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

BDZ_linal_matan

.pdf
Скачиваний:
190
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
739.2 Кб
Скачать

 

æ

2

-1 2 ö

 

æ

1 4 6 ö

 

ç

5 -3 3

÷

 

ç

 

 

 

 

÷

 

ç

÷

 

ç

-3 -7 -7÷

23)

ç

-1

0

-2

÷

24)

ç

4

8

 

7

÷

è

ø .

è

 

ø .

 

æ

4

5

 

6 ö

 

æ

0

1

0ö

 

 

ç

 

 

 

 

÷

 

ç

-4 4 0

÷

 

 

ç

-5 -7 -9÷

 

ç

÷

 

25)

ç

2

3

 

4

÷

26)

ç

-2

1

2

÷

 

è

 

ø .

è

ø .

 

æ

0

1 0ö

 

 

æ

1 -3 1 ö

 

 

ç

-4 4 0

÷

 

 

ç

 

 

 

÷

 

 

ç

÷

 

 

ç

3 -3 -1÷

 

27)

ç

-2

1

2

÷

 

28)

ç

3

-5

 

÷

 

è

ø .

 

è

1 ø .

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

1

0

0

0ö

 

æ

1

-3 3 ö

 

ç

0 0 0 0

÷

 

 

ç

÷

 

ç

-2 -6 13

÷

 

ç

1 0 0 0

÷

 

ç

÷

 

29)

ç

-1 -4

 

8

÷

30)

ç

0

0

0

1

÷

è

 

ø .

è

ø .

9.8. Собственным значениям λ1 и λ2 линейного оператора соответствуют собственные

векторы h1 и h2 . Найти координаты образа вектора x в базисе h1 и h2 и в базисе, в

котором заданы координаты векторов h1 , h2 , x .

 

λ1 = 2,

λ2 = 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

h1 = (2;1),

h2 = (1; 2), x = (4;-3).

 

λ1 = −2, λ2 = 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

h1 = (-2;1), h2 = (1;-2), x = (2; 3).

 

λ1

= −1, λ2 = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = (-1; 2).

3)

 

h1 = (3; 2),

h2 = (2;1),

 

λ1

= 3, λ2 = −2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = (5; 4).

4)

 

h1 = (-3; 2), h2 = (3;1),

 

λ1 = −3,λ2 = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

h1 = (2;1),

h2 = (1;-2), x = (6; 5).

 

λ1

= 4,

λ2 = −1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = (2; 2).

6)

 

h1 = (1; 2),

h2 = (-2;1),

 

λ1

= 1,

λ2 = −3,

 

 

 

 

= (3;1),

 

 

 

 

7)

 

h1

h2 = (1;1), x = (4; 5).

 

λ1

= 3,

λ2 = 1,

 

 

 

 

 

 

8)

h1 = (2; 3), h2 = (-2;1), x = (4; 3).

 

λ1

= −4, λ2 = 3,

 

 

 

 

= (-2; 3),

 

 

9)

 

h1

h2 = (2;3), x = (5;-2).

10)λ1 = 2, λ2 = 3, h1 = (1; 2), h2 = (-2;1), x = (7; 3).

 

λ1 = 4, λ2 = 5,

 

 

11)

h1 = (2;-3), h2 = (-3;1), x = (4; 3).

12)λ1 = 1, λ2 = 2, h1 = (3;-1), h2 = (2;-1), x = (-5; 2).

13)λ1 = 2, λ2 = 4, h1 = (2; 3), h2 = (1;-2), x = (3; 7).

 

λ1 = 3, λ2 = 2,

 

 

14)

h1 = (-2; 3), h2 = (-1;3), x = (3; 6).

 

61

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

15)λ1 = 4, λ2 = 1, h1 = (1; 3), h2 = (2;1), x = (4; 3).

16)λ1 = 5, λ2 = 2, h1 = (4;1), h2 = (3;1), x = (7; 6).

 

λ1 = −1, λ2 = −2,

 

 

 

 

17)

h1 = (3;1), h2 = (2; 3), x = (4; 5).

