Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
кр.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
01.04.2014
Размер:
366.08 Кб
Скачать

21. Составить уравнение линии, каждая точка которой равноудалена от точки а(2;2) и от оси абсцисс.

Пусть M(x;y) – произвольная точка искомой кривой. Найдем нужные расстояния:

d = = – расстояние от точки А(3;0) до произвольной точки кривой;

d = = = – расстояние от произвольной точки кривой до оси ординат. Тогда

или ;

Это парабола с центром в точке (2;1).

31. Доказать совместность данной системы линейных уравнений и решить ее двумя способами: 1) методом Гаусса; 2) средствами матричного исчисления.

1) Для решения системы методом Гаусса рассмотрим расширенную матрицу системы и приведем ее к треугольному виду:

= [поменяем местами первую и третью строки]= = [умножаем первую строчку на -2 и складываем со второй, умножаем первую на -3 и складываем с третьей ] == [умножаем третью строку на 14, вторую на -11 и складываем их] =

Ранг расширенной матрицы равен числу ненулевых строк, т.е. равен 3. Теперь рассмотрим матрицу А и приведём её к треугольному виду аналогичными действиями:

.

Ранг матрицы равен числу ненулевых строк, т.е. равен 3. Так как ранг матрицы системы совпадает с рангом расширенной матрицы, то система совместна.

Тогда получим систему:

Тогда получим решение:

x3 = 3; x2 = -1; x1 =2.

2) Для решения матричным методом нужно рассмотреть матричное уравнение: AX = B, где A = , X = , B = .

Тогда X = A-1B.

Вычислим обратную матрицу .

Тогда A-1 =

Получим X = A-1B == = .

41. Найти размерность и базис пространства решений однородной системы линейных уравнений

Рассмотрим расширенную матрицу системы и приведем ее к треугольному виду:

= [умножаем первую строчку на -2 и складываем со второй, умножаем первую на -1 и складываем с третьей] = = [ складываем вторую строку с третьей] =.

Ранг расширенной матрицы равен числу ненулевых строк, т.е. равен 2. Теперь рассмотрим матрицу А и приведём её к треугольному виду аналогичными действиями:

.

Ранг матрицы равен числу ненулевых строк, т.е. равен 2. Так как ранг матрицы системы совпадает с рангом расширенной матрицы, то система совместна.

Тогда получим систему:

Пусть х3=t, х4=s тогда получим решение:

х4=s, x3 = t; x2 =;x1 = .

51. Найти собственные значения и собственные векторы линейного преобразования, заданного в некотором базисе матриц.

Характеристическое уравнение имеет вид:

1=-1, 2=1, 3=2 – собственные значения линейного преобразования.

Для 1=-1 найдём собственный вектор.

Собственный вектор для 1=-1 имеет вид (9t;-3t;t), где t– любое число.

Для 2=1 найдём собственный вектор.

Собственный вектор для 2=1 имеет вид (8s;-2s;s), где s– любое число.

Для 3=2 найдём собственный вектор.

.

Собственный вектор для 3=2 имеет вид (m;0;0), где m– любое число.

61. Привести к каноническому виду уравнение линии второго порядка, используя теорию квадратичных форм

Запишем данное уравнение в виде:

Найдём матрицу Т ортогонального оператора, приводящего данную квадратичную форму к каноническому виду.

Запишем характеристическую матрицу:

Её корнями являются значения 1=1, 2=6.

Для 1=1 найдём собственный вектор.

, где t – любое число.

Собственный вектор-столбец для 1=1 имеет вид . Тогдаесть нормированный собственный вектор-столбец.

Для 2=6 найдём собственный вектор.

, где s – любое число.

Собственный вектор-столбец для 2=6 имеет вид . Тогда есть нормированный собственный вектор-столбец.

Ортогональный оператор, приводящий квадратичную форму к каноническому виду, имеет матрицу .

Базисными векторами новой системы координат являются:

В системе координат уравнение данной фигуры примет вид:

Это эллипс, центр которого находится в точке (0,0) относительно системы координат , а оси симметрии параллельны координатным осям этой системы.