559
.pdfРАЗДЕЛ VII
Векторuая и :lUuейuая а.иебра.
1.Дать определение координат вектора в данном базисе.
2.Дать определение операции умножения вектора на чис
ло.
3.Дать определение и перечислить основные свойства
скалярного произведения векторов.
4.Дать определение и перечислить основные свойства
векторного произведения векторов.
5.Дать определение обратной матрицы.
б. Дать определение собственных чисел и собственных
векторов линейного оператора.
7. Даны векторы а = {3;-1;4} и Ь = {1;5;2} в базисе
Т, .1, k (в декартовой системе координат). Найти:
1)сумму векторов 2а + 3 Ь;
2)скалярное произведение а· Ь;
3)векторное произведение аХ Ь;
|
|
|
|
Ь |
|
|
|
а·0 , |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ri1 и 1'1: |
|
|
|
|
|
.:\. |
J[ |
8. Даны векторы |
1~ = 3, |
11'11 = 2, |
|
|||||
|
Ш,П=-. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Построить векторы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
а = 3ri1 - 1'1; Ь = ri1 + 1'1; |
а + Ь; |
а - Ь; |
а |
3Ь |
|
|||
2 |
4 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Найти: |
|
|
|
|
|
|
|
|
а) скалярное и векторное произведения а· Ь и |
а х Ь; |
|||||||
б) lal; Ibl; 12al; |
lo,5bl; |
co~(т) |
|
laxbl; |
прьц |
S\з,ь' |
14
9. Даны точки А(О;I;I), В(2;2;1),С(I;4;5). Найти площадь
треугольника АВс. Найти длину высоты ВН.
10.Даны точки А(О;I;I), В(2;2;1), С(I;3;5), 0(0;0;1). Найти
объем пирамиды АВСО. Найти длину высоты ОН.
11.Вычислить определители:
1) |
|
1 |
5 |
|
|
2) |
|
sina |
- COSa |
|
3) |
2 |
о |
|
4) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
, |
||||||||||
|
2 |
1 |
' |
|
|
COSa |
sina |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 -1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
|
4 - |
3 |
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
О |
7 -1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 - |
2 |
|
О |
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задачу -1) реuшmь .неmодо.н сведеllllЯ опреде:mmе:IЯ k" mре
Y?O:lblIO.HY вllду.
12. Являются ли линейно зависимыми векторы:
1) а = {4' 8' - 2' }. |
ь = {- 2' -4' 3} . |
||
" |
" |
" |
, |
2)а = {1;2;-1}; Ь = {2;4;3}; с = {-1;3;3}.
Ответ обосновать.
13. Найти линейную зависимость между векторами:
1) 3 = {1', -4'2'}' Ь = {- 2'К-4}'
", ",
2)з = {1;-1;1;-1}; Ь = {1;0;1;0}; с = {1;-3;1;-3}.
14. Найти обратную матрицу А-1 ,если
l)A~(: =~) 2)A=[~ ~ ~I 3)А=[ ~ -~ ~]
1 -2 8J |
-2 4 2 |
15.Решить методом Гаусса системы уравнений:
15
|
|
|
|
|
х-2х+ х+х=О |
|
f Х1 +2Х2 |
+Х, + Х4 :2 |
||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|||
1) |
|
- |
|
2х + 4х - |
2х + Х = О |
2)l2X1 + 5Х2 |
+ Х, + 5Х4 - б |
|||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
3Х1 + 7Х2 + 2х, + БХ4 = 8 |
||
|
|
|
- Зх + 6х - |
Зх |
= О |
|
||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
3) |
|
|
Х |
1 |
+2х, +Х, +3х, +Х, =2 |
4) |
{3X+4 |
Y |
-5Z= 12 |
|||
|
|
|
|
- , . , . |
|
|
||||||
|
{2Х1 +4Х2 + 2х, +9Х4 +3х, = 5 |
|
2х3У+ 8z = 8. |
16. |
Решить систему уравнений матричным методом и по |
|||||||
|
формулам Крамера: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Х! - 2Х2 = О |
|
2) { |
х- у =-4 |
||||
|
1) { Х! + 4Х2 = 2 |
|
2х+ 3у = 17 |
|||||
17. |
Решить матричные уравнения: |
|
8: =(-4 |
|
||||
|
1) 12]Х= (3 5 2] |
2) х(5 |
9) |
|||||
|
(34 |
596 |
|
|
23 |
|
|
|
18. |
Найти ранг матрицы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 O~ |
[1 О О |
5~ |
[2 3 5 |
-3 -2~ |
|||
1) О 4 2 2) О О О |
О |
3) |
3 |
4 |
3 |
-1 -2 |
||
|
[ |
2 О О -1 |
|
5 6 -1 |
3 -5 |
|||
|
3 4 1 |
|
19.Написать уравнение плоскости:
1)проходящей через точку Мо(l; 1; 1) перпендикулярно
вектору ri = {2;2;3}.
