L-13-Spring2018 (Грешнов - Лекции (1-15))
Описание файла
PDF-файл из архива "Грешнов - Лекции (1-15)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "линейная алгебра и аналитическая геометрия" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве НГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с НГУ, его также можно найти и в других разделах. .
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
ü13 â : 08.05.2018®¢¥àå®á⨠2-£® ¯®à浪 , 㤮¢«¥â¢®àïî騥 ãá«®¢¨î δ 6= 0, §ë¢ îâáï æ¥âà «ì묨. ®«ìª® ¢ í⮬ á«ãç ¥ á¨á⥬ «¨¥©ëå ãà ¢¥¨©F(x,y,z)=0,1000 a11 x0 + a12 y0 + a13 z0 + a1F2 (x0 , y0 , z0 ) = 0, ⇔ a21 x0 + a22 y0 + a23 z0 + a2a31 x0 + a32 y0 + a33 z0 + a3F3 (x0 , y0 , z0 ) = 0,= 0,= 0,= 0,(13.1)¯à¨ ¯®¬®é¨ ª®â®à®© ®¯à¥¤¥«ïîâáï æ¥âàë ¯®¢¥àå®á⨠, ¨¬¥¥â ¥¤¨á⢥®¥ à¥è¥¨¥.¥âà «ìë¥ ¯®¢¥àå®á⨠¨¬¥îâ ¥¤¨áâ¢¥ë© æ¥âà ᨬ¬¥âਨ. ®¢¥àå®áâ¨2-£® ¯®à浪 , ¤«ï ª®â®àëå ¢ë¯®«ï¥âáï ãá«®¢¨¥ranka11 a21a31a12a22a32a13a23 ≤ 2,a33 §ë¢ îâáï ¥æ¥âà «ì묨.
â ª¨å ¯®¢¥àå®á⥩ ¬®¦¥â ¨ ¥ ¡ëâì æ¥âà (á¨á⥬ (13.1) ¥á®¢¬¥áâ ), «¨¡® á¨á⥬ (13.1) ᮢ¬¥áâ , ¨ ⮣¤ â®çª¨, ïî騥áï ¥¥ à¥è¥¨ï¬¨, § ¯®«ïîâ 楫ãî ¯àï¬ãî (rank=2) ¨«¨ 楫ãî ¯«®áª®áâì(rank=1).«®áª®áâ¨, ᮯàï¦¥ë¥ ¯à ¢«¥¨î.à ¢¥¨¥ ¯«®áª®á⨠, ᮯà殮®© ¥ ᨬ¯â®â¨ç¥áª®¬ã ¯à ¢«¥¨î, ¬®¦¥â¨¬¥âì á¬ëá« ¨ ¤«ï ᨬ¯â®â¨ç¥áª®£® ¯à ¢«¥¨ï (α, β, γ ). ¢ í⮬ á«ãç ¥ ¯«®áª®áâì π ¬ë ¡ã¤¥¬ §ë¢ âì ¯«®áª®áâìî, ᮯà殮®© ¯à ¢«¥¨î (α, β, γ ).¯à¥¤¥«¥¨¥ 13.1.
§®¢¥¬ ¯«®áª®áâìLx + M y + N z + P=0(13.2)¤¨ ¬¥âà «ì®©, ¥á«¨ áãé¥áâ¢ã¥â å®âï ¡ë ®¤® ¯à ¢«¥¨¥ (α, β, γ ), ¤«ï ª®â®à®©íâ ¯«®áª®áâì ¡ã¤¥â ᮯà殮 ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠¢â®à®£® ¯®à浪 ,â. ¥.L = a11 α + a12 β + a13 γ, M = a α + a β + a γ,212223(13.3)N=aα+aβ+aγ,313233P = a1 α + a2 β + a3 γ.¢®©á⢮ 13.1.
