Математика_КР_ОЗО_1сем_2012_гр2621,2721
.pdfGenerated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
11. Найти пределы, используя правило Лопиталя.
|
x sin x |
|
|
|
1 |
|
1 |
3. lim |
tg5x |
|
||||
1. lim |
, |
2. |
lim |
|
|
|
, |
|
, |
|||||
|
|
tg 2x |
||||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
||||||||||||||
x 0 3x3 |
|
|
x 0 x |
sin x |
x |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4. lim |
1 cos(3x) |
, |
|
x2 |
|||
x 0 |
|
7. |
lim |
ex |
1 x |
|||
|
|
, |
|
|||
|
|
|||||
|
x 0 |
sin 2 x |
||||
0. |
lim |
x3 |
3x2 9x 5 |
. |
||
|
|
|||||
|
x 1 |
x3 x 2 5x 3 |
5. |
lim |
ln 3x |
, |
|
|
||
|
|
|
|||||
|
x |
x2 |
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
8. |
lim |
|
|
x 3 |
, |
||
|
|
x 1 |
|||||
|
x 1 |
|
|
x3 3x2 4
6. lim 2 , x 2 sin (x 2)
9. lim |
x2 |
3x 10 |
, |
||
|
x |
2 |
4 |
||
x 2 |
|
|
12. Найти наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке 2;2 .
1. |
f (x) x4 1, |
|
|
2. |
f (x) x3 2x2 x 2, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
3. |
f (x) x3 2x2 x 2 , |
4. |
f (x) x3 x2 , |
|
3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
5. |
f (x) x3 3x2 4 , |
6. |
f (x) x3 2x2 |
x 2 |
, |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
f (x) x3 6x 7 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
7. |
8. |
f (x) x3 4x2 7 , |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
9. |
f (x) x3 12x2 21x 10 |
0. |
f (x) x3 x2 x 1. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
13. Исследовать функцию и построить ее график. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
1. |
f (x) |
|
|
|
|
1 |
|
|
, |
2. f (x) |
|
x |
2 |
1 |
, |
|
3. |
f (x) |
|
|
x 1 |
|
, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
x |
2 |
4x |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
3 4x |
|
x 3 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
4. |
f (x) |
x2 |
, |
|
|
|
5. f (x) |
|
|
|
|
1 |
, |
|
6. |
f (x) |
x2 |
, |
|
|||||||||
x 1 |
|
|
|
1 x2 |
x 1 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
||||||||||
7. |
f (x) |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
8. f (x) |
|
|
|
|
1 |
|
|
9. |
f (x) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
, |
||||||||||
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
4x |
|
|
|
|
|
x2 3x 2 |
|
|
|
|
|
|
x2 4x 3 |
x1
0.f (x) x2 3 .
14.Вычислить приближенно, используя дифференциал функции.
|
|
|
|
|
|
arcsin 0,3 ; |
|
tg46 , |
|
10 0,99 ; |
|
|
|
|
1. |
0,99 |
0,99 ; |
2. |
3. |
4. |
5. |
1,1 ; |
|||||||
6. |
cos( |
0,01) ; |
7. |
ln1,01; |
8. |
1,110 ; |
9. |
e0,05 ; |
0. |
sin0,1. |
11
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
V. Решение типовых примеров
|
|
1 |
1 |
|
5 |
1 |
|
|||
1. Сложить две матрицы |
À |
|
0 |
4 |
|
и Â |
|
3 |
0 |
|
|
|
|
. |
|||||||
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Складывать (вычитать) можно только матрицы одинакового размера, а т.к. размеры матрицы А – 3 2 и В – 3 2 (где 3 – число строк,
2 – число столбцов) совпадают, то для того, чтобы сложить две матрицы, надо к каждому элементу первой матрицы прибавить соответствующие элементы второй матрицы:
1 |
1 |
5 |
1 |
1 5 |
1 1 |
6 |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А В 0 |
4 3 |
0 0 3 |
4 0 3 |
4 |
|||||
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 2 |
3 4 |
4 |
7 |
||
|
|
6 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Ответ: А В 3 |
. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Умножить матрицу А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
0 |
на число 3. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решение. Для того чтобы умножить матрицу на число, надо каждый |
|||||||||||||||||
элемент матрицы умножить на это число: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
6 |
|
3 2 |
|
3 ( 6) |
6 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|||
3А 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
3 1 |
|
|
3 0 |
|
|
0 |
. |
|
|
|
|
|
|
1 0 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
6 |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: |
3А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
2 |
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. Умножить матрицу |
|
|
|
|
на матрицу |
В 5 |
1 4 |
. |
|||||||||
|
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
2 |
0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Решение. Умножение матриц А и В определено, если число столбцов первой матрицы равно числу строк второй.
