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

РОЗРАХУНКОВА

.pdf
Скачиваний:
122
Добавлен:
17.03.2016
Размер:
1.18 Mб
Скачать

а) нормальне рівняння площини

M1M2M3;

б) довжину висоти M4H, застосовую-

чи формулу знаходження відстані від точки M4 до площини M1M2M3;

в) точку, симетричну точці M4 віднос-

но площини M1M2M3;

г) точку, симетричну точці M4 віднос-

но ребра M1M2;

д) кут між прямою M1M4 та площи-

ною M1M2M3;

е) рівняння площини, яка поділяє навпіл двогранний кут між площинами

M1M2M4 та M1M2M3.

11. Скласти рівняння усіх граней тіла, яке обмежене: координатними площи- нами; площиною, що паралельна осі Oy і відтинає на осях Ox і Oz рівні відрізки довжиною 2; площиною, що проходить через точки (−2;5;3),(0;0;3),(2;5;−3).

Зобразити тіло графічно.

12. Задано точку M0(0;3;0) та прямі

l :

x −2

=

y +1

 

=

z −1

;

−3

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

l2 :

x −1

=

y

=

z − 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

1

 

 

 

0

 

2

 

а) скласти канонічне рівняння та обчи- слити довжину перпендикуляра, прове- деного з точки M0 на пряму l1;

б) знайти рівняння спільного перпенди- куляра до прямих l1 і l2 та найкоротшу

відстань між ними.

13. Скласти канонічне та полярне рів- няння:

а) еліпса, якщо мала піввісь b = 215,

7

ексцентриситетε = 8 ;

б) гіперболи, якщо рівняння її асимптот

5

y = ±6x і дійсна піввісьa = 6;

в) параболи Π, якщо її вісь симетрії

Oy, A(−2;32) Π.

Визначити всі характеристики кривих. Побудувати ці криві.

14. Записати канонічне рівняння кривої другого порядку, визначити її тип:

5x2 + 4xy + 8y2 − 32x −56y + 80 = 0.

15.Визначити тип та побудувати пове- рхню:

x2 − 4y2 z2 + 4 = 0.

16.Побудувати тіло, обмежене поверх- нями:

z= 9 −y2,3x + 4y = 12, x = 0,y = 0,z = 0(y ≥ 0).

17.Скласти рівняння поверхні тіла,

утвореного

обертанням

кривої

2y + z = 2,

 

 

 

 

 

 

навколо осі Ox. Зробити

 

x = 0

 

 

рисунок.

18. Зясувати, які із заданих відобра- жень R3 → R3 є лінійними. Для ліній- них відображень обчислити їх матриці в канонічному базисі:

Ax = (2x3;x1 + x2 x3;x1 + 2)

Bx = (x1;x2 + 3x3;0).

19. Знайти власні

 

6

0

−10

 

числа і власні век-

 

 

A =

−8

8

1

.

тори матриці A.

Побудувати поді-

 

1

0

−1

 

бну їй діагональну

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицю.

 

 

 

 

 

20.Знайти ортогональні перетворення, які приводять квадратичну форму з за- вдання 14 до канонічного вигляду, за- писати канонічний вигляд цієї форми.

21.Застосовуючи теорему Сильвестра, дослідити на знаковизначеність квадра- тичну форму:

5x12 + 4x22 + 2x32 + 6x1x2 + 2x1x3 −2x2x3.

51

x + 3y − 4z = 3,
2x +y z = 3,
x +y + 3z = 6.

Варіант 25

1.Обчислити визначник:

а) зведенням до три- кутного вигляду; б) методом розкладу

за елементами деяко- го рядка або стовпця.

2.Довести, що матриця рівняння f(x) = 0 :

12 −4

A = 10 −3 ;f(x) =

4

−2

6

2

0

2

−1

0

2

−1

4

8

4

−2

6

4

Aзадовольняє

x2 −9x + 4.

3. Для матриці A знайти обернену мат- рицю A−1. Результат перевірити.

 

7

−4

 

 

3

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) A =

−5

3

 

;б) A =

2

6

4

.

