rpd000003794 (160100 (24.05.07).С6 Вертолетостроение), страница 3

Тип: Домашнее задание

Прикрепленные файлы: Линейные пространства.doc

1.5.2. Линейные преобразования и отображения.(СРС: 2)

Тип: Домашнее задание

Прикрепленные файлы: Линейные отображения.doc

Приложение 3
к рабочей программе дисциплины
«Линейная алгебра и аналитическая геометрия »

Прикрепленные файлы

Матрицы. Действия над матрицами.doc

Занятие 1. Матрицы и действия над ними.

1.1 Вычислить

а) ; б) . Ответ: а) ; б) .

1.2. Даны матрицы , .

Найти: а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

1.3. Транспонировать матрицы:

а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

1.4. Даны матрицы , .

Найти: а) ; б) ; в) ; г) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) .

1.5. Вычислить произведения матриц:

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) ; е) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ; д) 0; е) .

1.6. Даны матрицы , . Вычислить произведения:

а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

1.7. Даны матрицы , .

Вычислить произведения: а) ; б) . Ответ: а) ; б) .

1.8. Вычислить произведения матриц:

а) ; б) ;

в) ; г) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) .

1.9. Даны матрицы , .

Найти: а) ; б) . Ответ: а) ; б) .

1.10. Найти все матрицы, перестановочные с матрицей .

Ответ: , где , – параметры, принимающие любые действительные значения.

1.11. Вычислить , если . Ответ: .

Определители.doc

Занятие 2. Определители.

2.1. Вычислить определители второго порядка:

а) ; б) ; в) ; г) .

Ответ: а) ; б) 5; в) ; г) 0.

2.2. Найти определители второго порядка:

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

2.3. Вычислить определители третьего порядка:

а) ; б) ; в) ; г) ;

д) ; е) ; ж) .

Ответ: а) ; б) 0; в) ; г) ; д) ; е) 8; ж) 87.

2.4. Найти определители третьего порядка:

а) ; б) ; в) .

Ответ: а) б) ; в) .

2.5. Не вычисляя определителей, указать, почему они равны нулю:

а) ; б) ; в) ; г) .

Ответ: а) есть нулевая строка; б) имеются два одинаковых столбца; в) первые две строки пропорциональны; г) если к третьему столбцу прибавить первый, то получим столбец, равный второму.

2.6. Вычислить определители и произведений матриц , , применяя свойство определителя произведения. Сделать проверку, вычисляя сначала произведения и , а затем определители и .

Ответ: , , .

2.7. Вычислить определители при помощи элементарных преобразований:

а) ; б) .

Указание: а) вычесть первую строку из всех строк; б) вычесть последнюю строку из всех строк и разложить определитель по первому столбцу. Ответ: а) ; б) .

2.9. Найти определители четвертого порядка:

а) ; б) . Ответ: а) ; б) 0 .

Ранг матрицы. Базисный минор..doc

Занятие 3. Ранг матрицы. Базисный минор. Системы линейных алгебраических уравнений. Условие совместности системы линейных уравнений.

3.1. По определению найти базисный минор и вычислить ранг матрицы:

а) ; б) ; в) ; г) ; д) ;

е) ; ж) ; з) .

Ответ: а) базисного минора нет, ; б) , ;

в)  , ; г) , ; д) ; ;

е) , ; ж)  , ; з) , .

В случаях б), е), ж) базисные миноры определяются неоднозначно.

3.2. Вычислить ранги матриц, приводя их к ступенчатому виду (методом Гаусса):

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) .

Ответ: а) ~ , ; б)  , ; в)  , ; г)  , ; д)  , .

Ступенчатый вид матрицы определяется неоднозначно.

3.3. Вычислить ранг матрицы методом окаймляющих миноров:

а) ; б) .

Указания: а) можно рассмотреть цепочку окаймляющих миноров:

, , , ;

б) можно рассмотреть цепочку окаймляющих миноров: ,

, , , , .

Ответ: а) ; б) .

3.4. При каждом действительном значении параметра вычислить ранг матрицы:

а) ; б) ; в) .

Указания: в) рассмотреть цепочку окаймляющих миноров: ,

, , .

Ответ: а) ; б) ; в) при , при .

3.5. В данной системе столбцов найти все максимальные линейно независимые подсистемы:

а) , , ;

б) , , , .

Указания: а) составить матрицу и найти ее базисные миноры; б) составить матрицу , убедиться в том, что .

Ответ: а) любые два столбца образуют максимальную линейно независимую подсистему данной системы столбцов; б) искомая подсистема совпадает со всей системой , , , , так как данная система столбцов линейно независимая.