Cm n Am k Bk n
Совпадают
Размерность результирующей матрицы
12
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
В нашем случае размер А – 2 3 , а размер В – 3 3 , поэтому умно-
жение производить можно; размерность результирующей матрицы С –
2 3 .
Для того чтобы получить элемент, стоящий на пересечении i–й строки и j–го столбца новой матрицы, нужно элементы i–й строки первой матрицы умножить на соответствующие элементы j–го столбца второй матрицы и результат сложить, т.е. элементы матрицы С вычисляются по формуле:
сij |
ai1 |
b1 j ai 2 |
b2 j |
... aik |
bkj . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
0 |
2 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
5 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1( 1) 0 5 2( 2) |
1 0 0 1 2 0 |
1 1 0 4 2 1 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 ( 1) 1 5 0 |
( 2) |
|
3 0 1 1 0 0 3 |
1 |
1 4 |
0 |
|
|
|||||||||
|
|
1 |
|
|||||||||||||||
5 |
0 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ответ: С |
5 |
|
0 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. Вычислить определитель 3-го порядка: |
5 |
4 |
0 |
|
. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
Решение. 1) Метод разложения по элементам строки или столбца.
С помощью метода разложения по элементам строки (столбца) можно вычислить определители любого порядка. Строку (столбец), по элементам которого производится разложение, следует выбирать так, чтобы в ней содержалось наибольшее количество нулей.
Разложим определитель по элементам какой-либо строки или столбца. Например, выберем для разложения третий столбец:
2 1 3
5 |
4 |
0 3 А13 0 А23 3 А33 |
(1) |
1 |
2 |
3 |
|
Здесь |
А13 , А23 , А33 – алгебраические дополнения |
элементов матрицы |
а , а |
23 |
, а |
33 |
соответственно, которые в общем случае для элемента |
a |
|
нахо- |
13 |
|
|
ij |
|
|||
дятся по формуле |
|
|
|
||||
|
Aij |
( 1)i j Mij . |
|
(2) |
13
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Минор M ij – определитель, получаемый из исходного вычеркиванием i–й строки и j–го столбца, на пересечении которых стоит данный элемент. Например, для нахождения M13 вычеркивается 1-я строка и 3-йстолбец:
М13 |
|
5 |
4 |
|
5 2 4 1 6 . |
|
1 |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|||
Аналогично определяем M 23 , вычеркивая 2-ю строку и 3-й столбец. |
||||||
M 33 |
получается вычеркиванием 3-й строки и 3-го столбца: |
|||||
М 33 |
|
|
2 |
1 |
|
2 4 1 5 3 . |
|
|
|||||
|
5 |
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
Тогда алгебраические дополнения (по формуле (2)) будут равны:
A13 ( 1)1 3 M13 ( 1)4 6 6 ,
A33 ( 1)3 3 M33 ( 1)6 3 3.
Подставляя найденные значения в (1), найдем определитель
2 1 3
5 4 0 3 6 3 3 27 . 1 2 3
Ответ: 27.
2)Метод Саррюса.
Спомощью метода Саррюса можно вычислять только определители третьего порядка.
Сначала к исходному определителю справа приписываем первый и второй столбцы:
2 1 3 2 1
5 4 0 5 4 .
1 2 3 1 2
Тогда определитель равен сумме произведений элементов, стоящих на главной диагонали и диагоналях, параллельных ей, взятых со своими знаками, и произведению элементов побочной диагонали и параллельных ей диагоналях, взятых с противоположными знаками.
2 1 3 2 1
5 4 0 5 4 2 4 3 1 0 1 3 5 2 3 4 1 2 0 2 1 5 3 27 . 1 2 3 1 2
–– – + + +
Ответ: 27.