 

 

 

 

 

−2

−3

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розвязати систему рівнянь:

а) за формулами Крамера; б) методом Гаусса.

5. Дослідити на сумісність систему лі- нійних алгебричних рівнянь. Знайти фундаментальну систему розвязків ві- дповідної однорідної системи. Знайти загальний розвязок неоднорідної сис-

теми за формулою:

xç.í = xç.î + x÷.í ,

де xç.í загальний розвязок неоднорі- дної системи; xç.î загальний розвязок однорідної системи; x÷.í частинний розвязок неоднорідної системи.

 

3x

 

+ 4x

 

+ x

 

+ 2x

 

= 3,

 

 

1

 

2

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x1

+ 8x2 + 2x3 + 5x4 = 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+12x

 

+ 3x

 

+ 7x

 

= 13,

9x

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

+ 4x

 

+ x

 

+ 3x

 

= 4.

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Дано координати точок M1(−1;2;4),

M2(−1;−2;−4),M3(3;0;−1),M4(7;−3;1).

Довести, що вони не лежать в одній площині. Знайти:

а) довжину та напрямні косинуси век-

тора M1M2;

б) кут M2M1M3;

в) площу M1M2M3;

г) обєм піраміди M1M2M3M4;

д) висоту піраміди M4H, застосовую-

чи проекцію вектора на вісь.

7. Дано вектори p = (1;4;1), q = (−3;2;0),r = (1;−1;2). Довести, що вони утворюють базис. Знайти:

а) координати вектора a = (−9;−8;−3) в цьому базисі;

б) одиничний вектор c, який ортогона- льний до векторів p і q, якщо вектор c утворює гострий кут з віссю Oz.

8.

Дано

вектори

a = 3p +q

 

і

 

 

 

 

 

 

 

π

b = p − 3q,

 

 

 

 

 

 

 

 

p

= 7,

q

= 2,(p,q) =

 

.

 

4

 

 

 

 

 

 

Знайти:

а) площу трикутника, побудованого на

векторах a і b;

б) довжини діагоналей паралелограма,

побудованого на векторах a і b;

в) проекцію ï ð (−3a + 2b).

b

9. Дано точки A(−4;2),B(−2;−2),C(6;8).

УABC знайти:

а) рівняння медіаниAM , записати як рівняння у відрізках; б) канонічне та загальне рівняння бісе- ктриси BF;

в) рівняння висотиCD , записати як но- рмальне рівняння та рівняння з кутовим коефіцієнтом, обчислити довжину CD; г) параметричне рівняння прямої, що проходить через точку A паралельно до бісектриси BF.

10. Дано координати точок M1,M2,M3,

M4 (див. завдання 6). Знайти:

52

а) нормальне рівняння площини

M1M2M3;

б) довжину висоти M4H, застосовую-

чи формулу знаходження відстані від точки M4 до площини M1M2M3;

в) точку, симетричну точці M4 віднос-

но площини M1M2M3;

г) точку, симетричну точці M4 віднос-

но ребра M1M2;

д) кут між прямою M1M4 та площи-

ною M1M2M3;

е) рівняння площини, яка поділяє навпіл двогранний кут між площинами

M1M2M4 та M1M2M3.

11. Скласти рівняння усіх граней тіла, яке обмежене: координатними площи- нами; площиною, що проходить через точки (0;0;1),(−2;3;1),(4;0;−1). пло-

щиною, що проходить через точки (2;0;0) і (0;1;0) паралельно осі Oz. Зо-

бразити тіло графічно.

12. Задано точку M0(−1;1;0) та прямі

l :

x −2

=

y −1

=

z

 

;

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

1

 

−1

 

 

 

x

y −1

 

z + 3

 

l2 :

 

=

 

 

 

=

 

 

.

2

1

 

0

а) скласти канонічне рівняння та обчи- слити довжину перпендикуляра, прове- деного з точки M0 на пряму l1;

б) знайти рівняння спільного перпенди- куляра до прямих l1 і l2 та найкоротшу

відстань між ними.