Обратная матрица. Правило крамера..doc

Занятие 4. Обратная матрица. Решение систем методом обратной матрицы. Правило Крамера.

4.1. Найти матрицы, обратные к данным:

а) ; б) ; в) ; г) ; д) ; е) ;

ж) ; з) , ; и) , .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ; д) ; е) ; ж) ; з) ; и) .

4.2. Найти матрицы, обратные к данным:

а) ; б) ; в) ; г) ;

д) ; е) ; ж) ;

з) ; и) ; к) .

Ответ: а) ; б) ; в) ; г) ;

д) ; е) ; ж) ;

з) ; и) ; к) .

4.3. Доказать, что матрицы ортогональные, т.е. :

а) ; б) .

4.4. Решить матричные уравнения:

а) ; б) ;

в) , где , , ;

г) , где , , ;

д) ; е) ;

ж) ; з) ; и) .

Указания: в) уравнение преобразовать к виду , , ; г) уравнение преобразовать к виду , , .

Ответ: а) ; б) ; в) ;

г) ; д) ; е) ;

ж) ; з) ; и) .

Системы линейных уравнений.Метод Гаусса.doc

Занятие 5. Метод Гаусса решения системы линейных уравнений. Структура общего решения однородной системы.

5.1. Решить системы уравнений по правилу Крамера:

а) б) в)

г) д) е)

ж) з)

Указания: г) , ; ж) , , , ; з)  , , , , . Ответ: а) ; б) , ; в) ; г) нет решений; д)  , , ; е)  , , ; ж) , , ; з) , , , .

5.2. Решить системы уравнений методом Гаусса:

а) б) в)

г) д)

е) ж)

з) и)

Указания: г) , ;

д) ; е) ;

ж)  , .

Ответ: а) ; б) система несовместна; в) , ; г) , , ; д) система несовместна; е)  ; ж) , , ; з)  , , , ; и) , , , , . В пп."в","ж","з","и" формулы общего решения определяются неоднозначно.

5.3. Найти фундаментальную систему решений и записать структуру общего решения:

а) б) в)

г) д)

Ответ: а) , ; б) , ;

в) , , ; г) , ,

; д) , , .

Фундаментальная система решений определяется неоднозначно.

5.4. Найти фундаментальную матрицу системы уравнений:

а) б) в)

Ответ: а) ; б) ; в) фундаментальной матрицы нет. В пп."а","б" фундаментальная матрица определяется неоднозначно.

5.5. Составить однородную систему уравнений, для которой данная матрица является фундаментальной: а) ; б) .

Указания: матрица искомой системы уравнений является фундаментальной для системы . Ответ: а) ; б) Системы уравнений определяются неоднозначно.

Векторная алгебра.doc

Занятие 6. Векторы и линейные операции над векторами. Скалярное, векторное и смешанное произведения векторов.

6.1. Разложить вектор по векторам и . Ответ: .

6.2. Разложить вектор по векторам и , если известны разложения векторов , , по базису , : , , . Ответ: .

6.3. Сторонами параллелограмма служат векторы и . Разложить по векторам и векторы , , , , где – середина стороны , а точка делит сторону в отношении .

Ответ: ; ; ; .

6.4. Сторонами треугольника служат векторы и . Разложить по векторам и векторы , , , , где – середина стороны , а – точка пересечения медиан треугольника .

Ответ: ; ; ; .

6.5. Векторы , , и заданы своими координатными столбцами

, , , в некотором базисе. Показать, что векторы , , сами образуют базис пространства, и найти координаты вектора в этом базисе.

Ответ: .

6.6. Вычислить , если известно, что , , , где и – взаимно перпендикулярные векторы, причем . Ответ: .

6.7. Найти единичный вектор , коллинеарный вектору . Ответ: .

6.8. Вычислить модуль и направляющие косинусы вектора .

Ответ: ; ; ; .

6.9. Вычислить угол между векторами ; . Ответ: .

6.10. Какой угол образуют единичные векторы , , если известно, что векторы и взаимно перпендикулярны? Ответ: .

6.11. Даны векторы ; . Найти ортогональную проекцию вектора на ось, заданную вектором , и ортогональную составляющую вектора относительно этой оси, а также алгебраическое значение длины проекции вектора .

Ответ: ; ; .

6.12. Даны векторы ; ; . Найти:

а) скалярные произведения , ;

б) векторные произведения , .

Ответ: а) ; 5; б) ; .

6.13. Даны векторы ; . Разложить вектор по векторам и . Найти:

а) координаты вектора в стандартном базисе;

б) длину и направляющие косинусы вектора ;