î¡ ï ¤¨ ¬¥âà «ì ï ¯«®áª®áâì, ᮤ¥à¦¨â ¢á¥ æ¥âàë , ¥á«¨®¨ ¥áâì.12®ª § ⥫ìá⢮. ãáâì (x0 , y0 , z0 ) | â®çª , 㤮¢«¥â¢®àïîé ï ãà ¢¥¨ï¬ æ¥âà (13.1), ¯®¤áâ ¢¨¬ ¥¥ ¢ ¢ëà ¦¥¨¥ Lx + M y + N z + P , ⮣¤ , ¨á¯®«ì§ãï (13.3),¬ë ¯®«ã稬(a11 α+a12 β +a13 γ )x0 +(a21 α+a22 β +a23 γ )y0 +(a31 α+a32 β +a33 γ )z0 +a1 α+a2 β +a3 γ= α(a11 x0 + a12 y0 + a13 z0 + a1 ) + β (a21 x0 + a22 y0 + a23 z0 + a2 )+ γ (a31 x0 + a32 y0 + a33 z0 + a3 ) = 0.¥¢®©á⢮ 13.2.
®çª M,¯à¨ ¤«¥¦ é ï ¢á¥¬ ¤¨ ¬¥âà «ìë¬ ¯«®áª®áâאָ®¢¥àå®á⨠, ï¥âáï æ¥â஬ ¯®¢¥àå®á⨠.®ª § ⥫ìá⢮. ®çª M ¯à¨ ¤«¥¦¨â ¢á¥¬ ¤¨ ¬¥âà «ìë¬ ¯«®áª®áâï¬ ¯®¢¥àå®á⨠, â. ¥. ¯® ¬¥ì襩 ¬¥à¥ ¢á¥¬ ⥬ ¨§ ¨å, ª®â®àë¥ á®¯àï¦¥ë ¥ ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨¬ ¯à ¢«¥¨ï¬ ¯®¢¥àå®á⨠(¨ á।¨ ¨å ¥ ¬¥¥¥ âà¥å «¨¥©® ¥§ ¢¨á¨¬ëå ¯à ¢«¥¨© (xi , yi , 1), i = 1, 2, 3, ª ª ¬ë ¤®ª § «¨ à ¥¥), â. ¥.x1 x2x3y1y2y3 1F1 (x0 , y0 , z0 )0F1 (x0 , y0 , z0 )01F2 (x0 , y0 , z0 ) = 0 ⇒ F2 (x0 , y0 , z0 ) = 0 ,1F3 (x0 , y0 , z0 )0F3 (x0 , y0 , z0 )0®âªã¤ á«¥¤ã¥â, á¬. (13.1), çâ® â®çª M | æ¥âà ᨬ¬¥âਨ ¯®¢¥àå®á⨠.¢®©á⢮ 13.3. 10 ᫨ ¤«ï ᨬ¯â®â¨ç¥áª®£® ¯à ¢«¥¨ï¥= (α, β, γ ) áãé¥áâ¢ã¥â ¤¨ ¬¥âà «ì ï ¯«®áª®áâì á ®à¬ «ìë¬ ¢¥ªâ®à®¬ n = (L, M, N ), â®v⊥n (¯«®áª®áâì ¯ à ««¥«ì ¯à ¢«¥¨î); 20 ¥á«¨ ¯à ¢«¥¨¥ v = (α, β, γ ) ¯ à ««¥«ì® ᮯà殮®© ¥¬ã ¯«®áª®áâ¨ á ®à¬ «ìë¬ ¢¥ªâ®à®¬ n = (L, M, N ),â® ¯à ¢«¥¨¥ v = (α, β, γ ) ᨬ¯â®â¨ç¥áª®¥.v®ª § ⥫ìá⢮.
¢®©á⢮ 13.3 ¢ë⥪ ¥â ¨§ á«¥¤ãî饣® ⮦¤¥á⢠(αβL(αγ)M =Nβγ ) a11 a21a31a12a22a32 αa13a23 β .a33γ¥¢®©á⢮ 13.4. ãáâì ¯«®áª®áâìP1 ᮯà殮 ¯à ¢«¥¨î v1 = (α1 , β1 , γ1 ),¯«®áª®áâì P2 ᮯà殮 ¯à ¢«¥¨î v2 = (α2 , β2 , γ2 ). ®£¤ ¯«®áª®áâì λP1 + µP2ᮯà殮 ¯à ¢«¥¨î λv1 + µv2 , λ, µ ∈ R.®ª § ⥫ìá⢮ ¢ë⥪ ¥â ¨§ ®¯à¥¤¥«¥¨ï 13.1.
