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

Математика-2

.PDF
Скачиваний:
23
Добавлен:
22.05.2015
Размер:
253.16 Кб
Скачать

МАТЕМАТИКА

Часть 2

ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тамбовский государственный технический университет

МАТЕМАТИКА

Часть 2

Учебные задания для студентов 1 курса инженерных и экономических специальностей

Тамбов Издательство ТГТУ

2004

УДК 51(07) ББК В11я73-5

М34

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

Рецензент

Доктор физико-математических наук, профессор

А.И. Булгаков

Составители:

А.В. Медведев, В.А. Попов, И.В. Петрова, А.В. Урусов, А.В. Щербакова

М34 Математика: Учебные задания. Ч. 2 / Сост.: А.В. Медведев, В.А. Попов, И.В. Петрова, А.В. Урусов, А.В. Щербакова. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 24 с.

Учебное издание охватывает следующие разделы учебных программ для технических и экономических специальностей: «Матрицы. Определители. Системы линейных алгебраических уравнений», «Линейная алгебра», «Векторная алгебра», «Аналитическая геометрия на плоскости» и «Аналитическая геометрия в пространстве». Предложенные задачи являются типовыми, предназначены для аудиторной и самостоятельной работы студентов, а также могут служить основой при составлении вариантов проверочных заданий.

Предназначено для студентов 1 курса инженерных и экономических специальностей.

УДК 51(07) ББК В11я73-5

©Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2004

Учебное издание

МАТЕМАТИКА

Часть 2

Учебные задания

Составители: МЕДВЕДЕВ Александр Васильевич, ПОПОВ Вячеслав Александрович, ПЕТРОВА Ирина Владимировна, УРУСОВ Александр Иванович, ЩЕРБАКОВА Антонина Васильевна

Редактор В.Н. Митрофанова Инженер по компьютерному макетированию Т.А. Сынкова

Подписано к печати 27.12.2004 Формат 60 × 84 / 16. Бумага газетная. Печать офсетная

Гарнитура Тimes New Roman. Объем: 1,39 усл. печ. л.; 1,2 уч.-изд. л.

Тираж 500 экз. С. 903

Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета

392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

МАТРИЦЫ. ОПРЕДЕЛИТЕЛИ. СИСТЕМЫ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ

1 Даны матрицы А, В, С и число q. Вычислить

 

 

 

 

1)

B A ; 2) det (B A) ; 3) A B ; 4) A B +q C ; 5) det C ; 6)

A ; 7) A1 , если

 

1

1

2

1

2

3 3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

q = −3 , A = 2

3 ,

 

 

 

 

 

 

C = −2 3

 

3 ;

B =

4

 

 

,

 

 

 

 

 

3 1

 

7

 

 

 

 

7

2

 

 

 

 

 

 

7

 

4

 

2

3

4

3 6

8

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

q = 2 , A = 1

2 ,

 

 

 

 

 

C = −5 4

5 ;

B =

5

1 3

,

 

 

 

 

 

 

7

 

8

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

5

3

 

 

4 1

3

7

9

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

q = −2 , A = 6

1 ,

B =

 

 

 

 

, C = −5 4

 

8 ;

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

2 7

4

 

3

4

 

 

7

1

3

3 2

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

q = 3 , A = 2

3 ,

 

 

 

 

 

C = −6 5

2 ;

B =

4

3

,

 

 

 

 

2

 

2

4

 

 

1

6

 

 

 

 

 

 

3

 

 

4

5

 

 

3

2

1

4

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

q = −1 , A = 3

2 ,

B =

 

 

 

 

C = −4 5

 

2 ;

 

3

4

,

 

 

 

 

 

 

7

 

 

4

 

2

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

5

 

6

2

1

 

7 5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е)

q = −4 , A = −1

6 ,

B =

 

 

 

,

C = 9

2

6 .