18)λ1 = 4, λ2 = 1, h1 = (3; 4), h2 = (1;1), x = (7;−6).

19)

λ1

= −3,λ2 = 1,

h1 = (4;−1),

 

 

h2 = (2;1), x = (6; 4).

 

λ1

= 2, λ2 =1,

 

 

 

 

 

20)

h1 = (3; 2),

h2 = (1;1), x = (5; 3).

21)λ1 = 4, λ2 = 3, h1 = (1;1), h2 = (−3;1), x = (4; 7).

 

λ1 = −5,λ2 = −1,

 

 

22)

h1 = (3; 4), h2 = (1; 2), x = (7;1).

23)λ1 = 3, λ2 = 4, h1 = (5; 3), h2 = (2;1), x = (3; 5).

 

λ1

= −1,λ2 = 2,

 

 

 

 

 

 

 

24)

h1 = (2; 5), h2 = (1; 2), x = (7; 4).

 

λ1

= −4,λ2 = −3,

 

 

 

 

25)

h1 = (3; 4), h2 = (1; 2), x = (3;1).

26)λ1 = 2, λ2 = 5, h1 = (5; 3), h2 = (2;−1), x = (1; 2).

27)λ1 = 3, λ2 = −1, h1 = (−5; 3), h2 = (2; 3), x = (2;1).

28)λ1 = 5, λ2 = 4, h1 = (4; 3), h2 = (2; 3), x = (7;−2).

 

λ1

= 4, λ2 = 1,

 

 

= (7; 4),

 

 

 

 

x = (2; 5).

29)

h1

h2 = (2;1),

 

λ1

= 1, λ2 = 2,

 

 

= (6; 5),

 

 

x = (5; 6).

30)

h1

h2 = (1;1),

10.Квадратичные формы

10.1.Выписать матрицу квадратичной формы и методом Лагранжа найти канонический вид квадратичной формы.

1)x1x2 + x1x3 + x1x4 + x2 x3 + x2 x4 + x3 x4 .

2)x12 + 3x32 − 2x1x2 + 2x1x3 − 6x2 x3 .

3)x12 + 2x22 + x42 + 4x1x2 + 4x1x3 + 2x1x4 + 2x2 x3 + 2x2 x4 + 2x3x4 .

4)x12 + x22 + 3x32 + 4x1x2 + 2x1x3 + 2x2 x3 .

5)x12 + 2x22 + x32 + 2x1x2 + 4x1x3 + 2x2 x3 .

6)x32 − 3x22 − 2x1x3 + 2x2 x3 − 6x2 x1 .

7)

2x2

+ x2

+ x2

+ 4x x + 4x x + 2x x + 2x x + 2x x + 2x x

1

4

3

4

1

4

2

4

3

1

2

1

3

2

3 .

62

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

8)x22 − 3x12 − 2x2 x3 + 2x2 x1 − 6x1x3 .

9)x12 + 5x22 − 4x32 + 2x1x2 − 4x1x3 .

10)4x12 + x22 + x32 − 4x1x2 + 4x1x3 − 3x2 x3 .

11)x1x2 + x1x3 + x2 x3 .

12)2x12 +18x22 + 8x32 −12x1x2 + 8x1x3 − 27x2 x3 .

13)12x1x2 −12x12 − 3x22 −12x32 − 24x1x3 + 8x2 x3 .

14)x1x2 + x2 x3 + x3x4 + x4 x1 .

15)3x12 + 2x22 x32 − 2x42 − 2x1x2 − 4x2 x3 + 2x2 x4 .

16)2x22 +18x32 + 8x12 −12x2 x3 + 8x1x2 − 27x1x3 .

17)x22 + 5x32 − 4x12 + 2x2 x3 − 4x1x2 .

18)2x32 +18x12 + 8x22 −12x3x1 − 8x2 x3 − 27x1x2 .

19)2x1x2 + 4x1x3 x22 − 8x32 .

20)x22 + 5x32 − 4x12 + 2x2 x3 − 4x1x2 .