2) параллельной оси OZ и проходящей через точки
М](2;2;0) и М2(4;0;0).
3) проходящей через точки М](1; -1 ;2), М2(2; 1;2) и
Мз(1;1;4).
20.Найти угол между плоскостями Х+ z= 6 и
x-2y+2z= 8.
21.Написать уравнение прямой, проходящей через
1)точку А(4;3;0) параллельно вектору 1= {-1;1;1};
2)точки А(-1 ;2;3) и В(2;6;-2) и найти ее направляющие
косинусы.
16
22. Написать канонические и параметрические уравнения
прямой |
|
|
Х+2 |
+31=0 |
x+y+z-11=0 |
1) {5y+zУ |
-12=0 |
2) { 2х + 3у - 3z -1 = О. |
23. Найти собственные числа и собственные векторы ли-
нейного оператора, заданного матрицей:
1) А=(~ ~) |
2 -1 1J |
[3 |
2 |
О] |
||
2) А = О |
1 |
5 |
3) А = 2 3 |
О |
||
|
[О |
О |
-1 |
О |
1 |
7 |
РАЗДЕЛ VIII
Иumегра'IЫlое исчиС:lеuие Фуuкции одиой nерелеuuой
1. Знать определение первообразной инеопределенного
интеграла ff( Х)dx = F( Х) + с.
2. Знать определение определенного интеграла и его гео
метрический смысл.
3.Знать таблицу основных неопределенных интегралов.
4.Для неопределенного и определенного интегралов знать
правило замены переменных и формулы интегрирова-
ния по частям.
5. Знать формулу Ньютона-Лейбница.
б. Найти интегралы: |
|
|
|
|
l)f~ 2)f |
Мdfз |
)f |
dx |
|
3х-1 |
|
xln 2 х |
||
5) fsin 5zdz б)f |
dx о |
7) farcsin ada |
||
|
.J1-9x- |
|
|
~1_a2 |
9) fi x2 xdx10) f e)X'dx |
11) f(x-1)e"'dx |
4) fsiпазda
cos а
8)f drj 2
1+411
12)fxlnxdx
13) f xcos2xdx |
14) f arctgtdt |
15) fln( х2 |
+1)dX |
17
16) f(х - 1)e0,odx |
|
. |
2пх |
|
|||
17) fxln xdx 18) fхsш ~x, n = consl |
|||||||
19)f х-Зdx |
20)f 2х+1 dx |
21)f |
х - 2 dx |
||||
х-5 |
4х-5 |
24) f |
х2 +5х +6 |
||||
22) f |
|
dx |
23) f о dx |
(t + 3)dt |
|||
|
х2 + х+ 2 |
х- + х - 2 |
|
|
t 2 + 4t + 13 |
||
25)f |
|
udu |
26) f |
dx |
+1) |
27) |
|
(и+1)(и- 2) |
|
2 |
|
||||
f |
|
|
(Х-1)(х |
|
|||
|
dx |
|
|
|
|
|
|
(Х-1)2(Х+2) |
|
|
|
|
|
||
28) fsin xcos 4xdx 29) fsin з tcos2 tdt |
|
30) fcos2 xdx |
|||||
31) ftg |
2 zdz |
32) fsin 2 3xdJt. |
|
|
ЗЗ)f |
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + cost |
34)f-/!- |
|
|
|
35) |
dx |
||
|
|
|
fcos" х |
||||
sш2х |
|
|
|
|
|||
36) f |
|
~os2~ о |
dx |
|
|
|
|
cos- х· sш - х |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
38) f Гxdx |
|
|
|
з |
37) f |
|
dx |
|
39) f |
х dx |
||
Гх+1 |
х+7 |
|
|
|
.Jx-1 |
||
|
|
2 |
1 |
|
|
з |
|
40) f |
y dy |
41) f .J1+tdt |
|
42) f~Х-1dХ |
|||
~1-у2 |
О |
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
18
1[
о |
2 |
4 |
2 |
|
43) f dx |
|
|||
44)f dx |
45) fsin |
cpdcp |
||
|
cog2 х |
2х-1 |
о |
|
|
1[ |
1 |
|
|
46) f1 |
.J1- х2 dx |
|
|
|
1 |
|
|
|
7. Вычислить площади фигур, ограниченных линиями:
1) У = VX, У = О, х = 1, х = 2;
2)у= х -2х-8, У= -2х +х-2;
2
3)у=6-х-2Х, у=х+2;
4)у = 3 - ж; у + Х = 9;