 

4

 

 

 

 

 

5

4

 

 

6

9

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

7

 

 

2 Вычислить определитель матрицы А двумя способами: 1) получением нулей в i-й строке и разложением по элементам этой строки; 2) получением нулей в j-м столбце и разложением по элементам этого столбца, если

 

2

4

 

3

 

3

 

 

 

4

3

 

2

 

2

 

 

а) i = 2, j = 3,

 

 

 

 

;

A =

2

1

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

4

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

1

 

4

 

 

 

 

 

1

2

 

1

 

1

 

 

 

 

б) i = 3, j = 1,

 

 

 

 

;

 

A =

4

2

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

4

4

 

 

 

 

 

 

 

3

4

1

1

 

 

 

 

 

 

 

в) i = 4, j = 2,

 

 

 

;

 

 

 

A =

3

2

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

 

3

2

 

 

 

3

3

2

2

 

 

г) i = 2, j = 3,

 

 

 

A =

4

1

 

4

 

2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

1

1

 

 

 

2

2

2

2

 

 

д) i = 3, j = 1,

 

 

;

A =

4

3

4

3

 

 

 

 

 

 

 

3

1

4

4

 

 

 

 

 

 

 

3

3

2

3

 

 

 

 

4

1

1

1

 

 

е) i = 1, j = 4,

 

 

 

A =

4

2

4

2

.

 

 

 

 

 

 

1

4

2

2

 

 

 

 

 

 

3 Решить следующие системы линейных алгебраических уравнений тремя способами (методом Гаусса, методом Крамера, матричным методом):

5x +3y +5z =12,

а) 7x 5y 7z = −20, б)8x 3y 9z = −14;

6x 3y +8z =−12, г) 2x +7y 6z =54, д)

2x +9y 8z =68;

9x +5y +8z = −5, ж) 7x +4 y +6z = −4,

9x 9 y 4z =13.

8x 5y 7z = 7 ,3x +4 y 6z = 22,

7x +4 y +5z = −30;

2x 3y +3z = 4,3x +5y +2z =−25,

5x 9y 3z = 44;

4

Решить матричное уравнение A X = B

а)

7

4

,

28

9

; б)

2

3

,

A =

 

B =

 

A =

 

 

3

1

 

9

1

 

5

4

 

3x 4 y 7z = −4, в) 9x +2 y +6z = −8,4x +7 y +9z =19;

4x +3y +7z = −38, е) 5x +2y +4z =8,

7x +4y +9z = −56;

, где А, В, Х– матрицы, если

4

7

 

;

B =

3

7

 

 

 

 

 

3

2

 

10

11

 

2

3

3

 

11 9

13

 

в)

,

; г) A=

 

3

5

2 ,

B=

 

9 8

12

;

A =

 

B =

 

 

4

3

 

2

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 9

 

 

 

14 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

19

 

 

4

7 7

 

 

20

25 18

 

д)

 

5

3 7

 

,

B =

 

10

26 15

 

;

A =

 

 

 

 

 

4

3 6

 

 

 

 

10

22 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 4

9

 

 

6

38 10

 

 

е)

 

4 5

8

 

,

 

 

47

10 13

 

;

 

A =

 

 

B =

 

 

 

 

3 4

5

 

 

 

 

14

26 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

7

5

 

 

 

34

6

17

ж)

 

5

8

2

 

,

B =

 

23 15

4

 

A =

 

 

.

 

 

3

5

3

 

 

 

 

23

5

11

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Найти решения следующих систем уравнений:

2x 3y +4z =13,

а) 2x +5y +2z = −3,2x 2 y +3z = 6,

3x +3y 4z = −8,

 

4x 3y +2z = −15,

б)

 

4x + y +5z = −1,

 

 

 

3x +2 y + z = 6,

 

 

2x +4 y 3z =14,

 

 

3x +3y 2z = 0,

в) 2x +4 y +3z =13,7x 7 y +4z = −2,

5x 2 y +2z = −4,

г)

е)

з)

к)

 

5x +2 y +3z = 4,

2x 3y +2z 5w = −8,

 

 

 

 

3x +3y + z = −1, д)

 

5x 2 y 5z +3w =3,

 

 

x +2 y + z = 0,

 

3x +7 y +3z +4w =11,

 

 

 

 

 

 

6x +3y +4z =5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x 4 y +3z 2w = −1,

 

2x +3y 6z 4w =11,

 

 

 

 

 

 

 

3x 2 y 2z 4w = −3, ж)

3x +4 y +10z 2w =9,

 

 

 

 

 

 

 

5x +7 y 4z +3w =5,

 

4x 3y 8z +3w = −5,

 