(஢¥àìâ¥!)¥3¢®©á⢮ 13.5. î¡ ï ¯«®áª®áâì P1 , ¯à®å®¤ïé ï ç¥à¥§ æ¥âà M0 æ¥âà «ì®©¯®¢¥àå®á⨠, ᮯà殮 ¥ª®â®à®¬ã ¯à ¢«¥¨î (α, β, γ ).®ª § ⥫ìá⢮. ãáâì (x0 , y0 , z0 ) | ª®®à¤¨ âë â®çª¨ M0 . à ¢¥¨¥ ¯«®áª®áâ¨P1 , ¯à®å®¤ï饩 ç¥à¥§ â®çªã M0 , ¨¬¥¥â ¢¨¤A(x − x0 ) + B (y − y0 ) + C (z − z0 ) = Au + Bv + Cw= 0,(13.4)£¤¥ A, B, C , A2 + B 2 + C 2 6= 0, | ¥ª®â®àë¥ ª®áâ âë. ®¯à®¡ã¥¬ § ¯¨á âìãà ¢¥¨¥ (13.4) ¤«ï P1 ¢ ¢¨¤¥αF1 (x, y, z ) + βF2 (x, y, z ) + γF3 (x, y, z ) = 0.ᯮ«ì§ãï ãà ¢¥¨ï, ®¯à¥¤¥«ïî騥 â®â ä ªâ, çâ®¬ë ¯®«ãç ¥¬ ⮦¤¥á⢮M0(13.5)| æ¥âà ¯®¢¥àå®á⨠,αF1 (x, y, z ) + βF2 (x, y, z ) + γF3 (x, y, z )= αF1 (x − x0 + x0 , y − y0 + y0 , z − z0 + z0 ) + βF2 (x − x0 + x0 , y − y0 + y0 , z − z0 + z0 )+ γF3 (x − x0 + x0 , y − y0 + y0 , z − z0 + z0 )= α(a11 u + a12 v + a13 w) + β (a21 u + a22 v + a23 w) + γ (a31 u + a32 v + a33 w) = 0.(13.6)§ (13.4), (13.6) ¢ë⥪ ¥â á«¥¤ãîé ï ¥¢ë஦¤¥ ï (δ 6= 0) á¨á⥬ «¨¥©ëåãà ¢¥¨©, ®¤®§ ç® ®¯à¥¤¥«ïîé ï ¯à ¢«¥¨¥ (α, β, γ ):a11 a21a31a12a22a32 a13αAa23β = B .Ca33γ ª¨¬ ®¡à §®¬, ¬ë ¤®ª § «¨, çâ® ¯«®áª®áâì P1 ¨¬¥¥â ¢¨¤ (13.5).¥®¯àï¦¥ë¥ ¯à ¢«¥¨ï.
á®¡ë¥ ¯à ¢«¥¨ï¯à¥¤¥«¥¨¥ 13.2. ¯à ¢«¥¨ï (α1 , β1 , γ1 ), v2 = (α2 , β2 , γ2 ) §ë¢ îâáï ᮯà殮묨 ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠, ¥á«¨ ¢ë¯®«¥® á«¥¤ãî饥 ãá«®¢¨¥( α1β1α2γ1 ) (A ) β = 0.12γ2¥á«®¦® ¤®ª § âì (â ª ¦¥, ª ª ¨ ¢ á«ãç ¥ ªà¨¢ëå 2-£® ¯®à浪 ), çâ® ®¯à¥¤¥«¥¨¥ (13.2) ¥ § ¢¨á¨â ®â ¢ë¡®à ä䨮© á¨áâ¥¬ë ª®®à¤¨ â.4 ¤ ®£® ¯à ¢«¥¨ï (α, β, γ ) ¥â ᮯà殮®© ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠2-£®¯®à浪 ¯«®áª®á⨠Lx + M y + N z + P = 0, ¥á«¨0 = a11 α + a12 β + a13 γ = L,0 = a21 α + a22 β + a23 γ = M,0 = a31 α + a32 β + a33 γ = N. ª®¥ ¯à ¢«¥¨¥ §ë¢ îâ ®á®¡ë¬ ¯à ¢«¥¨¥¬ ¯®¢¥àå®á⨠.¢®©á⢮ 13.6.