5)у=-3, х+у=4;
х
-х |
У= О, х= 1, |
х= 2. |
6) У= е , |
19
РДЗДЕЛIХ
Обыкuовеuuые диффереuциа;lьuые уравuеuия
1. Найти общее решение дифференциального уравнения (или решить задачу Коши):
1) ydy = e·'·dx |
|
2) xdy = ydx |
3) |
|
dy |
dx |
|
||||
|
|
, |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
cos- У = xln х |
|
||
4) |
dy = xe·'·dx |
|
|
|
|
|
|
|
6) |
dy = ytgx |
|
|
JY |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
7)у' = lnx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8) sin xcosydx - |
cosxsin ydy = О |
|
9) у' - sin х· у = о |
||||||||
10) (1 +S2 }il-.J!d\· = о,S = s(t) |
|
11)y'tgх= у, ~;) = 1 |
|||||||||
|
d1' = -k(1' - г) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
12) |
dl |
|
" |
' (7;) |
, (. ,k - |
пост. величины) |
|||||
|
{ 1'(0) = 7;) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13)у'=У+cos 2Y , |
14)ху'=х-у, |
15)У'=У[1+ |
,х2 ,1 |
||||||||
|
х |
|
х |
|
|
|
|
|
х |
|
х- + у- ) |
16) (1- s)dl +ld\· = о, S = s(t) |
|
17) |
2x2dy= (х2 + y2)dX, |
||||||||
18) xy'=yln |
|
, у(1)=1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
||
|
|
|
19) у' +2ху= хе |
||||||||
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
-х |
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20) у'+ У = х2 |
|
|
21) у" = aгclgx |
|
22) ху" + у' = о |
||||||
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y+ytg X=_l_, |
|
|
У= |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
co~ х' |
|
|
||||
23) |
|
|
cosx |
24) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{ у(о) = о
20
25) |
у" tg У = 2(у')2 |
|
|
2 |
|
|
d S = 9 _ k ds |
|
27) |
dt 2 |
dt |
|
{ S(O) = s'(О) = О |
26) ху" - у' = х'
tix dx
-----2х=0
28) df2 dt
{х(0)=0.5, Х(0)=-5
g, k -- постоянные величины;
d 2 x |
dx |
+ 9х = О |
30) у"-2у'+10у=0 |
29) -- - 6 - |
|||
dt2 |
dt |
|
|
|
|
|
|
tix |
|
dx |
|
|
у" - 2у' + У = х + 1 |
|
|
3 1) |
|
df2 |
- 4 dt + 4х = О |
|
|
||||||
|
|
|
{ |
х(0)=3, Х(0)=-1 |
|
{yl.,o 11 = 2,у 10'011 =-3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
33) у" - 4у' + Зу= Зе2х |
34) у" - |
5у' + 6у = 3~X + 4хе'" |
|||||||||
35)у" -2у' + у= 1+х |
|
36) у" - |
4у' = 12х 2 + 2х - |
1О |
|||||||
37)у" -4у' +5у = 5х2 |
-3х+8 38)у" + 4у' + 8у = 20sin 2х |
||||||||||
39) |
у" - 9У = 3 |
|
40) у" - у' = 1 |
41) |
|||||||
У |
" |
- |
2' |
1 |
-х |
|
|
|
|
|
|
|
|
У = |
|
|
|
|
|
|
|||
42) |
у" - 3у' + 2у = 2х2 |
- 3 |
43) у" - 5у' + 4у = еХ |
|
|||||||
44) |
y"-4у'+4у=е2Х |
|
45) у" + 2у' + У = cosx |
|
|||||||
46) |
у" - 2у' + 2у = 5 sin х |
47) у" + У = 2cosx |
|
2. Показать, что общее решение уравнения гармонических
колебаний
х+а2 х = О
может быть представлено в виде
х= Asin(а t+ ер), где А, ер - произвольные постоянные.