4x +8y +3z 2w =8,

 

 

3x +2 y +4z +4w = 7,

 

 

 

+4 y +5z 3w

= −1,

 

3x +2 y 4z +3w =11

 

и)

2x

 

 

4x

+3y +3z +2w

= −6,

 

 

 

 

2x +5y +7z +2w = 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x +4 y +3z 3w = 0,

2x +3y +4z +5w =3,

 

 

 

 

 

 

3x +2 y +2z +4w = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x 2 y +3z 2w =5,

 

 

 

 

 

4x 9 y +5z +3w = 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейная алгебра

1Образует ли множество векторов на плоскости, начала которых находятся в начале координат, а концы – в пределах первой четверти, линейное пространство (с обычными операциями)?

2Образует ли линейное пространство множество всех векторов на плоскости с исключением векторов, параллельных некоторой заданной прямой?

3Рассмотрим совокупность P одних положительных вещественных чисел. Введем операции по следующим правилам: под «сложением» двух чисел будем понимать их обычное умножение, а под про-

изведением элемента r P на вещественное число λ будем понимать (обычное) возведение числа r в степень λ. Является ли Р с указанными операциями линейным пространством?

4Может ли линейное пространство состоять: 1) из одного вектора; 2) из двух различных векторов?

5Задано множество всевозможных упорядоченных систем действительных чисел (x1; x2; ...; xn), (y1; y2; ...; yn), (z1; z2; ...; zn), ... . Сумма двух любых элементов определяется равенством (x1; x2; ...; xn) + (y1; y2;

...; yn) = = (x1 + y1; x2 + y2; ...; xn + yn), а произведение любого элемента на любое действительное число – равенст-

вом λ(x1; x2; ...; xn) = (λx1; λx2; ...; λxn). Доказать, что это множество является линейным пространством.

6Образует ли линейное пространство множество всевозможных упорядоченных систем действи-

тельных чисел вида (x1; x2; 0; 0), (y1; y2; 0; 0), (z1; z2; 0; 0), ... . Сложение элементов и умножение элементов на действительное число определяется так же как в задаче 5.

7Образует ли линейное пространство множество всевозможных упорядоченных систем действи-

тельных чисел вида (x1; x2; 1; 1), (y1; y2; 1; 1), (z1; z2; 1; 1), ... . Сложение элементов и умножение элементов на действительное число определяется так же как в задаче 5.

8Является ли линейным пространством множество всех многочленов не выше второй степени.

9Является ли линейным пространством множество всех многочленов второй степени.

10Заданы функции f1(x), f2(x), f3(x), ... . Является ли множество этих функций линейным пространством, если эти функции образуют:

а) совокупность всех непрерывных функций на отрезке [a, b];

б) совокупность всех дифференцируемых функций на отрезке [a, b]; в) совокупность всех элементарных функций.

11Образует ли линейное пространство множество всех квадратных матриц размера 2 × 2. Сложение элементов и умножение элементов на действительное число определяется по правилам проведения линейных операций над матрицами.

 

 

 

 

Образует ли линейное пространство множество всех квадратных матриц вида

x

0

 

,

y

0

 

,

 

 

12

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

0

x2

 

 

0

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

0

 

, … . Сложение элементов и умножение элементов на действительное число определяется по

 

1

 

 

 

0

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правилам проведения линейных операций над матрицами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Образует ли линейное пространство множество всех квадратных матриц вида

x

1

 

,

y

1

 

,

 

 

13

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

1

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

1

 

, … . Сложение элементов и умножение элементов на действительное число определяется по

 

1

 

 

 

1

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правилам проведения линейных операций над матрицами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

Доказать, что множество всех решений системы линейных однородных

уравнений

a x +b y +c z = 0,

образует линейное пространство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 x +b2 y +c2 z = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15Из линейного пространства исключен вектор x. Может ли полученное после этого исключения множество векторов являться линейным пространством.

16Доказать, что если среди векторов x, y, z, ... имеется нуль-вектор, то рассматриваемые векторы линейно зависимы.