21)x1x2 .

22)2x12 + 3x22 + 4x32 − 2x1x2 + 4x1x3 − 3x2 x3 .

23)3x12 − 2x22 + 2x32 + 4x1x2 − 3x1x3 x2 x3 .

24)x12 + 4x22 + 6x42 − 2x1x2 + 2x2 x3 − 2x3x4 .

25)3x12 − 8x22 + 2x32 + 8x1x2 − 3x1x3 − 2x2 x3 .

26)x12 − 5x32 − 4x12 + 2x2 x3 − 8x1x2 .

27)4x12 + 4x22 − 8x1x2 + x13 x2 x3 .

28)x12 + 2x22 + x32 x1x2 + 4x3x2 .

29)x12 + 4x22 x1x2 + 4x2 x3 .

30)x22 + 5x12 x32 + 2x2 x3 − 4x1x2 .

10.2. Определить тип квадратичной формы (положительно определенная, отрицательно определенная, неотрицательная, неположительная, знакопеременная).

1)

x2

+ 2x2

+ 3x2

− 2x x

2

− 4x

2

x

1

2

3

1

 

3 .

63

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

2)−2x12 − 5x22 − 6x32 − 4x1x2 + 4x1x3 + 4x2 x3 .

3)x12 + 3x22 + 2x1x2 + 5x32 − 2x1x3 − 4x2 x3 .

4)2x1x2 + 4x1x3 − 3x12 − 2x22 − 9x32 − 8x2 x3 .

5)2x12 + 5x22 + x32 + 6x1x2 + 2x1x3 + 4x2 x3 .

6)2x1x2 − 2x12 − 4x1x3 x22 + 4x2 x3 − 4x32 .

7)3x12 + 2x1x2 + 2x22 − 2x1x3 − 2x2 x3 + x32 .

8)4x1x3 − 2x12 x22 − 3x32 − 2x1x2 + 2x2 x3 .

9)x12 + 2x1x2 − 2x22 + 4x1x3 − 4x32 + 2x2 x3 .

10)2x1x3 x12 − 4x1x2 + 2x2 x3 − 5x22 − 3x32 .

11)2x12 + 2x1x2 + x22 + 6x32 + 6x1x3 + 4x2 x3 .

12)x12 + x22 + 4x1x3 − 2x2 x3 + 6x32 .

13)x12 + 2x1x2 + 2x22 + 4x1x3 − 2x2 x3 −13x32 .

14)2x1x2 x12 x22 − 2x1x3 + 4x2 x3 − 2x32 .

15)4x12 − 2x1x2 + x22 + 4x1x3 + 2x2 x3 + 3x32 .

16)6x12 + 8x1x2 + 4x1x3 + x2 x3 + 4x22 + x32 .

17)2x1x2 − 5x12 − 4x1x3 + 2x2 x3 − 3x32 .

18)3x12 + 4x1x2 + x22 + 2x1x3 + 4x2 x3 + x32 .

19)4x1x2 x12 x22 + 4x1x3 − 4x2 x3 + 2x32 .

20)2x1x3 − 5x12 − 4x1x2 x22 + 2x2 x3 − 3x32 .

21)2x1x2 − 3x12 x22 + 4x1x3 + 2x2 x3 − 5,5x32 .

22)x12 + 4x1x2 + 2x22 − 8x1x2 − 4x2 x3 + x32 .

23)2x12 − 2x1x2 + 4x22 + 2x1x3 − 4x2 x3 + 3x32 .

24)3x12 + 2x1x2 + 2x22 − 4x2 x3 x32 .

25)2x12 + 4x1x2 + 5x22 + 5x32 − 4x1x3 − 8x2 x3 .

26)x12 + 4x1x2 + 5x22 − 2x1x3 − 2x2 x3 + 2x32 .

64

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

27)x12 + x22 + 6x1x2 + 2x2 x3 + 2x1x3 + 5x32 .

28)4x1x2 x12 − 5x22 + 2x1x3 + 2x2 x3 −10x32 .

