РефератыМатематикаКрКраткие сведения и задачи по курсу векторной и линейной алгебры

Краткие сведения и задачи по курсу векторной и линейной алгебры

Контрольная работа


Краткие сведенияи задачи по курсу векторной и линейной алгебры


Векторная алгебра


Вариант №21


1. Найти скалярное произведение .





2. При каком значении α векторы и ортогональны?


;;;


;;;


Два вектора ортогональны, когда их скалярное произведение равно нулю.



3. Для прямой М1
М2
написать уравнение с угловым коэффициентом, в отрезках и общее уравнение. Начертить график прямой. М1
(0,-3) М2
(2,1).


Общий вид уравнения прямой с угловым коэффициентом записывается в виде:


y-y1
=k(x-x1
),


значит для прямой М1
М2


у+3=kx


Общий вид уравнения прямой, проходящей через две точки записывается в виде:


,


значит для прямой М1
М2



Общий вид уравнения прямой в отрезках записывается в виде:


,


Здесь



Уравнения прямой в отрезках для прямой М1
М2


;



4. В треугольнике М0
М1
М2
найти уравнение медианы, высоты, проведенных их вершины М0
, а также уравнение средней линии EF, параллельной основанию М1
М2
.(М0
(-1,-2); М1
(0,-3); М2
(2,1)).


Найдём координаты точки М3
, координаты середины стороны М1
М2
:



уравнения прямой, проходящей через две точки записывается в виде:


,


уравнение для высоты М0
М3
:



Найдём уравнение прямой М1
М2
:



Из условия перпендикулярности (k2
=-1/k1
) следует, что k2
=1/2.


Уравнения прямой с угловым коэффициентом записывается в виде:


y-y1
=k(x-x1
),


тогда уравнение для высоты примет вид:


y+1= (x+2)/2


или


x+2y=0.


Расстояние от точки М(x0
,y0
) до прямой Ax+By+c=0 находится по формуле:



Чтобы найти длину высоту, найдём расстояние от точки М0
(-3,-5) до прямойМ1
М2
, уравнение которой имеет вид -x+2y-4=0. Подставим данные в формулу(1):



Найдём координаты точек Е иF.


Для точки Е: x=-1/2; y=-5/2; E(-1/2;-5/2).


Для точки F: x=1/2; y=-1/2; F(1/2;-1/2).


Уравнение прямой EF:


y+5/2=-2x-1 или 2x+y+3,5=0.


5. По каноническому уравнению кривой второго порядка определить тип кривой, начертить её график. Найти координаты фокусов, вершин и центра (для центральной кривой).






(1)


Воспользуемся параллельным переносом (O’(-3,-1))


(2)


Подставим (2) в (1), получим



кривая второго порядка является эллипсом.


F1
(c;0); F2
(-c;0).



т.к.



Координаты центра: O’(-3,-1).



6. Преобразовать к полярным координатам уравнения линии.






1)


2)


Первое уравнение представляет собой (при любых значениях φ) полюс О. Второе – дает все точки линии, в том числе полюс. Поэтому первое уравнение можно отбросить. Следовательно, получаем:



Линейная алгебра


Матрицы


Ответы на вопросы


1.
Дайте определение обратной матрицы. Какие вы знаете способы вычисления обратной матрицы?


Матрица В называется обратной для матрицы А, если выполняется условие АВ=ВА=Е, где Е – единичная матрица. Способы вычисления обратной матрицы: 1) использование алгебраических дополнений; 2) привести исходную матрицу к ступенчатому виду методом Гаусса, после чего необходимо преобразовать её в единичную .


2.
Как записывается система уравнений в матрично-векторной форме? Как найти решение системы уравнений при помощи обратной матрицы?


Система уравнений в матрично-векторной форме записывается в виде: .


Решение системы уравнения при помощи обратной матрицы:



3.
Сформулируйте, в чем состоит процедура Гаусса и для решения каких линейных задач применяется?


Процедура Гаусса используется для решения систем линейных уравнений и состоит в следующем:


Выполняются элементарные преобразования, вследствие чего можно получить два исхода:


1. получается строчка, в которой до черты стоят нули, а после – ненулевое число, тогда решения нет;


2. система приводится к лестничному виду.


Если в системе лестничного вида число уравнений совпадает с числом неизвестных, то решение единственное.


Если число уравнений меньше чем число неизвестных, то решений бесконечное множество. В этом случае неизвестные разделяются на зависимые и свободные. Число зависимых неизвестных совпадает с числом уравнений.


Задача1.







X4-свободная переменная


r = 3


система совместима.



Задача2




т.к. detA0, то матрица является невырожденной.


А11
=3;А12
= -1;А13
= -10;А21
=0;А

22
=0;А23
= -1;А31
=0;А32
= -1;А33
= -1.