17Рассматривается линейное пространство многочленов не выше второй степени. Являются ли

векторы

Р1

=

1

+

2t

+

3t2,

Р2

=

2

+

3t

+

4t2,

Р3 = 3 + 5t + 7t2 линейно зависимыми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18Рассматривается линейное пространство многочленов не выше второй степени. Являются ли векторы Р1 = 1 + 2t2, Р2 = 1 + 3t, Р3 = 4 + t линейно зависимыми.

19Рассматривается линейное пространство квадратных матриц второго порядка. Являются ли век-

торы e1

1

4

, e2

0

1

, e3

3

1

, e4

2

0

линейно зависимыми.

=

 

 

 

=

 

 

=

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

6

 

 

 

3

1

 

 

2

0

 

 

 

1

1

 

 

20 Рассматривается линейное пространство квадратных матриц второго порядка. Являются ли век-

торы e1

1

1

, e2

0

1

,

e3

1

2

, e4

4

3

линейно зависимыми.

=

 

 

=

 

 

=

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

3

1

 

 

 

5

2

 

 

 

1

1

 

 

21 Выяснить, будут ли векторы а1 = (1, 0, 1), а2 = (1, 1, 2), а3 = (2, 1, 2) линейно зависимыми или линейно независимыми.

22 Выяснить, будут ли векторы а1 = (1, 1, 1, 1), а2 = (1, 2, 1, 2),

а3 = (3, 1, 3, 1), а4 = (0, 1, 0, 1) линейно зависимыми или линейно независимыми.

23Доказать, что система векторов, содержащая два равных вектора, линейно зависима.

24Найти все значения λ, при которых вектор b = (7, –2, λ) линейно выражается через векторы а1 = (2, 3, 5), а2 = (3, 7, 8), а3 = (1, –6, 1).

25Найти разложение вектора x в базисе векторов p, q, r, если:

а) x = {–2, 4, 7}, p = {0, 1, 2}, q = {1, 0, 1}, r = {–1, 2, 4};

 

 

 

 

 

б) x = {6, 12, –1}, p = {1, 3, 0}, q = {2, –1, 1}, r = {0, –1, 2};

 

 

 

 

 

в) x = {1, –4, 4}, p = {2, 1, –1}, q = {0, 3, 2}, r = {1, –1, 1};

 

 

 

 

 

г) x = {–9, 5, 5}, p = {4, 1, 1}, q = {2, 0, –3}, r = {–1, 2, 1}.

 

 

 

 

 

26

Рассматривается линейное пространство многочленов не выше второй степени. Найти коорди-

наты

многочлена

Р

=

 

8

+

2t

+

6t2

в

базисе

Р1 = 1 + t + t2, Р2 = 1 + t, Р3 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

Рассматривается линейное пространство многочленов не выше третьей степени. Найти коорди-

наты многочлена Р = 4 – 3t + 3t2 + t3 в базисе

Р1 = 1 + t + t2 + t3,

Р2 = 1 + t + t2, Р3 = 1 + t,

Р4 = 1.

28

Рассматривается линейное пространство квадратных матриц второго порядка. Найти координа-

 

1

4

в базисе e1

0

0

0

0

0 1

1 1

 

 

ты матрицы e =

 

=

, e2 =

, e3

=

, e4

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

8

 

0

1

1

1

1 1

1 1

 

 

29

Рассматривается линейное пространство квадратных матриц второго порядка. Найти координа-

 

3

7

в базисе e1

2

1

0

1

1

2

2 0

 

 

ты матрицы e =

 

=

,

e2 =

,

e3 =

,

e4 =

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

14

 

0

6

1 2

2

0

 

4 1

 

 

30

Выяснить, какие из преобразований (операторов) Аx являются линейными и для линейных пре-

образований векторов x = (x1, x2, x3) найти их матрицу:

 

 

 

 

 

 

а) Аx = (x2 + x3, 2x1 + x3, 3x1 x2 + x3);

б) Аx = (x1, x2 + 1, x3 + 1).

 

 

 

31

Будут ли линейными операторами в пространстве всех многочленов от t:

 

 

 

а)

умножение на t;

б)

умножение на t2;

в) дифференцирование.

