Математика_практикум_Ч1
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Типовой расчет № 1 Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии
З а д а ч а 1
Исследовать систему уравнений и в случае совместности решить ее.
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0. |
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б)
x |
x |
x |
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1 |
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x |
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x |
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6, |
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1 |
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x |
x |
x |
5, |
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1 |
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4x |
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2x |
0. |
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1 |
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3 |
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x1 x3 x4 0, |
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2x1 2x2 x3 5, |
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Т |
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x1 x3 x4 |
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x3 2x4 |
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0, |
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0, |
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1.8. а) 2x1 |
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б) |
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2x |
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x |
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1, |
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3x 2x x 0. |
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3x |
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1 |
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У |
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2 |
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x |
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x |
х |
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0. |
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3x1 2x2 |
x3 |
1, |
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x1 x2 х3 x4 0, |
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x x Нx 0, |
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1.9. а) 2x1 |
x2 |
х3 |
x4 |
0, |
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й |
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2 |
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3 |
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б) |
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1 |
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x 2x 2x 0. |
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5x |
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x |
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7, |
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Б |
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1 |
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и |
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2 |
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3 |
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2 |
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4 |
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x |
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3x |
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6. |
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2 |
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x |
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x |
x |
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2, |
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x1 |
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x2 |
x4 |
0, |
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2 |
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3 |
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4 |
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о |
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x1 x2 x3 4, |
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1.10. а) |
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х3 |
x4 |
0, |
|
р |
б) |
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x2 |
|
2x1 х2 |
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x4 |
3, |
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|
|
x |
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4x |
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т |
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0. |
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3 |
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и |
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3x 3x 0. |
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4 |
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1 |
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2 |
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x |
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x |
x |
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1, |
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2x3 |
4x4 0, |
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2 |
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3 |
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4 |
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о |
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x1 x2 x3 х4 |
1, |
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1.11. а) |
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х2 |
x4 |
0, |
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б) |
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x1 |
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x1 2х3 0, |
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2x |
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3х |
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x 0. |
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е1.12. а) |
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1 |
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3 |
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x |
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2x |
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2х |
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2. |
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2 |
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1 |
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4 |
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3x1 х2 x4 0, |
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|
x1 х2 x3 7, |
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2x2 |
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х4 |
5, |
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2x |
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х |
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x |
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0, |
|
|
б) |
x1 |
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Р |
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1 |
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2 |
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4 |
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2x |
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х |
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х |
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0, |
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x 3х 0. |
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||||||||||||||||||||||
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2 |
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3 |
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4 |
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1 |
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2 |
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2x1 x2 х3 х4 1. |
102
1.13. а)
2x |
х |
2 |
x |
0, |
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1 |
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3 |
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x х |
x |
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3, |
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|
4 |
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||||||
1 |
3 |
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х |
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2x |
х |
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3, |
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3x |
2 |
4 |
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1 |
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3 |
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4x |
х |
2 |
3x |
2х |
4 |
6. |
||||
|
1 |
|
|
|
3 |
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б)
3x |
3 |
4x |
4 |
0, |
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|||
x |
x |
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х |
|
0, |
||||||
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2 |
4 |
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1 |
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|
|
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||||