13. Скласти канонічне та полярне рів- няння:

а)

еліпса, якщо велика піввісь a = 13 і

один з фокусів F(−5;0);

 

б)

гіперболи,

якщо

уявна піввісь

 

 

 

 

 

b = 4 6 і один з фокусів F(−7;0);

в)

параболи,

якщо

її директриса

D : x = −

3

.

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

Визначити всі характеристики кривих. Побудувати ці криві.

14. Записати канонічне рівняння кривої другого порядку, визначити її тип:

3x2 −2xy + 3y2 − 4x − 4y −12 = 0.

15. Визначити тип та побудувати пове- рхню:

4x2 y2 z2 − 4 = 0.

16. Побудувати тіло, обмежене поверх- нями:

z= x2 +y2,y = x2,y = 1,z = 0.

17.Скласти рівняння поверхні тіла,

утвореного

 

обертанням

кривої

 

2

,

 

y = 4 −x

 

 

 

 

навколо осіOx .

Зробити

 

 

z = 0

 

 

 

 

 

 

 

рисунок.

18. Зясувати, які із заданих відобра- жень R3 → R3 є лінійними. Для ліній- них відображень обчислити їх матриці в канонічному базисі:

Ax = (x2 − 3x3;x1 + 2x3;x1 x2 x3)

Bx = (0;x1 + 5;x3).

19.

Знайти

власні

 

3

0

8

 

числа і власні век-

 

 

A =

−2

−2

3

.

тори

матриці A.

Побудувати

подіб-

 

1

0

5

 

ну

їй

діагональну

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицю.

20.Знайти ортогональні перетворення, які приводять квадратичну форму з за- вдання 14 до канонічного вигляду, за- писати канонічний вигляд цієї форми.

21.Застосовуючи теорему Сильвестра, дослідити на знаковизначеність квадра- тичну форму:

−5x12 −5x22 x32 + 2x1x2 + 4x2x3.

53

x + 2y z = 5,
2x + 3y − 4z = 11,
3x +y + z = 6.

Варіант 26

1.Обчислити визначник:

а) зведенням до три- кутного вигляду; б) методом розкладу

за елементами деяко- го рядка або стовпця.

2.Довести, що матриця рівняння f(x) = 0 :

A =

−4

0

;f(x) =

2

−3

 

 

 

 

1

−3

5

1

1

−1

2

6

0

1

−3

2

0

2

−3

1

Aзадовольняє

x2 + 7x +12.

3. Для матриці A знайти обернену мат- рицю A−1. Результат перевірити.

 

5

8

 

 

 

 

2

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) A =

8

13

 

 

 

; б) A =

3 1

−2

.

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розвязати систему рівнянь:

а) за формулами Крамера; б) методом Гаусса.

5. Дослідити на сумісність систему лі- нійних алгебричних рівнянь. Знайти фундаментальну систему розвязків ві- дповідної однорідної системи. Знайти загальний розвязок неоднорідної сис-

теми за формулою:

xç.í = xç.î + x÷.í ,

де xç.í загальний розвязок неоднорі- дної системи; xç.î загальний розвязок однорідної системи; x÷.í частинний розвязок неоднорідної системи.

2x

1

x

2

+ 2x

3

x

4

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 5x2

+ 4x3

+ 3x4 = 1,

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3x

 

+ 8x

 

+ x

 

= 1,

5x

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

+ 4x

 

+ 6x

 

+ 2x

 

= 1.

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Дано координати точок M1(0;−3;1),

M2(−4;1;2),M3(2;−1;5),M4(3;1;−4).

Довести, що вони не лежать в одній площині. Знайти:

а) довжину та напрямні косинуси век-

тора M1M2;

б) кут M2M1M3;

в) площу M1M2M3;

г) обєм піраміди M1M2M3M4;

д) висоту піраміди M4H, застосовую-

чи проекцію вектора на вісь.

7.

Дано

вектори

p = (0;2;1),

q = (0;1;−1),r

= (5;−3;2). Довести, що

вони утворюють базис. Знайти:

а) координати вектора a = (15;−20;−1) в цьому базисі;

б) одиничний вектор c, який ортогона- льний до векторів p і q, якщо вектор c утворює тупий кут з віссю Oz.