 

 

 

 

 

 

 

 

32

Будут ли линейными операторами в пространстве квадратных матриц:

 

 

 

 

 

 

 

а) умножение матрицы на элемент матрицы а11;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) умножение матрицы на наибольший элемент матрицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

В четырехмерном линейном пространстве рассматривается линейное преобразование А. Напи-

сать это преобразование в координатной форме, если Ае1 = е3 + е4,

Ае2 = е1 + е4, Ае3 = е2 + е4,

Ае4 = е2

+ е3.

 

Пусть в базисе е1, е2, е3 заданны линейно независимые векторы а1, а2, а3. Найти линейное преоб-

 

34

разование,

 

 

переводящее

 

векторы

 

 

а1,

 

 

а2,

 

 

а3

соответственно в

b1,

b2,

b3, если

а1

= (2, 3,

5), а2

=

(0,

1,

2),

а3

=

(1,

0,

0),

b1 = (1, 1, 1), b2 = (1, 1, –1), b3 = (2, 1, 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

Найти линейное преобразование, переводящее векторы а1 = (2, 0, 3), а2 = (4, 1, 5),

а3 = (3, 1, 2)

со-

ответственно

 

в

 

векторы

b1

 

=

 

(1,

 

 

2,

 

–1),

b2 = (4, 5, –2), b3 = (1, –1, 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

Пусть в базисе е1, е2, е3 задан вектор x = (6, 1, –3). Найти координаты

вектора

x в

базисе

век-

торов

e'1,

e'2,

e'3,

 

если

e'1

=

е1

+

 

е2

+

 

2е3,

e'2 = 2е1 е2, e'3 = –е1 + е2 + е3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

Пусть в базисе е1, е2, е3 задан вектор x = (1, 2, 4). Найти координаты

вектора

x в базисе векто-

ров

 

 

 

e'1,

 

e'2,

e'3,

 

если

e'1

=

е1

+

 

е2

+

 

3е3,

e'2 = 1,5е1 е2, e'3 = –е1 + е2 + е3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

Найти характеристические числа и собственные векторы линейного преобразования с матрицей

 

6

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

Найти характеристические числа и собственные векторы линейного преобразования с матрицей

 

2

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

Найти характеристические числа и собственные векторы линейного преобразования с матрицей

 

4

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторная алгебра

1 По данным векторам a и b построить следующие векторы: 1) 2a; 2) –0,5b; 3) 3a + 0,25b; 4) 0,5a – 3b.

2Даны: |a| = 13, |b| = 19 и |a + b| = 24. Вычислить |a b|.

3Даны: |a| = 11, |b| = 23 и |a b| = 30. Вычислить |a + b|.

4Даны вершины А(3, 2, –5), В(1, 4, 3) и С(–3, 0, 1) треугольника. Найти координаты середин его сторон.

5Даны вершины А(2, –1, 4), В(3, 2, –6) и С(–5, 0, 2) треугольника. Вычислить длину медианы, проведенной из вершины А.

6Даны три вершины А(3, –1, 2), В(1, 2, –4) и С(–1, 1, 2) параллелограмма. Найти его четвертую вершину D.

7Отрезок прямой, ограниченный точками А(–1, 8, 3) и В(9, –7, 2) разделен точками на пять равных частей. Найти координаты этих точек.

8 Определить при каких значениях α и β векторы a = {–2, 3, β} и b = {α, –6, 2} коллинеарны.

9Проверить, что четыре точки А(3, –1, 2), В(1, 2, –1), С(–1, 1, 3) и D(3, –5, 3) служат вершинами трапеции.

10Даны два вектора a = {3, –2, 6} и b = {–2, 1, 0}. Определить координаты следующих векторов:

1)

a + b;

2)

a b;

3)

2a;

4) 2a + 3b;

5) 0,5a b.

11

Даны два вектора a = {2, 4, 3} и b = {–1, 5, 8}. Определить координаты следующих векторов:

1)

a + b;

2)

a b;

3)

3a;

4) a + 2b;

5) 0,5a – 3b.

12

Векторы

a

и

b

образуют

угол

ϕ =

 

π

;

 

зная,

 

что

|a|

=

3

и

|b|

=

4,

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вычислить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ab; 2) a2; 3) b2; 4) (a + b)2; 5) (3a + 2b)(a b); 6) (a b)2.