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2x |
х |
|
х |
|
0. |
|||||
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2 |
4 |
|||||||||
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1 |
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|
|
|
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|
х2 х3 x4 3, |
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x1 2х2 x3 |
0, |
У |
|||||||||||||||||
1.14. а) x1 |
х2 x4 1, |
|
|
|
|
б) x1 2x3 х4 |
0, |
|
|||||||||||||||||||
|
|
x х 2х 4. |
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|
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x 3х |
4 |
0. |
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1 |
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3 |
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4 |
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1 |
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x 2х x х 4, |
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x1 3х2 4х3 x4 0, |
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|
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Б |
3 |
Т4 |
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1 |
|
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2 |
|
|||||||||||||||||||
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|
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|
3x1 2x2 х3 х4 0, |
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1.15. а) |
3x1 2х2 |
5х3 4x4 |
0, |
б) |
2x |
х Нх 2х |
1, |
||||||||||||||||||||
|
|
5x 8х |
|
13х 2х |
|
0. |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
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2 |
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|
|
3 |
|
4 |
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6x 3x х 3. |
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и |
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1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
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|
x1 х2 x4 |
1, |
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|
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x |
х |
2x |
0, |
|
||||||||||||||||
|
|
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|
|
|
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х2 |
х3 x4 1, |
р |
й1 |
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|||||||||||||||
1.16. а) |
|
б) |
|
|
x3 |
х4 0, |
|
||||||||||||||||||||
|
2x1 х3 х4 0, |
x1 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
х |
3х |
0. |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
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||||||||||||||
|
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3х х 5. |
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1 |
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2 |
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4 |
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1 |
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4 |
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x1 |
2х3 |
|
|
|
|
о |
|
|
2х2 2x3 4х4 1, |
|
|||||||||||||||
|
|
x4 0, |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
х х 2, |
||||||||||||||
1.17. а) 2x1 |
х2 |
|
|
т |
|
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|
|
3x x |
|
||||||||||||||||
x3 0, |
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б) |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|||||||||||||
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|
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|
|
и |
|
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х1 x2 |
х3 х4 |
1, |
|||||||||||
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|
x1 |
х3 |
х4 |
0. |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|||||||
п |
з |
|
|
|
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4x 4x 2х 4х 0. |
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1 |
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2 |
|
3 |
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4 |
|||||||
|
о |
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4x3 0, |
|
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|
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2x1 x3 x4 |
3, |
|
||||||||||||||||
Р |
|
x1 |
2x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
2x 0, |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
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|
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3x |
2 |
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||||||||
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x2 x3 0, |
|
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б) |
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1 |
|
|
|
3 |
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||||||||||
|
x1 |
|
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1.18. а) |
|
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е |
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2x |
x |
3x |
0. |
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x1 |
x2 |
x3 1, |
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1 |
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2 |
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3 |
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6x x x 3x 2. |
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1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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103 |
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1.19. а)
3x |
2 |
x |
4x |
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0, |
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3 |
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||
x |
|
x x |
|
0, |
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4 |
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1 |
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3 |
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2x |
3x |
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0. |
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|||||
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4 |
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||||||||
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1 |
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|
|
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б)
x |
2 |
5х |
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2x |
4 |
0, |
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||||
|
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|
3 |
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x |
x |
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1, |
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4 |
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3 |
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x |
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2x |
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x |
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1, |
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2 |
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4 |
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3 |
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||||
x |
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2x |
2 |
6x |
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2x |
4 |
0. |
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1 |
|
|
|
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3 |
|
|
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2x1 x3 3x4 |
1, |
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x1 |
x2 x3 |
0, |
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|||||||||||||||
|
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|||||||||
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x1 x2 x4 1, |
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Т |
|||||||||
1.20. а) |
|
|
x4 |
4, |
|
|
|
|
|
|
б) |
x1 |
x2 x3 0, |
У |
|||||||||||
|
|
|
x3 |
|
|
|
|
|
|
|
2x x x 0. |
||||||||||||||
|
|
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3x 2x x x 4. |
|
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1 |
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2 |
3 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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||
|
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x2 x3 3x4 3, |
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|
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2x1 3x2 x3 0, |
|
|||||||||||||||||
|
|
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|
|
|
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x |
|
|
x |
x |
0, |
|
||||||||||||
1.21. а) x1 x3 |
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x4 |
1, |
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б) |
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2 |
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3 Н4 |
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|||||||||||||||
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|
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|
й |
|
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2x |
0, |
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x x 4x 2. |
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x |
|
x |
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Б |
3 |
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1 |