14
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
|
1 |
2 |
1 |
|
|
|
3 |
|
|
5. Найти матрицу, обратную матрице А 2 |
3 , и сделать |
|||
|
3 |
4 |
5 |
|
|
|
проверку.
Решение. а) сначала вычислим определитель исходной матрицы
|
1 |
2 |
1 |
|
|
A |
|
2 |
3 |
3 |
4 . |
|
3 |
4 |
5 |
|
Так как определитель матрицы А не равен 0, то для нее существует обратная матрица А-1.
b) Найдем транспонированную матрицу АТ, которая получается из исходной заменой элементов строк элементами столбцов с сохранением порядка:
|
1 |
2 |
3 |
|
|
АТ |
|
|
3 |
4 |
|
2 |
. |
||||
|
|
1 |
3 |
5 |
|
|
|
|
с) Найдем алгебраические дополнения всех элементов транспониро-
~
ванной матрицы и составим из них матрицу А , которая называется присоединенной (или взаимной):
AT |
1 1 1 |
3 |
4 |
|
3, |
||||||||||||||||||||||||||||
11 |
|
|
|
|
3 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
T |
1 2 |
|
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
14, |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
A |
( 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
12 |
|
|
|
|
|
1 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
AT |
1 1 3 |
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 , |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
13 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
ÀÒ |
1 2 1 |
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
1, |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ÀÒ |
1 2 2 |
|
1 3 |
|
2, |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ÀÒ |
1 2 3 |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
1, |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
ÀÒ |
1 3 1 |
|
|
2 |
3 |
|
1, |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
ÀÒ |
1 3 2 |
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 , |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
ÀÒ |
1 3 3 |
|
1 |
2 |
|
7 . |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
|
~ |
|
3 |
14 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
А 1 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
1 |
10 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ~ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||
d) Найдем обратную матрицу по формуле |
А |
|
|
|
|
|
|
|
А : |
|||||||||
|
|
|
А |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
14 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
А |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е) Проверим правильность нахождения обратной матрицы А 1 : при умножении А 1 на исходную матрицу, должна получиться единичная матри-
ца Е: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А 1 А Е . |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
3 |
14 |
9 |
1 |
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|||
А |
1 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
= |
|
|
|
|
1 |
2 |
1 2 3 |
3 0 |
1 |
0 Е. |
|||||||
|
4 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
|
|
3 |
4 |
|
|
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
5 |
0 |
1 |
|||||
|
|
|
|
1 |
|
3 |
14 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ответ: А |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
1 |
2 |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
4 |
|
|
10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
6.Решить систему линейных уравнений:
х1 2х2 х3 8,
2х1 3х2 3х3 5,
3х1 4х2 5х3 10.
Решение. 1) Метод обратной матрицы.
Запишем систему в матричном виде. Для этого обозначим матрицу сис-
|
1 |
2 |
1 |
|
|
|
3 |
|
|
темы А 2 |
3 (она состоит из коэффициентов при переменных); |
|||
|
3 |
4 |
5 |
|
|
|
x |
|
|
8 |
|
1 |
|
|
5 |
|
столбец неизвестных X x2 |
, столбец свободных членов |
B |
, со- |
|
|
|
|
10 |
|
x3 |
|
|
|
стоящий из правых частей уравнений. Тогда система представима в матричном виде: A X B .
Для нахождения Х необходимо умножить матричное уравнение на А 1 слева: X A-1 B .
Матрицу А 1 найдем по алгоритму, приведенному в примере 5. Полу-
чим:
16
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
|
|
1 |
3 |
14 |
9 |
|
||
А |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
2 |
1 |
. |
||
|
|
|||||||
|
|
4 |
|
1 |
10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда столбец неизвестных: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
x |
|
|
1 |
3 |
14 |
9 |
8 |
|
|
4 |
|
|
1 |
|||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
X x2 |
|
|
1 |
2 |
|
|
1 5 |
|
8 2 . |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
10 |
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||
|
|
x3 |
|
|
|
1 |
7 |
10 |
|
|
12 |
|
|
3 |
||||||
2) Метод Крамера. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Выпишем определитель матрицы системы А: |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
А |
|
|
|
|
1 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 3 |
3 |
|
4 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Так как определитель не равен 0, то метод Крамера использовать мож- |
||||||||||||||||||||
но, и система имеет единственное решение.) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Определитель 1 получаем из определителя |
|
заменой первого столбца |
на столбец свободных членов В, а остальные столбцы остаются прежними:
8 2 1
1 |
5 3 |
3 4 . |
|
10 4 |
5 |
Аналогично, заменяя в исходном определителе второй, а затем третий столбцы на столбец свободных членов, получим соответственно 2 и 3 .