;


.





.


.


5. Найти скалярное произведение .





6. При каком значении α векторы и ортогональны?


;;;


;;;


Два вектора ортогональны, когда их скалярное произведение равно нулю.



7. Для прямой М1
М2
написать уравнение с угловым коэффициентом, в отрезках и общее уравнение. Начертить график прямой. М1
(2,-2) М2
(1,0).


Общий вид уравнения прямой с угловым коэффициентом записывается в виде:


y-y1
=k(x-x1
),


значит для прямой М1
М2


у+2=k(x-2)


Общий вид уравнения прямой, проходящей через две точки записывается в виде:


,


значит для прямой М1
М2



Общий вид уравнения прямой в отрезках записывается в виде:


,


здесь


Уравнения прямой в отрезках для прямой М1
М2


;


y=-2x+2



8. В треугольнике М0
М1
М2
найти уравнение медианы, высоты, проведенных их вершины М0
, а также уравнение средней линии EF, параллельной основанию М1
М2
.(М0
(-3,-5); М1
(2,-2); М2
(1,0)).


Найдём координаты точки М3
, координаты середины стороны М1
М2
:



уравнения прямой, проходящей через две точки записывается в виде:


,


уравнение для высоты М0
М3
:



Найдём уравнение прямой М1
М2
:



Из условия перпендикулярности (k2
=-1/k1
) следует, что k2
=-1/2.


Уравнения прямой с угловым коэффициентом записывается в виде:


y-y1
=k(x-x1
),


тогда уравнение для высоты примет вид:


y+5= -(x+3)/2


или


x+2y+13=0.


Расстояние от точки М(x0
,y0
) до прямой Ax+By+c=0 находится по формуле:



Чтобы найти длину высоту, найдём расстояние от точки М0
(-3,-5) до прямойМ1
М2
, уравнение которой имеет вид 2x+y-2=0. Подставим данные в формулу(1):



Найдём координаты точек Е иF.


Для точки Е: x=-1/2; y=-7/2; E(-1/2;-7/2).


Для точки F: x=-1; y=-5/2; F(-1;-5/2).


Уравнение прямой EF:


y+7/2=-2x-1 или 2x+y+4,5=0.


9. По каноническому уравнению кривой второго порядка определить тип кривой, начертить её график. Найти координаты фокусов, вершин и центра (для центральной кривой).






(1)


Воспользуемся параллельным переносом (O’(-2,2))


(2)


Подставим (2) в (1), получим



кривая второго порядка является эллипсом.


F1
(c;0); F2
(-c;0).



т.к.



Координаты центра: O’(-2,2).



10. Преобразовать к полярным координатам уравнения линии.






1)


2)


Первое уравнение представляет собой (при любых значениях φ) полюс О. Второе – дает все точки линии, в том числе полюс,. Поэтому первое уравнение можно отбросить. Следовательно получаем:



Ответы на вопросы


4. Дайте определение обратной матрицы. Какие вы знаете способы вычисления обратной матрицы?


Матрица В называется обратной для матрицы А, если выполняется условие АВ=ВА=Е, где Е – единичная матрица. Способы вычисления обратной матрицы: 1) использование алгебраических дополнений; 2) привести исходную матрицу к ступенчатому виду методом Гаусса, после чего необходимо преобразовать её в единичную .


5. Как записывается система уравнений в матрично-векторной форме? Как найти решение системы уравнений при помощи обратной матрицы?


Система уравнений в матрично-векторной форме записывается в виде:


.


Решения системы уравнения при помощи обратной матрицы:



6. Сформулируйте, в чем состоит процедура Гаусса и для решения каких линейных задач применяется?


Процедура Гаусса используется для решения систем линейных уравнений и состоит в следующем:


Выполняются элементарные преобразования, вследствие чего можно получить два исхода:


3. получается строчка, в которой до черты стоят нули, а после – ненулевое число, тогда решения нет;


4. система приводится к лестничному виду.


Если в системе лестничного вида число уравнений совпадает с числом неизвестных, то решение единственное.


Если число уравнений меньше чем число неизвестных, то решений бесконечное множество. В этом случае неизвестные разделяются на зависимые и свободные. Число зависимых неизвестных совпадает с числом уравнений.


Задача1.




r=2; система совместима.


х 3,x4 – свободные переменные



;.


Задача2.




т.к. detA0, то матрица невырождена.


А11
=-1; А12
=-3; А13
=-1;А21
=-3;А22
=1;А23
=2;А31
=2;А32
=-1;А33
= -3.






.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Краткие сведения и задачи по курсу векторной и линейной алгебры

Слов:1236
Символов:11470
Размер:22.40 Кб.