8.

Дано

вектори

a = 5p q і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = p +q,

p

 

= 5,

q

= 3,(p,q) =

 

.

 

6

 

 

 

 

 

 

Знайти:

а) площу трикутника, побудованого на

векторах a і b;

б) довжини діагоналей паралелограма,

побудованого на векторах a і b;

в) проекцію ï ð (2a b).

b

9. Дано точки A(−3;0),B(1;4),C(3;−1).

УABC знайти:

а) рівняння медіаниAM , записати як рівняння у відрізках; б) канонічне та загальне рівняння бісе- ктриси BF;

в) рівняння висотиCD , записати як но- рмальне рівняння та рівняння з кутовим коефіцієнтом, обчислити довжину CD; г) параметричне рівняння прямої, що проходить через точку A паралельно до бісектриси BF.

10. Дано координати точок M1,M2,M3,

M4 (див. завдання 6). Знайти:

54

а) нормальне рівняння площини

M1M2M3;

б) довжину висоти M4H, застосовую-

чи формулу знаходження відстані від точки M4 до площини M1M2M3;

в) точку, симетричну точці M4 віднос-

но площини M1M2M3;

г) точку, симетричну точці M4 віднос-

но ребра M1M2;

д) кут між прямою M1M4 та площи-

ною M1M2M3;

е) рівняння площини, яка поділяє навпіл двогранний кут між площинами

M1M2M4 та M1M2M3.

11. Скласти рівняння усіх граней тіла, яке обмежене: координатними площи- нами; площиною, що проходить через точку (0;0;−3) та лінію перетину пло- щин 2x + 3y −6 = 0 і Oxy; площи- ною, що проходить через точку (0;0;−2) паралельно площині Oxy;

площиною, що проходить через точку (1;0;−2) перпендикулярно до осі Ox.

Зобразити тіло графічно.

12. Задано точку M0(4;0;−1) та прямі

l :

x + 3

=

y −2

=

z

;

 

−1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0

 

 

 

3

 

l2 :

 

x

=

y +1

=

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

−1

2

 

1

 

а) скласти канонічне рівняння та обчи- слити довжину перпендикуляра, прове- деного з точки M0 на пряму l1;

б) знайти рівняння спільного перпенди- куляра до прямих l1 і l2 та найкоротшу

відстань між ними.

13. Скласти канонічне та полярне рів- няння:

а) еліпса, якщо мала піввісь b = 7 і один з фокусів F(13;0) ;

б) гіперболи, якщо уявна піввісь b = 4 і один з фокусів F(−11;0);

в) параболи, якщо її директриса

D : x = 13.

Визначити всі характеристики кривих. Побудувати ці криві.

14.Записати канонічне рівняння кривої другого порядку, визначити її тип:

x2 −6xy +y2 − 4x − 4y +12 = 0.

15.Визначити тип та побудувати пове- рхню:

x2 +y2 + 2 = z.

16.Побудувати тіло, обмежене поверх- нями:

az = a2 x2 y2,z = a x y,

x= 0,y = 0,z = 0.

17.Скласти рівняння поверхні тіла,

утвореного

обертанням

кривої

 

2

,

 

 

xy = a

 

 

 

 

 

навколо осі Ox. Зробити ри-

 

 

z = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сунок.

 

 

 

 

18. Зясувати, які із заданих відобра- жень R3 → R3 є лінійними. Для ліній- них відображень обчислити їх матриці в канонічному базисі:

Ax = (x1 −2x2;x2 + 3x3;x1 x2)

Bx = (x

1

+ x

;−x

;−x

1

x3).

 

3

 

2

 

3

 

19. Знайти власні

 

−5 0

−1

числа і власні ве-

 

A =

4

−3 −3 .

ктори матриці A.

Побудувати

поді-

 

 

8

0

4

бну їй діагональ- ну матрицю.

20.Знайти ортогональні перетворення, які приводять квадратичну форму з за- вдання 14 до канонічного вигляду, за- писати канонічний вигляд цієї форми.