29)2x12 − 2x1x2 + 4x22 + 2x1x3 − 4x2 x3 + 3x32 .

30)x12 + 2x1x2 + x22 + 2x1x3 + 2x2 x3 + 3x32 .

11.Евклидовы пространства. Кривые и поверхности второго порядка

11.1. Используя процесс ортогонализации, перейти от базиса a, b, c к ортонормированному базису.

1)

a = (3; 1; 2) ,

b

= (1; 3; 1) ,

c (−1; 2; 4) .

 

a = (1; 3; 0) ,

 

= (2; −1; 1) ,

c (1; −1; 2) .

2)

b

 

a = (2; 1; −1) ,

 

= (4; 3; 2) ,

c (1; −1; 1) .

3)

b

 

a = (4; 1; 1) ,

 

= (2; −1; − 3) , c ( −1; 2; −1) .

4)

b

 

a = ( − 2; 3; 1) ,

 

= (1; 3; −1) ,

c (2; 4; 1) .

5)

b

 

a = (1; 2; −1) ,

 

= (5; 1; 1) ,

c (2; −1; 3) .

6)

b

 

a = (3; 2;1) ,

 

= (− 2; 2; 1) ,

c (3; 1; −1) .

7)

b

 

a = (3; 1; 2) ,

 

= (2; 1; 1) ,

c (2; −1; 4) .

8)

b

 

a = (4; 2; 1) ,

 

= (−1; 2; 1) ,

c (−1; 1; 2) .

9)

b

 

a = ( −1; 2; 1) ,

 

= (2;1; 3) ,

c (1;1; −1) .

10)

b

 

a = (1;1; 4) ,

 

= (0; − 3; 2) ,

c (2;1; −1) .

11)

b

 

a = (1; − 2; 0) ,

 

= (1;1; 3) ,

c (1;1; 4) .

12)

b

 

a = (1; 0; 5) ,

 

= (−1; 3; 2) ,

c (1; −1;1) .

13)

b

 

a = (1; 3; − 2) ,

 

= (0; −1; 2) ,

c (3; 3; 4) .

14)

b

 

a = (2; 3;1) ,

 

= (−1; 0;1) ,

c (2; 5; − 3) .

15)

b

 

a = (2; 3;1) ,

 

= (2; 2; 3) ,

c (4;1; 2) .

16)

b

 

a = (4; 2; 3) ,

 

= (3; 2; −1) ,

c (4;1; 2) .

17)

b

 

a = (1; 2; −1) ,

 

= (3; 0; 2) ,

c (−1; 1; 1) .

18)

b

 

a = (1; 4;1) ,

 

= (− 3; 2; 0) ,

c (1; −1; 2) .

19)

b

 

 

 

 

65

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

20)a = (2;1; − 2) ,

21)a = (0; 5;1) ,

22)a = (2; 2; −1) ,

23)a = (2; 2;1) ,

24)a = (2;1; 3) ,

25)a = (2; 3;1) ,

26)a = (1; −1; 2) ,

27)a = (1; 3; 6) ,

28)a = (−1; 2; 6) ,

29)a = (4; 7; 2) ,

30)a = (2; 2;1) ,

 

b

= (3; −1; 1) ,

c (4;1; 0) .

 

 

= (3; 2;1) ,

c (−1;1; 0) .

b

 

 

= (0; − 2;1) ,

c(1; 3;1) .

b

 

 

= (1; − 2; 0) ,

c (− 3; 2; 5) .

b

 

 

= (3; 5; 3) ,

c (4; 2;1) .

b

 

 

= (1; −1; 2) ,

c (2; −1; 0) .

b

 

 

= (3; 2; 0) ,

c ( −1;1;1) .

b

 

 

= (2; 2;1) ,

c (−1; 0;1) .

b

 

 

= (2; − 3; 0) ,

c ( −1; 5; 8) .

b

b = (7; −1; − 2) , c (3; 3;1) . b = (1; 2; 3) , c (4;1; 0) .