3. Найти общее решение уравнения упругих колебаний без учета сил сопротивления при наличии периодической
внешней силы
Х+а2 х=аsiПШl.
Использовать запись общего решения из задачи 2.
21
РАЗДЕЛ Х
Двойиые ииmегран,
Изменить порядок интегрирования:
2 8-х
fdx f f(x, y)dy,
оЗх
1 |
2х |
3 |
З-х |
|
fdx f f(x, y)dy + fdx |
f |
f(x, y)dy |
||
о |
о |
1 |
О |
|
Перейти к полярной системе координат в интегралах:
2 |
х |
|
~1-x2 |
||
1) fdx ff(x, y)dy |
2) fdx |
f |
f(x, y)dy |
||
о |
о |
-1 |
ff |
О |
|
Вычислить двойной интеграл |
(х + y)dxdy, где об- |
||||
|
|
|
о |
|
|
ласть J) ограничена линиями х = О, |
У = 1, х = у2 . |
Используя двойные интегралы, вычислить:
1)площадь фигуры, ограниченной линиями
у= 2Гх, у = Гх, х = 4
2)объем тела, ограниченного поверхностями
z = х2 + у2, z = О, У = О, У = Зх, х = 2;
3)массу прямоугольной пластины со сторонами АО=4,
ОВ=3, поверхностная плотность которой меняется про
порционально расстоянию до стороны ОА с коэффици
ентом пропорциональности k=2;
4)координаты центра масс однородной пластинки, об
ласть |
J) |
которой |
ограничена |
линиями |
у = Гх, у = О, |
х = 1. |
|
|
22
Указание. Координаты центра масс находят по Форму-
. |
Sy |
Sx |
лам. Хс = $'Ус = $'где ,S- площадь пластинки, |
||
Sx = ff ydxdy, |
Sy = ff xdxdy - статические мо |
оО
менты площади относительно осей координат.
РАЗДЕЛ XI
КривО:lИиейиые, nоверхиОСnlllые иитегран, и Э:lелеuты
теории nО:IЯ
1. Знать определения скалярного и векторного полей.
2. Знать определения операторов Гамильтона и Лапласа:
Оператор Гали:lьтоuа в декартовой системе координат
~ с.' |
с.. |
с k' |
v=-I+-J+- |
||
сХ |
су |
cz |
Оператор Лаn:шса в декартовой системе координат
,,2 ,,2 ,,2
д=v·v=v2=~+~+~
,,--) ,,2 ,,-)'
схсу се
Оператор Лаn:шса от ска'IЯРUОЙ Фуuкции и
в декартовой системе координат (х,у, z)
,,2и |
,,2и |
,,2и |
дu=v2u=~+~+~ |
||
,,--) |
,,2 |
,,-) |
сх- |
су |
се |
в цилиндрической системе координат (Р;ер;z) в предположении, что U = и(р)
2 |
(Р~и) |
ди= V U(p) = ~:; |
|
р ер |
ер |
в сферической системе координат (г; ер; 8) в
предположении, что U = и(г)
23