 

 

 

 

 

 

 

13

Векторы

a

и

b

образуют

угол

ϕ =

2π

;

зная,

 

что

|a|

=

5

и

|b|

=

3,

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вычислить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ab; 2) a2; 3) b2; 4) (a + b)2; 5) (3a + 2b)(a b); 6) (a b)2.

 

 

 

 

 

 

 

14

Даны векторы a = {4, –2, –4} и b = {6, –3, 2}. Вычислить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ab; 2)

a2 ; 3)

b2 ; 4) (2a – 3b)(а + b); 5) (a + b)2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Даны векторы a = {2, 4, 4} и b = {2, –6, 3}. Вычислить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ab; 2)

a2 ; 3)

b2 ; 4) (3a + 2b)(а b); 5) (a b)2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

Даны вершины четырехугольника А(1, –2, 2), В(1, 4, 0), С(–4, 1, 1) и D(–5, –5, 3). Доказать, что

его диагонали АС и ВD взаимно перпендикулярны.

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Вычислить

проекцию

вектора

 

=

{5,

2,

5}

 

на

 

ось

 

вектора

b = {2, –1, 2} и найти косинус угла между этими векторами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Вычислить

проекцию

вектора

 

a

=

{6,

3,

2}

 

на

 

ось

 

вектора

b = {2, 2, 1} и найти косинус угла между этими векторами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Даны вершины А(–1, –2, 4), В(–4, –2, 0) и С(3, –2, 1) треугольника. Определить его внутренний

угол при вершине В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

Даны три вектора a = {2, –1, –3}, b = {1, –3, 2} и с = {3, –4, 12}. Найти вектор x, удовлетворяю-

щий условиям: xa = –5, xb = –11, xc = 20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Определить и построить вектор c = a × b, если:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) a = 3i, b = 2k; 2) a = i + j, b = i j; 3) a = 2i + 3j, b = 3j + 2k.

 

 

 

 

 

 

 

22

Раскрыть скобки и упростить выражения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)i × (j + k) – j × (i + k) + k × (i + j + k);

2)(a + b + c) × c + (a + b + c) × b + (b c) × a;

3)(2a + b) × (c a) + (b + c) × (a + b);

4)2i (j × k) + 3j (i × k)+ 4k (i × j).

23

Векторы

a и b образуют

угол

ϕ =

2π

; зная, что |a| = 1 и |b| = 2,

 

 

 

 

 

3

 

вычислить:

 

 

 

 

 

1)

|a × b|2;

2) |(3a + 2b) × (a b)|2;

3) |(a + 3b) × (3a b)|2.

24

Даны векторы a = {3, –1, –2} и b = {1, –2, –1}. Вычислить:

1) a × b; 2) (2a + b) × b; 3) (3a + 2b) × (а – b).

25

Даны векторы a = {1, 1, –3} и b = {3, 2, 0}. Вычислить:

1) a × b; 2) (a + 3b) × b; 3) (a + 2b) × (а – 3b).

26

Построить параллелограмм на векторах a = 2j + k и b = i + 2k и вычислить его площадь и высоту.

27

Даны вершины А(1, –2, 8), В(0, 0, 4) и С(6, 2, 0) треугольника. Вычислить его площадь и длину

высоты, опущенной из вершины В на сторону АС.

 

 

 

28

Даны вершины А(1, –1, 2), В(5, –6, 2) и С(1, 3, –1) треугольника. Вычислить его площадь и длину

высоты, опущенной из вершины В на сторону АС.

 

 

 

29

С помощью векторного произведения выяснить, коллинеарны ли векторы a = {1, 0, 3} и b = {2, 0,

6}.

 

 

 

 

 

 

30 Векторы a, b и с, образующую правую тройку, взаимно перпендикулярны. Зная, что |a| = 4, |b| = 2 и |с| = 3, вычислить abс.

31 Вектор с перпендикулярен к векторам a и b, угол между векторами a и b равен 30°. Зная, что |a| = 6, |b| = 3 и |с| = 3, вычислить abс.

32 Даны три вектора a = {0, 1, –3}, b = {3, 2, 1}, с = {1, 3, 2}. Вычислить abс. 33 Установить, компланарны ли векторы:

a = {2, 3, –1},

b = {1,

–1, 3},

с = {1, 9, –11};

 

 

 

 

 

 

 

 

a = {1, 1, –3},

b = {0,

1, 0}, с = {1, 1, 1};

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = {2, –1, 2},

b = {1,

2, –3},

с = {3, –4, 7}.