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1 |
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2 |
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|||
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2 |
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4 |
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|
3x x 2x x 0. |
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1 |
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2 |
3 4 |
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x1 x3 x4 0, |
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3x1 x2 5x3 1, |
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о |
и x1 x2 4x4 5, |
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1.22. а) |
2x1 |
2x2 x4 |
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0, |
р |
б) |
|
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|
x3 x4 1, |
|
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2x2 x3 |
|
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x2 |
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3x1 |
0. |
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3x 2x 6x x 9. |
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|
и |
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1 |
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2 |
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3 |
4 |
|||||
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т |
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x |
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2x x |
0, |
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3x1 |
x3 5x4 |
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5, |
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1 |
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2 |
3 |
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|||||||
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о |
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2x2 x3 x4 0, |
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1.23. а) |
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x2 |
x4 |
1, |
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б) |
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2x1 |
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|
з |
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|
|
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3x1 x2 x3 x4 0, |
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|
п |
|
x2 |
x3 x4 6. |
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|
|
|
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5x1 |
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x 3x x x 0. |
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е |
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2 |
3 |
4 |
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1 |
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x2 3x3 x4 2, |
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7x3 |
x4 |
1, |
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3x1 2x2 x3 |
x4 |
0, |
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1.24. а) |
x1 |
|
|
б) |
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x1 x2 10x3 2x4 0, |
|
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||||||||||||||
Р |
|
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|
|
2x1 2x2 4x3 2x4 0. |
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x2 x3 0. |
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||||||||
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x1 |
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104
1.25. а)
2x |
|
x |
x |
2, |
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1 |
2 |
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4 |
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x |
|
2x |
x |
0, |
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2 |
||||||||
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3 |
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4 |
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2x |
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2x |
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3x |
2, |
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2 |
|||||||
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1 |
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3 |
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||||
2x |
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3x |
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2x |
2. |
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1 |
3 |
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4 |
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б)
2x |
x |
x |
0, |
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1 |
2 |
3 |
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x |
2x |
x |
0, |
||||
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|||||||
1 |
|
2 |
3 |
|
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||
|
|
|
x |
2x |
|
0. |
|
3x |
|
||||||
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1 |
2 |
3 |
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З а д а ч а |
2 |
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У |
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Т |
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2.1. Вычислить |
(a, b) , где |
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a 3m1 |
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2m2; |
b m1 4m2; |
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m1, m2 – |
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Н |
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||||||
единичные векторы, угол между которыми равен |
. |
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Б |
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|||||
2.2. Найти |
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|
проекцию |
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вектора |
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a 4i |
3 j |
|
4k |
на направление |
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||||||
вектора b |
2i |
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2 j |
k . |
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2.3. Найти |
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, |
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(a, b) , |
a |
|
b |
|
, если a |
2i |
j k , b |
j 2k . |
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и |
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2.4. Вектор |
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c , |
коллинеарный векторуйa 5i 2k , образует ост- |
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коо |
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4 |
29 . |
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рый угол с осью Oz. Найти |
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д наты вектора c , если |
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c |
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3 |
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т |
р |
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2.5. Найти 2a |
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3b, a |
|
b |
, если |
|
a |
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2 , |
b |
2 , |
a, b |
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. |
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2.6. Найти |
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(a, b) , |
a |
, |
b |
, если a |
2m |
3n p; |
b m 4 p, |
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m, n, p – |
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о |
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2, |
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3, |
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4 . |
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ортогональный баис |
m |
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n |
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п |
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1, |
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2.7. Найти |
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длину |
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вектора |
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3m |
4n |
, |
если |
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m |
n |
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m, n |
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2.8. Найти вектор |
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коллинеарный вектору |
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b |
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j |
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k |
и |
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Рудовлетворяющий условию |
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3 . |
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(a, b) |
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2.9. Найти
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5b, |
||
2a |
a
3b
, если
|
2, |
|
|
|
3, |
|
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||||
a |
|
b |
|
||
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a, b |
||
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2 3
.