10 ᮡ®¥ ¯à ¢«¥¨¥ ᮯà殮® á ¬®¬ã ᥡ¥ (á ¬®á®¯à殮®¥), ¯®â®¬ã ï¥âáï ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨¬; 20 ç¨á«® «¨¥©® ¥§ ¢¨á¨¬ëå ®á®¡ëå ¯à ¢«¥¨© ¥ ¯à¥¢®á室¨â ¢¥«¨ç¨ë 3 − rank A1 ; 30 ᮡ®¥ ¯à ¢«¥¨¥ ¥ § ¢¨á¨â®â ¢ë¡®à ä䨮© á¨áâ¥¬ë ª®®à¤¨ â.®ª § ⥫ìá⢮. . 10 ®ç¥¢¨¤¥, ¯. 20 ï¥âáï ¯à®áâë¬ á«¥¤á⢨¥¬ ⥮ਨ «¨¥©®© «£¥¡àë.
30 ãáâì u = (a, b, c) | ®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥, â. ¥. A1 u = 0 ∈ R3 . ää¨ ï § ¬¥ ª®®à¤¨ â ¨¬¥¥â ¢¨¤ v = Cv + c, £¤¥ v = (x , y , z ), v = (x, y, z ),det C 6= 0, c ∈ R3 . ®£¤ ¢ ý®¢®©þ á¨á⥬¥ ª®®à¤¨ â ¯à ¢«¥¨¥ u § ¯¨áë¢ ¥âáïª ª C −1 u, ¬ âà¨æ A1 | ª ª C −1 A1 C , ¨ ¬ë ¨¬¥¥¬ C −1 A1 CC −1 u = C −1 A1 u = 0.¥à¥¤«®¦¥¨¥ 13.1.
᫨ (α1 , β1 , γ1 ) | ¥ ®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥, ⮠ᮯà殮-ë¥ ¥¬ã ïîâáï ⥠¨ ⮫쪮 â¥, ª®â®àë¥ «¥¦ â ¢ ¯«®áª®áâ¨, ᮯà殮®© ¯à ¢«¥¨î (α1 , β1 , γ1 ) ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠.®ª § ⥫ìá⢮. «®áª®áâì Lx + M y + N z + P = 0 ᮯà殮 ¯à ¢«¥¨î(α1 , β1 , γ1 ) ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠⇐⇒LMNP= a11 α1 + a12 β1 + a13 γ1 ,= a21 α1 + a22 β1 + a23 γ1 ,= a31 α1 + a32 β1 + a33 γ1 ,= a1 α1 + a2 β1 + a3 γ1 . a11L⇒ M = a21Na31a12a22a32a13α1a23 β1 a33γ1 .(13.7)¥ªâ®à (α, β, γ ) «¥¦¨â ¢ ¯«®áª®á⨠Lx + M y + N z + P = 0⇐⇒ Lα + M β + N 㮬¡¨¨àãï (13.7), (13.8), ¯®«ãç ¥¬ ¯à¥¤«®¦¥¨¥ 13.1.।«®¦¥¨¥ 13.2. ¯à ¢«¥¨¥ (λ, µ, ν ) ®á®¡®¥= 0. (13.8)¥¢¥ªâ®à (λ, µ, ν ) ¯ à ««¥«¥«î¡®© ¤¨ ¬¥âà «ì®© ¯«®áª®á⨠¯®¢¥àå®á⨠2-£® ¯®à浪 .®ª § ⥫ìá⢮. (⇒) ãáâì Lx + M y + N z + P = 0 | ¤¨ ¬¥âà «ì ï ¯«®áª®áâì,ᮯà殮 ï ¯à ¢«¥¨î (α, β, γ ).