 

 

 

 

 

 

 

 

34

Доказать,

что

четыре

точки

А(1,

2,

–1),

В(0,

1,

5),

С(–1,

2,

1),

D(2, 1, 3) лежат в одной плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

Вычислить объем пирамиды, вершины которой находятся в точках А(5, 2, 0),

В(2, 5, 0),

С(1, 2,

4), D(0, 0, 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

Даны вершины

пирамиды:

А(2,

3,

1),

В(4,

1,

–2),

С(6,

3,

7),

D(–5, –4, 8). Найти длину

высоты, опущенной из вершины D.

 

 

 

 

 

 

ПРЯМАЯ НА ПЛОСКОСТИ

1В треугольнике АВС составить уравнения медианы и высоты, проведенных из вершины А. А(–4; 2), В(–7; 7), С(–13; –13).

2В треугольнике АВС составить уравнение прямой, проходящей через вершину А перпендикуляр-

но медиане ВМ. А(0; 4), В(2; 6), С(8; –2).

3В треугольнике АВС найти проекцию вершины В на сторону АС. А(2; 4), В(4; 10), С(6; –2).

4 Составить

уравнения

прямых,

проходящих

через

точку

А(2; 1):

 

 

 

 

 

а) параллельно прямой 3x + 2y – 5 = 0;

 

 

 

б) перпендикулярно прямой A(2; 1)

3х + 4у – 2 = 0.

 

 

 

5Зная координаты вершины A(1; 3) треугольника АВС и уравнения двух его медиан х – 2у + 1 = 0;

у– 1 = 0 составить уравнения всех сторон треугольника.

6Пусть стороны АВ, ВС и АС треугольника АВС лежат на прямых, имеющих следующие уравнения: х + у + 1 = 0; х + 6у + 1 = 0. Составить уравнения высоты, проведенной из вершины А.

7Пусть стороны АВ, ВС и АС треугольника АВС лежат на прямых, имеющих следующие уравнения: 2х + у – 2 = 0; 5х + у – 2 = 0; x = 1. Написать уравнение медианы, проведенной из вершины В.

8Найти точку В* симметричную точке В(3; 5) относительно прямой, проходящей через точки А(0; 1) и С(8; –3).

9 Даны

координаты

вершин

четырехугольника

АВСD:

А(0; 1),

В(3; 6), С(8; 2), D(5; –2). Найти угол между диагональю АС и стороной АD.

 

 

10 Даны

вершина А(2;

6) треугольника

АВС и уравнения

высот y

= x

и y = –2x, проходящих через вершины В и С. Написать уравнение стороны ВС треугольника АВС.

 

11Одна из сторон квадрата лежит на прямой 3x + 2y – 7 = 0, а координаты одной из вершин квадрата A(–2; 3). Найти площадь этого квадрата.

12Одна из вершин квадрата А(1; 2) лежит на стороне, уравнение которой 2x + y – 4 = 0. Написать уравнение диагонали квадрата, выходящей из точки А.

13Найти точку А* симметричную точке А(2; 4) относительно прямой 2x + 3y – 12 = 0. Сделать чер-

теж.

14В треугольнике АВС: А(–2; 2), В(2; 5), С(6; –4). Написать уравнение биссектрисы, выходящей из вершины А.

15Даны координаты трех последовательных вершин параллелограмма АВСD: А(–4; 2), В(0; 6), С(6; –2). Найти координаты вершины D. Написать уравнение диагонали ВD.

16Написать уравнение прямой, проходящей через точку А(2; –3) и точку М, делящую отрезок ВС в

отношении 3 : 2, где В(4; 1), С(6; 4).

17 Найти точку пересечения медиан треугольника АВС: А(0; 2),

В(4; 1), С(2; –6).

КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Привести уравнение линии к каноническому виду, определить тип линии, найти эксцентриситет, координаты фокусов(а). Изобразить эту линию.

1)4x2 +25y2 +32x 150 y +189 = 0 .

2)4x2 +16 y2 +8x 160 y +340 = 0 .

3)x2 2x +6 y +7 = 0 .