|
1 |
8 |
1 |
|
|
1 |
2 |
8 |
|
2 |
2 |
5 |
3 |
8, |
3 |
2 |
3 |
5 |
12 . |
|
3 |
10 |
5 |
|
|
3 |
4 |
10 |
|
Теперь воспользуемся формулой Крамера и найдем все переменные:
х1 |
|
1 |
|
4 |
1, х2 |
|
2 |
|
8 |
2 |
, х3 |
|
3 |
|
12 |
3. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
4 |
|
4 |
|
|
4 |
3) Метод Гаусса.
Метод Гаусса – это универсальный метод решения систем линейных уравнений. Он заключается в последовательном исключении переменных.
Составим расширенную матрицу системы, которая включает в себя матрицу системы и столбец свободных членов.
|
1 |
2 |
1 |
8 |
|
|
|
|
3 |
3 |
5 |
|
|
2 |
. |
|||||
|
3 |
4 |
5 |
10 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
17
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Произведем элементарные преобразования со строками матрицы, приведя ее к треугольному виду, т.е. к матрице, в которой все элементы, ниже главной диагонали равны нулю (при этом диагональные элементы не равны нулю).
Шаг 1. Если в матрице элемент а11 = 0, то перестановкой строк нужно добиться того, чтобы элемент а11≠ 0. В нашем примере а11≠ 0.
Сначала обнулим элементы первого столбца ниже главной диагонали. Для этого поочередно умножим элементы первой строки на числа
а21 2 = 2 и а31 3 = –3 и прибавим соответственно к элементам вто-
а11 |
1 |
а11 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рой и третьей строк: |
|
|
|
8 3 |
|
1 |
2 |
1 |
|
8 |
|||
|
2 1 |
2 1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
3 3 |
|
|
|
|
0 |
7 |
1 |
|
11 |
|
|
2 |
|
5 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
2 |
|
14 |
||
|
|
3 |
4 |
5 |
|
10 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Шаг 2. Если в полученной матрице а22 0 , |
то обнулим элемент второ- |
го столбца ниже главной диагонали. Для этого умножим вторую строку на
число |
а32 |
|
|
10 |
|
10 |
|
и прибавим к третьей строке: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
а22 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
1 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
8 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
1 |
11 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
7 |
1 |
|
11 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
10 |
2 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
12 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
7 |
|
7 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Полученная матрица имеет треугольный вид. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
Т.о., получили систему уравнений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х 2х |
|
х |
|
8, |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
11, |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7х2 |
х3 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х3 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
х3 |
|
3; |
|
||||||
|
|
Откуда |
найдем |
|
из |
последнего |
|
|
уравнения |
|
из второго |
|||||||||||||||||||||
х2 |
|
11 х3 |
|
2 ; из первого х1 8 2х 2 |
х3 1. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ответ: х1 |
1, |
х2 |
2, |
х3 |
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
7. В таблице приведены данные об исполнении баланса за отчетный период, усл.ден.ед.:
Отрасль |
Потребление |
Конечный |
Валовой |
|||
|
Машино- |
|||||
Энергетика |
продукт |
выпуск |
||||
|
|
строение |
||||
|
|
|
|
|
||
Произ- |
Энергетика |
7 |
21 |
72 |
100 |
|
Машино- |
|
|
|
|
||
водство |
12 |
15 |
73 |
100 |
||
строение |
||||||
|
|
|
|
|
Вычислить необходимый объем валового выпуска каждой отрасли, если конечный продукт энергетической отрасли должен увеличится в 2 раза, а
машиностроения – сохранится на прежнем уровне. |
|
|
|
|||
|
Решение. Обозначим: х1 100 – общий валовой объем продукции пер- |
|||||
вой отрасли, х2 100 – |
второй отрасли. х11 7 – |
объем продукции первой |
||||
отрасли, потребляемой |
первой же отраслью в |
процессе производства, |
||||
х12 |
21 – объем продукции первой отрасли, потребляемой второй отраслью, |
|||||
х21 |
12 – объем продукции второй отрасли, потребляемой первой отраслью в |
|||||
процессе производства, |
х22 |
15 – объем продукции второй отрасли, потреб- |
||||
ляемой второй отраслью; |
y1 72 – объем конечного продукта 1-й отрасли |
|||||
для непроизводственного потребления, y2 73 – объем конечного продукта |
||||||
2-й отрасли для непроизводственного потребления. |
|
xij |
|
|||
|
Найдем коэффициенты прямых затрат по формуле аij |
(i, j = 1, 2), |
||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
x j |
показывающие затраты продукции i –й отрасли на производство единицы продукции j-й отрасли.