2.10. Вычислить синус угла между диагоналями параллелограмма,
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сторонами которого служат векторы |
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а |
2i |
j |
k , b |
i |
3 j |
k . |
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У |
||||
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2.11. Найти |
вектор |
d , |
|
удовлетворяющий |
|
условиям |
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d , a 5, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
, если |
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1, 0, |
5 , |
|
|
1, 0, |
0 . |
|
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|||||||||||||||||||||
|
d, b 2, |
d, c 3 |
a 1 ,2 ,0 |
, b |
|
c |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Н |
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2.12. Даны векторы a |
3i 6 j |
k , b i |
4 j |
5k , c |
3i |
4 j |
12k . |
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Б |
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Найти проекцию вектора a b на направление вектора cТ. |
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2.13. Вектор |
b , коллинеарный вектору a |
6i |
8 j |
|
7,5k , образует |
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50 . |
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острый угол с осью Oz. Найти координаты вектора |
b , если |
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b |
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2.14. Найти |
площадь |
треугольн ка, |
построенного |
на |
векторах |
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|
й |
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||||||||
|
AB 3a 2b и |
AC 6a |
3b , |
если |
|
a |
4, b 3 |
a, b |
|
|
|
. |
|
|
|
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о |
и |
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6 |
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образуют |
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96 . |
|
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2.15. Найти |
|
, если |
|
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15, |
|
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[a, b ] |
a |
р8, b |
a,b |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
2.16. Какой угол |
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|
векторы |
|
и |
|
|
если |
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|
|
и |
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|
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|
|
a |
b , |
m a |
2b |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
n 5a 4b |
|
з |
|
|
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|
|
1 ? |
|
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|
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|
ортогональны, |
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a |
b |
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о |
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|
и |
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п |
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a, b b, c c, a , |
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|
если |
|
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a b c 0 , |
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2.17. Вычислить |
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1. |
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a |
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b |
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|
c |
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е |
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|||||
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2.18. Даны точки А(–5, 7, –6) и B(7, –9, 9). Найти проекцию век- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Р |
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тора a |
i 3 j k на направление вектора АВ . |
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|||||||||
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|
2.19. Найти |
координаты |
|
вектора |
|
|
a |
, |
|
|
если |
|
a, i |
|
|
|
, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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3 |
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|||
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106 |
|
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||
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|
|
6 . |
|
a, |
j |
, |
a |
|||||
|
|
|||||||
|
|
|
4 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
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|
|
|
2.20. Найти вектор |
|
ортогональный |
вектору |
|
|
|
|
|
|
4 , |
|||||||||||||||||||||
|
|
х , |
a 12, 3, |
||||||||||||||||||||||||||||||
имеющий с ним одинаковую длину и лежащий в плоскости Oyz. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
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|
|
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|
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|
||||
|
|
2.21. Найти угол между векторами a |
2m |
4n и b |
m n , если |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
||
|
m |
|
n |
1, |
m, n |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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||||||||
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||||||||||||||
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|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
4, |
3, 4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
2.22. Найти проекцию вектора |
|
a |
на направление век- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
тора b 2, 2, 1 . |
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
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|
|
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|
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||||||||
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2.23. Какой угол образуют единичные векторы |
|
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|
, если век- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
m и |
n |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
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|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
торы a |
m |
2n |
и b |
5m |
4n ортогональны? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
2.24. Доказать, что скалярное про |
зведение двух векторов не из- |
||||||||||||||||||||||||||||||
b 5i j k |
коллинеарны? |
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
менится, если к одному из них |
|
|
бав ть вектор, |
ортогональный |
|||||||||||||||||||||||||||||
другому сомножителю. |
|
о |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
2.25. При |
каких значениях |
|
|
|
|
|
и |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
и |
|
векторы |
a |
2i j |
2k |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
З а д а ч а 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
|||||||
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|
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|||||||||||||||
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|
|
о |
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
3.1. Найти |
2a |
b, b , где a 3i j 2k ; b i 2 j k . |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
3.2. Вычислить площадь параллелограмма, построенного на век- |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||
торах |
a |
m |
|
2n и b m |
3n , если |
m |
|
5; |
n |
3, |
m, n |
|
|
|
|
. |
|