21.Застосовуючи теорему Сильвестра, дослідити на знаковизначеність квадра- тичну форму:

x22 + 3x32 − 8x1x2 + 4x1x3.

55

3x + 2y z = 1,
x +y + 2z = 2,
2x + 2y + 5z = 3.
−1 −3 4 5 1 −2 2 −4 1 3 −2 −8 0 0 6 2

Варіант 27

1. Обчислити визначник:

а) зведенням до трикутного вигляду; б) методом розкла- ду за елементами деякого рядка або стовпця.

2. Довести, що матриця A задовольняє рівняння f(x) = 0 :

A =

10

−5

;f(x) = x2

−14x + 5.

−7

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Для матриці A знайти обернену мат-

рицю A−1. Результат перевірити.

 

 

 

 

 

−1

−1

 

0

−1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) A =

−4 5

; б) A =

2 0

4

.

 

 

 

 

 

 

0

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розвязати систему рівнянь:

а) за формулами Крамера; б) методом Гаусса.

5. Дослідити на сумісність систему лі- нійних алгебричних рівнянь. Знайти фундаментальну систему розвязків ві- дповідної однорідної системи. Знайти загальний розвязок неоднорідної сис-

теми за формулою:

xç.í = xç.î + x÷.í ,

де xç.í загальний розвязок неоднорі- дної системи; xç.î загальний розвязок однорідної системи; x÷.í частинний розвязок неоднорідної системи.

3x

1

+ x

2

+ 3x

3

+ 4x

4

= 8,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x3

− 4x4

= 3,

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

 

+ 2x

 

+ 8x

 

= 5,

2x

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

 

+ x

 

+12x

 

= 2.

x

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Дано

координати

 

точок

 

M1(1;3;0),

M2(4;−1;2),M3(3;0;1),M4(−4;3;5). До-

вести, що вони не лежать в одній пло- щині. Знайти:

а) довжину та напрямні косинуси век-

тора M1M2;

б) кут M2M1M3;

в) площу M1M2M3;

г) обєм піраміди M1M2M3M4;

д) висоту піраміди M4H, застосовую-

чи проекцію вектора на вісь.

7.

Дано

вектори

p = (1;0;1),

q = (1;−2;0),r

= (0;3;1).

Довести, що

вони утворюють базис. Знайти:

а)

координати

вектора

a = (2;7;5) в

цьому базисі;

б) одиничний вектор c, який ортогона- льний до векторів p і q, якщо вектор c утворює тупий кут з віссю Oz.

8.

Дано

 

вектори

a = 3p − 4q

 

і

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = p + 3q,

p

= 2,

q

= 3,(p,q) =

 

.

4

 

 

 

 

 

 

Знайти:

а) площу трикутника, побудованого на

векторах a і b;

б) довжини діагоналей паралелограма,

побудованого на векторах a і b;

в) проекцію

 

 

ï ð (a +b).

b

9. Дано точки A(3;−2),B(1;5),C(−4;3).

УABC знайти:

а) рівняння медіаниAM , записати як рівняння у відрізках; б) канонічне та загальне рівняння бісе- ктриси BF;

в) рівняння висотиCD , записати як но- рмальне рівняння та рівняння з кутовим коефіцієнтом, обчислити довжину CD; г) параметричне рівняння прямої, що проходить через точку A паралельно до бісектриси BF.

10. Дано координати точок M1,M2,M3,

M4 (див. завдання 6). Знайти:

56

а) нормальне рівняння площини

M1M2M3;

б) довжину висоти M4H, застосовую-

чи формулу знаходження відстані від точки M4 до площини M1M2M3;

в) точку, симетричну точці M4 віднос-

но площини M1M2M3;

г) точку, симетричну точці M4 віднос-

но ребра M1M2;

д) кут між прямою M1M4 та площи-

ною M1M2M3;

е) рівняння площини, яка поділяє навпіл двогранний кут між площинами

M1M2M4 та M1M2M3.