Т.о., a11 |
|
х11 |
|
|
7 |
0,07; a12 |
|
|
|
х12 |
21 |
0,21; |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
х1 |
100 |
|
х2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
||||||||||
a21 |
х |
21 |
|
|
12 |
|
0,12; а22=a22 |
|
|
х22 |
15 |
0,15. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
х1 |
100 |
|
|
х2 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,07 |
0,21 |
|||
Составим матрицу прямых затрат A |
|
|
|
|
. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,12 |
0,15 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Матрица А имеет неотрицательные элементы и удовлетворяет крите-
рию продуктивности: |
0,21 0,15 max 0,19; |
0,36 0,36 1 |
|
max 0,07 0,12; |
(макси- |
мальная из сумм элементов ее столбцов не превосходит единицы).
Поэтому для любого вектора конечного продукта Y можно найти необходимый объем валового выпуска Х по формуле: X E - A 1 Y .
Найдем матрицу E - A 1 :
19
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
1 |
0 |
|
0,07 |
0,21 |
|
0,93 |
0,21 |
||||
E - A |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||
|
0 |
1 |
|
|
0,12 |
0,15 |
|
|
0,12 |
0,85 |
|
|
|
|
|
|
|
Так как определитель Е А 0,7653 0 , то существует обратная мат-
рица E - A 1 . Используя алгоритм вычисления обратной матрицы, изложен-
ный в примере 5, получим:
|
|
1 |
0,85 |
0,21 |
||
E A |
1 |
|
|
|
. |
|
|
|
|
||||
|
|
0,7653 |
|
0,12 |
0,93 |
|
|
|
|
|
144
По условию вектор конечного продукта Y . Тогда вектор вало-
73
вого выпуска:
1
X
0,7653
0,85 |
0,21 |
144 |
|
180 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
0,12 |
|
|
73 |
|
|
|
|
|
0,93 |
|
|
|
111 |
Ответ: Если конечное потребление энергетической отрасли увеличится в два раза, а машиностроительной – не изменится, то валовой выпуск энергетики должен увеличится до 180 усл.ед., а машиностроения – до 111 усл.ед.
8. Составить параметрическое и каноническое уравнения прямой, проходящей через точку М 3; 1 параллельно вектору s 2;3 .
Решение. Параметрическое уравнение прямой, проходящей через точку
М х0 ; у0 |
|
|
|
|
x x0 |
mt |
|
|
||||||
параллельно вектору s m; n : |
. |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
y y0 |
nt |
|
|
||||||
Подставляя в формулу координаты данной точки М и вектора s , полу- |
||||||||||||||
чаем: |
|
x 3 2t |
. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
y 1 3t |
|
|
|
|
||||||||
Каноническое уравнение прямой, |
проходящей через точку М х0 ; у0 |
|||||||||||||
параллельно вектору s m;n : |
у у0 |
|
x x0 |
. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
n |
m |
|
|
|
|
|||||||
Тогда каноническое уравнение |
прямой, проходящей через |
точку |
||||||||||||
М 3; 1 |
параллельно вектору s 2;3 : |
у 1 |
|
x 3 |
. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
3 |
|
|
|
2 |
|
x 3 2t |
|
||||||
Ответ: Параметрическое уравнение искомой прямой |
, кано- |
|||||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y 1 3t |
|
ническое у 1 x 3 .
32
9.Составить уравнение прямой в отрезках, проходящей через точки
A 5;4 и B 4; 3 .
20