- •9)Вычислите .
- •10) Найдите размерность и какой-нибудь базис пространства решений уравнения
- •12) Определите ранг матрицы
- •13) Найдите матрицу X из уравнения
- •14) Является ли система векторов a1=(1,1,1,1), a2=(1,2,3,4), a3=(5,6,7,8), a4=(4,3,2,1), a5=(1,1,-1,-1) линейно зависимой?
- •15) Запишите квадратичную форму, имеющую данную матрицу
- •16) С помощью правила Крамера решите систему уравнений
- •17) Найдите матрицу перехода от базиса e1=(3, 2), e2=(2, 1) к базису e1’=(2, −2), e2’=(−1, 6)
- •20) Найдите размерность и базис линейной оболочки системы столбцов
- •23) Найдите общее решение системы линейных уравнений
- •24) Выясните, являются ли векторы a1=(2, −3, 1), a 2=(3, −1,5), a3=(1, −4, 3) линейно зависимыми.
- •27) Найдите фундаментальную систему решений системы линейных уравнений
- •30) Найдите размерность пространства решений уравнения
- •42) Найдите какие-нибудь матрицы A и В второго порядка, для которых rang (AB)≠rang(BA), или докажите, что таких матриц не существует.
- •43) Является ли линейным пространством множество всех матриц второго порядка (с обычными операциями), у каждого из которых линейно зависимые строки?
- •59) Найдите собственные векторы и собственные значения оператора дифференцирования в пространстве бесконечно дифференцируемых функций.
- •79) Является ли линейным пространством множество всех квадратичных форм с обычными операциями сложения и умножения на вещественные числа?
- •81) Укажите какой-нибудь базис пространства всех симметричных матриц второго порядка.
- •86) Найдите собственные значения и собственные векторы оператора, заданного матрицей
- •91) Запишите в матричном виде квадратичную форму
- •93) Образует ли линейное пространство множество всех невырожденных матриц второго порядка с обычными операциями сложения матриц и умножения матриц на вещественные числа?
- •95) Найдите матрицу линейного функционала, который каждой строке чисел из R3 ставит в соответствие сумму этих чисел.
- •101) Всегда ли произведение симметричных матриц является симметричной матрицей?
- •102) Решите матричное уравнение
- •103) Приведите пример матрицы A размера 3х3, у которой все элементы разные и rang(A)=1, или докажите, что такой матрицы не существует.
- •118) Определите координаты концов A и B отрезка, который точками C(2, 2) и D(1, 5) разделён на три равные части.
- •121) Отрезок с концами в точках А(3, −2) и В(6, 4) разделен на три равные части. Найдите координаты точек деления.
- •122) Даны две смежные вершины параллелограмма А(-2, 6), В(2,8) и точка пересечения его диагоналей М(2, 2). Найдите две другие вершины.
- •123) Разложите вектор v(3,−2) по векторам e1(1, 3), e2(2, −1).
- •124) Даны вершины треугольника: А(1,1), В(4,1), С(4,5). Найдите косинусы углов треугольника.
- •125) Найдите все значения параметра a, при которых точки А(1, а), В(3, 2−а), С(а, −5) лежат на одной прямой.
- •130) Вычислите площадь треугольника ABC с вершинами А(1,1,1), В(2,3,4), С(4,3,2).
- •131) Вычислите объём тетраэдра с вершинами А(1,1,1), В(2,0,2), С(2,2,2), D(3,4,−3).
- •135) При каком значении параметра a точки А(1, 2, 3), В(2, -1,5) и С(-1, а, -1) расположены на одной прямой?
- •По следствию 9.10 теоремы 9.19 эти плоскости не являются параллельными. Следовательно, они пересекаются не под прямым углом, поскольку также 1*1+2*0+3*3 отлично от нуля.
- •144) Нарисуйте параллелепипед и укажите те его диагонали, которые соответствуют векторам a+b-c и a-b+c, если векторы a, b, c соответствуют ребрам этого параллелепипеда.
- •145) Нарисуйте параллелепипед и укажите те его диагонали, которые соответствуют векторам a+b-c и a-b+c, если векторы a, b, c соответствуют ребрам этого параллелепипеда.
- •152) Начало координат перенесено в точку (2, 1), а оси координат повернуты на угол 60 градусов. Как в такой системе координат будут записываться координаты прежнего начала координат?
- •165) Найдите какой-нибудь базис в пространстве всех векторов их R3, перпендикулярных вектору {1,2,3}.
- •166) При параллельном переносе точка А(1, 2, 3) переходит в точку А’(3,1,2). В какую точку переходит точка В(2, 3, 1)?
- •189) Укажите какой-нибудь базис в пространства всех квадратичных матриц на R2 (с обычными операциями).
- •194) Образует ли линейное пространство множество всех ступенчатых матриц третьего порядка с обычными операциями?
139) Определите взаимное расположение плоскостей:
Решение
x 2 y 3z 6
0
и
x 3z 6 0
По следствию 9.10 теоремы 9.19 эти плоскости не являются параллельными. Следовательно, они пересекаются не под прямым углом, поскольку также 1*1+2*0+3*3 отлично от нуля.
152
140) Напишите уравнение прямой, проходящей через точку
P(1, 2, 3) .
( 2, 1, 1)
параллельно вектору
Решение
x 2 t
По теореме 9.21 y 1 2t
z 1 3t
153
141) Покажите, что точки плоскости.
A(2,
1, 2)
,
B(1,
2,
1)
,
C(2, 3,
0)
,
D(5, 0, 6)
лежат в одной
Решение
В соответствии с теоремой 9.14, а, точнее, пунктом 4 ее следствия, эти четыре точки в
пространстве |
принадлежат одной плоскости тогда и только тогда, когда |
|
1 2 |
2 1 |
1 2 |
2 2 |
3 1 |
0 2 0 . |
5 2 |
0 1 |
6 2 |
1 2 |
2 1 |
1 2 |
1 |
3 |
3 |
|
Действительно, 2 2 |
3 1 |
0 2 |
0 |
4 |
2 |
16 18 36 2 0 , то есть точки |
5 2 |
0 1 |
6 2 |
3 |
1 |
4 |
|
лежат на одной прямой.
154
142) Покажите, что векторы a i 3 j 2k , b 2i 3 j 4k компланарны, и разложите вектор с по векторам a и b.
Решение
,
c 3i 12 j 6k
Три вектора называются компланарными, если они, будучи приведенными к общему началу, лежат в одной плоскости. Или, в соответствии с пунктом 3 следствия 9.8 теоремы 9.14, если их смешанное произведение равняется нулю.
Итак,
1 |
2 |
23
3 12
24 6
найдём |
смешанное |
произведение |
векторов: |
18 48 24 18 48 24 0 . |
Таким образом, векторы компланарны, то |
есть если расположить их таким образом, чтобы они выходили из одной точки, то эти векторы будут лежать в одной плоскости. Иными словами, векторы линейно зависимы, то есть один можно записать как линейную комбинацию двух других.
155
143) Вычислите площадь параллелограмма, стороны которого - векторы
b i j k .
Решение
a k j
и
По теореме 9.13 площадь параллелограмма может быть найдена, как длина векторного произведения (вектора). Запишем векторное произведение данных векторов:
i |
j |
k |
[a, b] 0 |
1 |
1 i j k i |
1 |
1 |
1 |
j k
2i
. Длина этого вектора равна
1 1 4
6
,
она же площадь параллелограмма со сторонами a и b.
156