||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||||||
Р |
п |
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6 |
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|||||||
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перпендикулярен векторам |
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3.3. |
В ктор с |
a |
и b , угол между |
||||||||||||||||||||||||||||
е |
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3, |
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3 , |
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||||
|
a |
|
|
и |
|
b равен |
6 . Зная, |
|
что |
|
|
a |
6, |
b |
c |
|
вычислить |
||||||||||||||||
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(a, b, c) . |
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|||||
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|
3.4. Найти 2a |
b, 2a |
b , где |
a |
2i j k ; b |
3k |
i |
2 j . |
|
|||||||||||||||||||||||
|
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107 |
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3.5. Найти вектор |
x , если известно, что он ортогонален векторам |
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|
||||
|
i |
|
j 3k , |
b 2i |
|
3 j k |
и |
2i |
3 j 4k 51. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
a |
|
x, |
|
|
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|
3.6. Найти координаты вектора |
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x , если он ортогонален векторам |
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||
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1 , |
b 1, 1, |
3 |
и |
|
=1. |
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||||||||||||||
a 2, 3, |
x |
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3.7. Найти |
|
единичный |
|
вектор |
|
, |
компланарный |
|
векторам |
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d |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
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4, 2, 0 |
и ортогональный вектору |
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a 2, 1, 3 |
и b |
c 1, 1, 1 . |
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|
3.8. Вычислить площадь параллелограмма, сторонами которого явля- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Н |
У |
||||||||
ются |
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|
|
векторы |
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a |
m 2n |
|
|
и |
|
|
b |
m 3n |
, |
|
|
если |
|||||||||||||||||
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|
Т |
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||||||||||||||
|
m |
5, |
n |
3, |
m, n |
|
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|
. |
|
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6 |
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|
й |
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||||||||
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3.9. Вычислить синус угла между диагоналями параллелограмма, |
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сторонами которого служат векторы |
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a 2i jБk , b |
i |
3 j k . |
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и |
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3.10. Вычислить высоту параллелеп педа, построенного на век- |
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|||
торах |
a 3i |
2 j |
5k , b |
i |
j |
4k , c i |
|
3 j k , |
если за основа- |
||||||||||||||||||||||||||||||
ние взят параллелограмм, п ст |
енный на векторах |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||
a |
и b . |
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3.11. Вектор |
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перпендикулярныйр |
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x , |
векторам a |
4i |
2 j |
3k и |
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|
и |
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|||||||||||
b |
j |
|
3k , |
образует с осьюоOy тупой угол. Найти координаты век- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
з |
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||||||
тора |
|
|
, если |
|
26. |
т |
|
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||||||||||||||||||
|
x |
x |
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о |
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|||||
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3.12. Вычислить площадь параллелограмма, сторонами которого |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
являются вект ры AB и AC , если A 1, 1 , |
|
B 2, 3 , |
C 1, |
4 . |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
3.13. Вершины |
треугольной |
пирамиды |
находятся |
в |
точках |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
е |
|
|
B 3, 4, 1 , |
C 2, 3, 5 , |
D 6, 0, 3 . Найти длину высоты, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
A 0, 0, |
0 |
, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
пров |
пд нной из вершины А. |
|
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||||||||||||||||||||||
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3.14. Проверить, |
лежат ли точки A 2, 1, |
|
2 , |
B 3, 0, 5 , |
C 1, 2, 3 , |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
D 0, 2, 1 в одной плоскости. |
|
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|||||||||||||||||||||||
Р |
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|
|
компланарны |
ли |
|
векторы |
|
|
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||||||||||||||||
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|
3.15. Проверить, |
|
|
|
a |
i |
2 j |
k , |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||
b |
3i j |
2k , |
c |
7i |
14 j |
13k . |
|
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|||||||||||||||||||
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108 |
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3.16. Дана треугольная |
|
пирамида |
с |
вершинами A 0, 0, 1 , |
|||
B 2, 3, 4 , C 6, 2, 3 , |
D 3, 7, |
2 . |
Найти длину высоты пирамиды, |
||||
проведенной на грань BCD. |
|
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3.17. Найти площадь параллелограмма, |
сторонами которого яв- |
||||||
|
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3.20.Показать, что точки A(3, 1, –1), B(5,Б7, –Н2), CТ(1, 5,У0) и D(9, 4, –4) лежат в одной плоскости.
3.21.Вычислить площадь параллелограммай, построенного наi 2i .k b3a и 3kj jляются векторы и
и b 2i j k . |
|
о |
|
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3.23. Вершинами треуг льн й пи амиды являются точки A(-5, 4, 8), |
|||||||||||
B(2, 3, 1), C(4, 1, –2) и D(6, 3, |
р7). Найти длину высоты, проведенной |
||||||||||
на грань BCD. |
и |
|
|
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3.24. Вычисл ть с нус угла между диагоналями параллелограм- |
|||||||||||
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ма, построенного на векторах |
a |
2i |
j |
k , b |
i |
3 j |
k . |
||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.25. Пр верить, лежат ли точки A(–1, 2, 3), B(0, 4, –1), C(2, 3, 1) |
|||||||||||
и D(–2, 1, 0) вздн й плоскости. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
е |
|
|
З а д а ч а |
4 |
|
|
|
|
|||
4.1.пНаписать уравнение прямой, проходящей через начало коор- |
|||||||||||
динат п рпендикулярно прямой 2x 6y 13 0 . |
|
|
|||||||||
4.2. Найти угол между прямой 2x 3y 1 0 и прямой, прохо- |
|||||||||||
Рдящей через точки M1 1; 2 , |
M2 0; 3 . |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
109 |
|
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|
|
|