11.2. Привести уравнение кривой второго порядка к каноническому виду с помощью поворота системы координат и параллельного переноса. Отметить в старой системе координат центр кривой и направления осей новой системы координат. Построить кривую.

1)а) 17x2 −12xy + 8y2 − 20 = 0 ;

б) 9x2 + y2 + 6xy −12x − 4y + 3 = 0 .

2)а) 35x2 − 30xy − 5y2 + 4 = 0 ;

б) 4x2 − 4xy + y2 + 8x − 4y + 3 = 0 .

3)а) 4x2 + y2 − 4xy + 4x + 8y = 0 ;

б) 9x2 + 4y2 −12xy + 6x − 4y +1 = 0 .

4)а) 7x2 + 60xy + 32y2 − 52 = 0 ;

б) 5x2 − 2xy + y2 + 6x − 2y + 2 = 0 .

5)а) 16x2 + 8xy + y2 − 6x + 24y = 0 ; б) x2 − 6xy + 9y2 + 4x −12y − 51 = 0 .

6)а) 37x2 + 32xy +13y2 − 45 = 0 ;

66

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

б)

7)а)

б)

8)а)

б)

9)а)

б)

10)а)

б)

11)а)

б)

12)а)

б)

13)а)

б)

14)а)

б)

15)а)

б)

16)а)

б)

17)а)

б)

18)а)

б)

9x2 +12xy + 4y2 − 3x − 2y − 2 = 0 .

9x2 + 6xy + y2 − 8x + 24y = 0 ;

9x2 +12xy + 4y2 −12x − 8y + 4 = 0 .

37x2 −18xy +13y2 − 40 = 0 ;

5x2 − 24xy +10y2 + 2x + 2y +1 = 0 .

3y2 + 4xy + 4 = 0 ;

x2 + 2xy + y2 − 4x − 4y + 3 = 0 .

13x2 − 32xy + 37 y2 − 45 = 0 ;

x2 −10xy + 25y2 + x − 5y − 6 = 0 .

5x2 + 4xy + 8y2 − 32x − 56y + 80 = 0 ;

x2 − 4xy + 4y2 −1 = 0 .

9x2 + 24xy +16y2 − 230x +110y − 475 = 0 ;

x2 + 4xy + y2 − 9 = 0 .

5x2 +12xy − 22x −12y −19 = 0 ;

x2 − 5xy + 4y2 + x + 2y − 2 = 0 .

x2 + 2xy + y2 −10x − 6y + 25 = 0 ; x2 + 2xy + y2 + x + y = 0 .

5x2 + 8xy + 5y2 −18x −18y + 9 = 0 ;

4x2 −12xy + 9y2 − 2x + 3y − 2 = 0 .

5x2 + 6xy + 5y2 −16x −16y −16 = 0 ;

9x2 −12xy + 4y2 −1 = 0 .

6xy + 8y2 −12x − 26y +11 = 0 ;

x2 + 6xy + 9y2 − 4 = 0 .

7x2 +16xy − 23y2 −14x −16y − 218 = 0 ;

9x2 + 6xy + y2 −1 = 0 .

67

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

19)а)

б)

20)а)

б)

21)а)

б)

22)а)

б)

23)а)

б)

24)а)

б)

25)а)

б)

26)а)

б)

27)а)

б)

28)а)

б)

29)а)

б)

30)а)

б)

7x2 − 24xy − 38x + 24y +175 = 0 ;

4x2 +12xy + 9y2 − 4 = 0 .

9x2 + 24xy +16y2 − 40x + 30y = 0 ;

16x2 − 8xy + y2 −1 = 0 .

x2 + 2xy + y2 − 8x + 4 = 0 ;

4x2 +12xy + 9y2 − 9 = 0 .

4x2 − 4xy + y2 − 2x −14y + 7 = 0 ;

x2 + 4xy + 4y2 − 9 = 0 .

4x2 + 3xy + 4y2 − 5x + 2y − 7 = 0 ;

6xy +10y2 + 3x + y − 2 = 0 .

4x2 − 4xy + y2 − 8x + 6y − 2 = 0 ;

2x2 − 5xy −12y2 x + 26y −10 = 0 .

