 

 

 

 

г) A = 1 1 ,

 

n =10

 

 

 

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

д) A = a

1

 

,

n - произвольное натуральное число

 

0

a

 

 

 

 

 

 

 

17

3.10. Найдите ранг матрицы

 

2

5

1

 

 

 

а) 3

8

2

 

 

 

1

2

0

 

 

 

 

3

1

2

 

 

 

б) 6

2

4

 

 

 

9

3

6

 

 

 

 

2

1

4

 

−3

7

в) 4

15 8 7 1

2

17

4

13 −9

 

3

1

1

0

−2

 

г) 1

5 0 2 −1

0

1

3

3

−1

 

3

4

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) 1

3

−1

 

 

 

 

1

−1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

 

 

 

 

 

2

1

−3

 

 

 

 

1

5

−2

 

 

 

е)

 

 

 

 

4

11

−7

 

 

 

 

 

 

 

 

1

−4

−1

 

 

18

 

1

2

3

4

5

 

 

2

3

4

5

1

 

ж)

 

 

3

4

5

1

2

 

 

 

 

4

5

6

−3

3

 

 

 

1

0

0

−5

 

 

−1

−3

0

 

1

 

з)

 

 

 

−2

−9

4

−2

 

 

 

 

 

5

18

−8 −1

 

 

1

3

5

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и) 2

−1

−3

 

4

 

 

5

1

−1

7

 

 

 

 

 

 

7

7

9

 

1

 

 

−1

1

1

 

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к) 1

1

3

 

0

 

 

 

2

−1

0

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

5

 

2

 

 

3.11. Исследуйте систему векторов на линейную зависимость или независимость

а) ar1 =(−7; 5;19) , ar2 =(−5; 7;−7) , a3 =(−8; 7;14)

б) ar1 =(1; 2;−2) , ar2 =(0; −1; 4) , a3 =(2;−3; 3)

в) ar1 =(1; 8;−1) , ar2 =(−2; 3; 3) , a3 =(4;−11; 9)

г) ar1 =(1; 2; 3) , ar2 =(2; −1;1) , a3 =(1; 3; 4)

19

д) ar1 =(0;1;1; 0) , ar2 =(1;1; 3;1) , a3 =(1; 3; 5;1) , a4 =(0;1;1; −2)

е) arr1 =(−1; 7;1;−2) , ar2 =(2; 3; 2;1) , a3 =(4; 4; 4;−3) , a4 =(1; 6;−1;1)

3.12. Найдите ранг системы векторов и укажите какой-нибудь базис в этой системе векторов

а) ar1 =(1;1; 2) , ar2 =(3;1; 2) , a3 =(1; 2;1) , a4 =(2;1; 2)

б) ar1 =(1;1;1) , ar2 =(−3;−5; 5) , a3 =(3; 4;−1) , a4 =(1;−1; 4)

в) ar1 =(1;1; 0;−1) , ar2 =(1; 2;1; 0) , a3 =(1; 3; 2;1) , a4 =(1; 4; 3; 2)

г) arr1 =(1; 0;1; 0) , ar2 =(−2;1; 3;−7) , a3 =(3;−1; 0; 3) , a4 =(−4;1;−3;1)

3.13. Найти какой-нибудь базис в указанном линейном пространстве

L. Найдите координаты элемента

 

0

2

 

в этом базисе. В ответе

А=

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

укажите координаты А в выбранном базисе.

а) L - линейное пространство всех матриц 2х2

б) L - линейное пространство симметричных матриц 2х2

 

0

а

в) L - линейное пространство матриц 2х2 вида

 

 

 

а21

12

 

а22

20