á«®¢¨¥ ¯ à ««¥«ì®á⨠¯à ¢«¥¨ï ¥ª®â®~ γ~) á®á⮨⠢ ⮬, çâ® α~ N + βM~ +~γ N = 0. ¤à㣮© áâ®à®ë,ண® ¯à ¢«¥¨ï (~α, β,⇔5~ γ~) | ®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥, ⮥᫨ (~α, β,( α~ β~ γ~ ) (A1 ) = ( 0 0 0 ) ⇒ ( α~ β~ α( α~γ~ ) (A1 ) β =γLβ~ γ~ ) MN= 0.(⇐) ãáâì (αi , βi , γi ), i = 1, 2, 3, | ¥ª®¬¯« àë¥ ¥ ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨¥ ¯à ¢«¥¨ï ¯®¢¥àå®á⨠, áãé¥á⢮¢ ¨¥ ª®â®àëå ¬¨ à ¥¥. ®£¤ ¬ë ¨¬¥¥¬0 = (a11 αi + a12 βi + a13 γi )λ + (a21 αi + a22 βi + a23 γi )µ + (a31 αi + a32 βi + a33 γi )ν= (a11 λ + a12 µ + a13 ν )αi +(a21 λ + a22 µ + a23 ν )βi +(a31 λ + a32 µ + a33 ν )γi ,§ (13.9) á«¥¤ã¥â, çâ® aj 1 λ + aj 2 µ + aj 3 ν = 0 ¤«ï ¯à ¢«¥¨¥ (λ, µ, ν ) | ®á®¡®¥.ਬ¥à 13.1.
10 ¯®¢¥àå®á⥩ x2± px2a2 ± x2a2 ±y2qy2b2y2b2= 2z,ji = 1, 2, 3.(13.9)= 1, 2, 3, íâ® ¨ § ç¨â, ç⮥p, q > 0,= ±1,=0¥¤¨á⢥®¥ ®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥ | ¢¥ªâ®à (0, 0, 1).20 ¯®¢¥àå®á⥩½ 2y = 2px,y2 = c®á®¡ë¥ ¯à ¢«¥¨ï | ¢á¥ ¯à ¢«¥¨ï, ¯ à ««¥«ìë¥ ¯«®áª®á⨠y = 0.« ¢ë¥ ¯à ¢«¥¨ï ¯®¢¥àå®á⨠2-£® ¯®à浪 ¯à¥¤¥«¥¨¥ 13.3.
¯à ¢«¥¨¥ (α, β, γ ) §ë¢ ¥âáï £« ¢ë¬ ¯à ¢«¥¨¥¬ ¯®¢¥àå®á⨠2-£® ¯®à浪 , ¥á«¨ ®® ¯¥à¯¥¤¨ªã«ïà® ¢á¥¬ ᮯàï¦¥ë¬ ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠¥¬ã ¯à ¢«¥¨ï¬.î¡®¥ ®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥ | £« ¢®¥ (®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥ ᮯà殮® «î¡®¬ã ¯à ¢«¥¨î, ¢ ⮬ ç¨á«¥ ¨ ¥¬ã ¯¥à¯¥¤¨ªã«ï஬ã).
᫨ ¦¥ (α, β, γ ) | £« ¢®¥,® ¥ ®á®¡®¥ ¯à ¢«¥¨¥, â® ®® ¯¥à¯¥¤¨ªã«ï஠ᮯà殮®© ®â®á¨â¥«ì® ¯®¢¥àå®á⨠¥¬ã ¤¨ ¬¥âà «ì®© ¯«®áª®á⨠Lx + M y + N z + P = 0. ®£¤ , ¨á¯®«ì§ãﮯ।¥«¥¨¥ ¤¨ ¬¥âà «ì®© ¯«®áª®áâ¨, ¬ë ¯®«ãç ¥¬, çâ®LMN= a11 α + a12 β + a13 γ = λα,= a21 α + a22 β + a23 γ = λβ,= a31 α + a32 β + a33 γ = λγ.(13.10)6á类¥ £« ¢®¥ ¯à ¢«¥¨¥ 㤮¢«¥â¢®àï¥â á¨á⥬¥ ãà ¢¥¨© (13.10), ¯à¨ç¥¬¤«ï ®á®¡ëå ¯à ¢«¥¨© ¬ë ¨¬¥¥¬ λ = 0, ¤«ï ¥ ®á®¡ëå λ 6= 0.