11. Скласти рівняння усіх граней тіла, яке обмежене: координатними площи- нами; площиною, що проходить через точки (0;0;2),(−1;2;3),(1;1;1); площи-

ною,

що проходить через пряму

x =

y

=

z −2

 

перпендикулярно до

 

−2

3

 

 

площини Oyz. Зобразити тіло графічно.

12. Задано точку M0(1;4;0) та прямі

l :

x − 3

 

=

y +1

 

=

z −1

;

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

0

 

 

 

1

 

 

l2 :

x

=

y −2

=

z +1

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

0

2

 

3

 

а) скласти канонічне рівняння та обчи- слити довжину перпендикуляра, прове- деного з точки M0 на пряму l1;

б) знайти рівняння спільного перпенди- куляра до прямих l1 і l2 та найкоротшу

відстань між ними.

13. Скласти канонічне та полярне рів- няння:

а) еліпса Ε, якщо A(−3;0),

B(1;340) Ε;

б) гіперболиΓ, якщо рівняння її асимп-

тот y = ±23x,A(−6;22) Γ;

в) параболи, якщо її директриса

D : y = 4.

Визначити всі характеристики кривих. Побудувати ці криві.

14. Записати канонічне рівняння кривої другого порядку, визначити її тип:

x2 +10xy +y2 +18x −6y −16 = 0.

15. Визначити тип та побудувати пове- рхню:

2x2 +y2 − 4z = 0.

16. Побудувати тіло, обмежене поверх- нями:

z2 = xy,x + y = 1,z = 0.

17. Скласти рівняння поверхні тіла, утвореного обертанням кривої

x + z = 2,

 

 

 

 

 

 

навколо осі Oy. Зробити

 

= 0

y

 

 

 

 

 

 

 

рисунок.

 

18.

Зясувати, які із заданих відобра-

жень R3 → R3 є лінійними. Для ліній- них відображень обчислити їх матриці в канонічному базисі:

Ax = (x1;x2 + x3;x1 + x2 + 3x3) Bx = (x2;−x3 +1;x1 x2).

19. Знайти власні числа і власні век- тори матриці A. Побудувати поді- бну їй діагональну матрицю.

 

4

13

10

 

A =

0

1

0

.

 

−1

7

−3

 

 

 

 

 

 

20.Знайти ортогональні перетворення, які приводять квадратичну форму з за- вдання 14 до канонічного вигляду, за- писати канонічний вигляд цієї форми.

21.Застосовуючи теорему Сильвестра, дослідити на знаковизначеність квадра- тичну форму:

2x12 + 7x22 + x32 −6x1x2 + 2x1x3 − 4x2x3.

57

2x y + z = 8,
x − 3y −5z = 6,
3x +y −7z = −4.

Варіант 28

1. Обчислити визначник:

а) зведенням до трику- тного вигляду; б) методом розкладу за

елементами деякого ря- дка або стовпця.

0

1

2

4

5

1

2

−3

5

1

0

7

0

1

2

−5

2. Довести, що матриця A задовольняє рівняння f(x) = 0 :

−7 −5

A =

9

6

;f(x) = x2

+ x + 3.

 

 

 

3. Для матриці A знайти обернену мат- рицю A−1. Результат перевірити.

1 1 1

5 13

а) A = 3 8 ; б) A = 1 2 3 . 1 3 4

4. Розвязати систему рівнянь:

а) за формулами Крамера; б) методом Гаусса.

5. Дослідити на сумісність систему лі- нійних алгебричних рівнянь. Знайти фундаментальну систему розвязків ві- дповідної однорідної системи. Знайти загальний розвязок неоднорідної сис-

теми за формулою:

xç.í = xç.î + x÷.í ,

де xç.í загальний розвязок неоднорі- дної системи; xç.î загальний розвязок однорідної системи; x÷.í частинний розвязок неоднорідної системи.

x

1

−2x

2

+ x

3

= −3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 x2

−2x4 = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

 

x

 

−2x

 

= 4,

2x

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3x

 

−2x

 

−2x

 

= 7.

x

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Дано координати точокM1(−2;−1;−1),

M2(0;3;2),M3(3;1;−4),M4(−4;7;3). До-

вести, що вони не лежать в одній пло- щині. Знайти:

а) довжину та напрямні косинуси век-

тора M1M2;

б) кут M2M1M3;

в) площу

M1M2M3;

г) обєм піраміди M1M2M3M4;

д) висоту піраміди M4H, застосовую-

чи проекцію вектора на вісь.