4xy − 3y2 + 6x + 6y +1 = 0 ;

3x2 + xy − 2y2 − 5x + 5y − 2 = 0 .

x2 + 2xy + y2 + y = 0 ;

4x2 +16xy +15y2 − 8x − 22y − 5 = 0 .

x2 − 4xy + y2 − 4x + 2y − 2 = 0 ;

4x2 − 4xy + y2 − 6x + 3y − 4 = 0 .

x2 + 4xy + 4y2 − 6x − 8y = 0 ;

x2 + 4xy + 4y2 + 3x + 6y − 4 = 0 .

10x2 − 8xy +10y2 − 28x + 20y + 65 = 0 ;

x2 y2 + 2x + 4y − 3 = 0 .

x2 − 2xy + y2 − 2x − 2y + 4 = 0 ;

3x2 − 8xy − 3y2 + 8x + 6y − 3 = 0 .

68

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

11.3. Привести уравнение поверхности второго порядка к каноническому виду. Сделать схематический рисунок поверхности в новой системе координат.

1)x2 + y2 + 5z2 − 6xy + 2xz − 2yz = 0 .

2)2xy + 2xz + 2yz − 2x − 6y = 0 .

3)x2 + y2 − 6xy + 2y + 2z = 0 .

4)3y2 + 3z2 + 4xy + 4xz − 2yz + 2x + 6z = 0 .

5)2x2 + y2 + 2z2 − 2xy + 2yz + 4x − 2y = 0 .

6)5x2 + 8z2 + 4xz − 32x − 56z = 0 .

7)2x2 + 2y2 + 3z2 + 4xy + 2xz + 2yz − 4x − 6y − 2z = 0 .

8)y2 + 2xy + 4xz + 2yz − 4x − 2y = 0 .

9)2xy − 2xz + 2yz + 4x + 6z = 0 .

10)6x2 + 5y2 + 7z2 − 4xy + 4xz + 6x + 2z = 0 .

11)x2 + z2 + 2xz + 4x = 0 .

12)2x2 + 6y2 + 2z2 − 2xy + 6xz − 2yz + 2x + 6y + 2z = 0 .

13)x2 + y2 + z2 + 2xy + 2xz + 2yz + 4x − 4z = 0 .

14)x2 + y2 + 4z2 + 2xy + 4xz + 4yz − 6z = 0 .

15)x2 − 2y2 + z2 + 4xy + 4yz −10zx + 2x + 4y −10z −1 = 0 .

16)2x2 + 5y2 + 2z2 − 4xy − 2xz + 4yz − 8x = 0 .

17)2x2 + 2y2 + 2z2 + 2xy + 2xz + 2yz − 3y = 0 .

18)x2 + y2 + z2 + 4xy + 2x + 2z = 0 .

19)x2 + y2 − 5z2 + 6xz + 4yz −14y = 0 .

20)2x2 + y2 + z2 + 6yz + 8x = 0 .

21)13x2 + 27 y2 − 48xy + 2z = 0 .

22)5y2 + 8z2 + 4yz − 32y − 56z = 0 .

23)5x2 + 9z2 +12xy − 22x −12y + 6z = 0 .

24)3x2 + 2y2 + 3z2 − 2xy + 2yz = 0 .

69

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

25)x2 + 3y2 − 3z2 + 6xz + 4yz −10x = 0 .

26)2x2 + 2y2 − 5z2 + 2xy − 2x − 4y − 4z = 0 .

27)2x2 + 2y2 + 3z2 + 4xy + 2yz + 2zx − 4x + 6y − 2z + 3 = 0 .

28)x2 + 5y2 + z2 + 2xy + 2yz + 6zx − 2x + 6y + 2z = 0 .

29)2x2 + 5y2 + 2z2 − 2xy − 4xz + 2yz + 2x −10y − 2z −1 = 0 .

30)x2 − 2y2 + z2 + 4xy + 4yz −10zx + 2x + 4y −10z = 0 .

70

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]