7. Дано

вектори p = (0;1;5),

q = (3;−1;2),r = (−1;0;1). Довести, що вони утворюють базис. Знайти:

а) координати вектора a = (8;−7;−13) в цьому базисі;

б) одиничний вектор c, який ортогона- льний до векторів p і q, якщо вектор c утворює тупий кут з віссю Oz.

8.

Дано

 

вектори

a = 6p q

 

і

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = p + 5q,

p

=

 

,

q

= 4,(p,q) =

 

.

2

6

Знайти:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) площу трикутника, побудованого на

векторах a і b;

б) довжини діагоналей паралелограма,

побудованого на векторах a і b;

в) проекцію ï ð (−a +b).

b

9. Дано точки A(5;8),B(−2;9),C(−4;5).

ВABC знайти:

а) рівняння медіаниAM , записати як рівняння у відрізках; б) канонічне та загальне рівняння бісе- ктриси BF;

в) рівняння висотиCD , записати як но- рмальне рівняння та рівняння з кутовим коефіцієнтом, обчислити довжину CD; г) параметричне рівняння прямої, що проходить через точку A паралельно до бісектриси BF.

10. Дано координати точок M1,M2,M3,

M4 (див. завдання 6). Знайти:

58

а) нормальне рівняння площини

M1M2M3;

б) довжину висоти M4H, застосовую-

чи формулу знаходження відстані від точки M4 до площини M1M2M3;

в) точку, симетричну точці M4 віднос-

но площини M1M2M3;

г) точку, симетричну точці M4 віднос-

но ребра M1M2;

д) кут між прямою M1M4 та площи-

ною M1M2M3;

е) рівняння площини, яка поділяє навпіл двогранний кут між площинами

M1M2M4 та M1M2M3.

11. Скласти рівняння усіх граней тіла, яке обмежене: координатними площи- нами; площиною, що проходить через

пряму

x

=

y −1

=

z + 3

і точку

 

2

−1

 

 

 

3

 

(0;0;−3); площиною, що проходить че-

рез точки (0;3;0) і (0;0;−3)

паралельно

осі Ox. Зобразити тіло графічно.

12. Задано точку M0(3;−5;0) та прямі

l :

x +1

=

y + 3

=

z

;

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

−1

l2 :

x −1

=

y +1

=

z + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

1

 

0

 

 

 

2

а) скласти канонічне рівняння та обчи- слити довжину перпендикуляра, прове- деного з точки M0 на пряму l1;

б) знайти рівняння спільного перпенди- куляра до прямих l1 і l2 та найкоротшу

відстань між ними.

13. Скласти канонічне та полярне рів- няння:

а) еліпса Ε, якщо ексцентриситет

ε = 56, A(0;−11) Ε;

б) гіперболи Γ, якщо A(323 ;1),

B(8;0) Γ;

в) параболи, якщо її директриса

D : y = −3.

Визначити всі характеристики кривих. Побудувати ці криві.

14.Записати канонічне рівняння кривої другого порядку, визначити її тип:

2x2 +12xy + 2y2 + 60x + 20y + 51 = 0.

15.Визначити тип та побудувати пове- рхню:

x2 +y2 + z2 = 2x + 2y −1.

16.Побудувати тіло, обмежене поверх- нями:

x2 +y2 = 2x,x2 +y2 = 2y,

z= 0,z = x + 2y.

17.Скласти рівняння поверхні тіла,

утвореного обертанням кривої

 

2

2

x

 

+(y −1) = 1,

 

 

навколо осі Ox.

 

 

z = 0

Зробити рисунок.

18. Зясувати, які із заданих відобра- жень R3 → R3 є лінійними. Для ліній- них відображень обчислити їх матриці в канонічному базисі:

Ax = (x2 x3;3;x2 + x3)

Bx = (x1;0;x3).

19.

Знайти

власні

 

2

0

1

 

числа і власні век-

 

 

A =

−3

−7

5

.

тори

матриці A.

Побудувати

подіб-

 

1

0

2

 

ну

їй

діагональну

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицю.

20.Знайти ортогональні перетворення, які приводять квадратичну форму з за- вдання 14 до канонічного вигляду, за- писати канонічний вигляд цієї форми.

21.Застосовуючи теорему Сильвестра, дослідити на знаковизначеність квадра- тичну форму:

x12 −2x22 − 3x32 + x1x3 + 4x2x3.

59

x +y + 2z = −1,
2x y + 2z = −4,
4x +y + 4z = −2.

Варіант 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обчислити визначник:

 

 

 

 

 

 

а) зведенням до три-

 

1

 

−3

2

1

 

 

 

 

кутного вигляду;

 

0

 

0

2

−1

 

 

б) методом розкла-

 

 

 

 

 

1

 

−7

9

−2

 

 

ду за елементами

 

 

 

 

деякого рядка або

 

−1

3

−2 −4

 

 

стовпця.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Довести, що матриця A задовольняє

рівняння f(x) = 0 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

0

−6

 

 

 

;f(x) = x2

+ 3x +12.

 

 

 

 

2

 

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Для матриці A знайти обернену мат-

рицю A−1. Результат перевірити.

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

1

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) A =

 

 

3 5

; б) A =

2 1

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 −1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розвязати систему рівнянь:

а) за формулами Крамера; б) методом Гаусса.

5. Дослідити на сумісність систему лі- нійних алгебричних рівнянь. Знайти фундаментальну систему розвязків ві- дповідної однорідної системи. Знайти загальний розвязок неоднорідної сис-

теми за формулою:

xç.í = xç.î + x÷.í ,

де xç.í загальний розвязок неоднорі- дної системи; xç.î загальний розвязок однорідної системи; x÷.í частинний розвязок неоднорідної системи.

 

2x

1

+ x

2

−2x

3

x

4

= 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x1 x2

−2x3 = 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−2x

 

+ x

 

= −3,

 

x

1

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7x

 

− 4x

 

− 4x

 

+ x

 

= −1.

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Дано координати точок M1(−3;−5;6),

M2(2;1;−4),M3(0;−3;−1),M4(−5;2;−8).

Довести, що вони не лежать в одній площині. Знайти:

а) довжину та напрямні косинуси век-

тора M1M2;

б) кут M2M1M3;

в) площу M1M2M3;

г) обєм піраміди M1M2M3M4;

д) висоту піраміди M4H, застосовую-

чи проекцію вектора на вісь.

7.

Дано

вектори

p = (4;0;1),

q = (3;1;−1),r

= (0;−2;1). Довести, що

вони утворюють базис. Знайти:

а) координати вектора a = (0;−8;9) в цьому базисі;

б) одиничний вектор c, який ортогона- льний до векторів p і q, якщо вектор c утворює тупий кут з віссю Oz.

8.

Дано

 

вектори

a = 2p + 3q і

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = p −2q,

p

= 2,

q

= 1,(p,q) =

 

.

3

 

 

 

 

 

 

Знайти:

а) площу трикутника, побудованого на

векторах a і b;

б) довжини діагоналей паралелограма,

побудованого на векторах a і b;

в) проекцію ï ð (a +b).

b

9. Дано точки A(−3;−4),B(−4;3),C(2;2).

УABC знайти:

а) рівняння медіаниAM , записати як рівняння у відрізках; б) канонічне та загальне рівняння бісе- ктриси BF;

в) рівняння висотиCD , записати як но- рмальне рівняння та рівняння з кутовим коефіцієнтом, обчислити довжину CD; г) параметричне рівняння прямої, що проходить через точку A паралельно до бісектриси BF.

10. Дано координати точок M1,M2,M3,

M4 (див. завдання 6). Знайти:

60