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

Линейная_алгебра_УП_очная_ЭлРес

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
1.08 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

работы

 

 

 

эти оставшиеся векторы являются ли линейно зависимыми?

 

9. Дайте определение базиса системы векторов.

 

 

 

10.

Сколько существует способов разложения любого вектора из системы

 

векторов по векторам базиса этой системы?

 

 

 

 

11.

Какая линейно независимая часть системы вект р в является базисом этой

 

системы?

 

 

 

 

 

 

 

12.

Какая система векторов имеет базис?

 

 

 

 

 

13.

Какое количество векторов может быть в к ждом базисе данной системы

 

векторов?

 

 

 

 

 

 

 

14.

Ранг данной системы векторов является

постоянной

или переменной

 

 

самостоятельной

 

ВПО

 

 

 

 

величиной?

 

 

 

 

 

 

15.

Каким числом определяется размерность векторного пространстваМБИ

?

16.

Какое утверждение дает возможн сть сформирвать процедуру отыскания

 

базиса системы векторов?

 

 

 

 

.

 

Решить самостоятельно

 

 

 

2013

г

 

1.

Выяснить, является ли данная система векторов линейно зависимой:

1)

А1

= (5, 7, 12), А2 =(0, –1, 4), А3

=(2, 3, 4). А4 =(3, 5, 4), А5 =(8, 6, –3);

 

 

 

 

 

ЧОУ

 

 

 

 

 

2)

А1 = (2, 10, 12), А2 =(1, –6, –8), А3 =(3, 4, 4). А4

=(5, 3, 2), А5

=(8, 9, 0);

3)

А1 = (–2, 9, –2), А2 =(–3, 2, –1), А3 =(5, 3, 2). А4 =(–4, 4, –3), А5 =(–1, 16, –3);

4)

А1 = (5, 2, 4), А2 =(6, 9, 8), А3 =(1, 2, 2). А4 =(2, 5, 3), А5 =(1, 7, 4);

 

5)

А1 = (0, 1, 1), А2 =(3, 1, 1), А3 =(2, 1, 0). А4 =(1, 0, 1), А5 =(3, 4, 2);

 

2.

 

 

 

Москва

 

 

 

Для систем векторов п.1 найти все базисы. Разложить все векторы системы

 

по векторам одн го из базисов системы. Определить ранг каждой системы

 

Для

 

студентов

 

 

 

 

 

 

 

векторов.

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

 

 

 

 

Модель «затраты выпуск»

 

 

 

 

Рассмотрим еще одно приложение линейной алгебры в экономике.

Предположим, что в замкнутой экономической системе функционируют две

зависимые друг от друга отрасли А и В. Характер функционирования и связей

между отраслями задан таблицей «затраты выпуск»:

 

 

 

 

 

Отрасль потребитель

Затраты

 

Конечный

 

Общее

 

 

 

 

 

 

продукт –

производство

 

 

 

 

 

А

 

В

(С)

п одукция

 

(выпуск)

Отрасль производитель

 

для рынка

 

продукции

Производство (выпуск) А

60

 

64

 

работы

МБИ

200

 

 

 

 

76

продукции

 

 

B

100

 

48

 

 

 

12

160

 

 

 

 

(С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начальные капитал (затраты)

40

 

48

 

 

 

 

 

 

 

Общие затраты

 

200

160

 

 

 

 

 

 

 

 

Эксперты прогнозируют, что через Т лет спрос на продукцию.отрасли А

упадет до 70 ед., а на продукцию отрасли В возрастет до 60 ед. г

 

Как должно измениться функционирование отраслей (без учета НТП) и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВПО

 

 

 

 

связь между ними, чтобы удовл творить прогнозируемое изменение спроса на

продукцию, производимую отраслями?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

▲ Для того , чтобы вый и на прогнозируемый объем спроса продукци,

т.е. на конечный продукт в виде вектора DT = (70. 60), отрасль А должна

выпускать x1

ед. пр дукции, а отрасль В – x2 ед. продукции2013.

 

 

 

Из таблицы видно, что сегодня для производства 200 ед. продукции

отрасль А использует 60 ед. продукцииЧОУ, произ еденной самой

отраслью А, и

100 ед. продукции, произ еденной отраслью В. Следовательно, для

производства 1 ед. продукции

трасль

А

 

использует 60/200 ед. продукции

отрасли А и 100/200 ед. продукции отра ли В.

 

 

 

 

 

 

Аналогично, для производства 160 ед. продукции отрасль

В использует

64 ед. продукции, произведенные отраслью А, и 48 ед. продукции,

произведенной

с мой отраслью

В. Следовательно, для производства 1 ед.

продукции отрасль

В использует 64/160 ед. продукции отрасли

А и 48/160 ед.

 

 

 

 

 

 

 

Москва

 

 

 

 

продукции отраслисамостоятельнойВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, через Т лет для производства x1 ед. продукции отрасль А

до жна использова ь (60/200)x1 ед. продукции, произведенной самой отраслью

А, и (64/160)x2 ед. продукции, произведенной отраслью В. Тогда общий объем

производства

продукции отрасли А через Т лет можно выразить

соотношением:

студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

 

 

x1 = (60/200)x1 + (64/160)x2 +70.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

Аналогично рассуждая о производстве продукции отрасли В через Т лет,

придем к выводу, что для производства

 

 

x2

ед. продукции отрасль В должна

использовать (100/200)x1 ед. продукции, произведенной отраслью А, и

(48/160)x2 ед. продукции, произведенной самой о раслью

 

В. Тогда общий

объем производства продукции

отрасли

 

В

через

Т лет

можно выразить

соотношением:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 = (100/200)x1 + (48/160)x2 +60.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, функционирование и вз имосвязь отраслей А и В через Т

лет можно описать системой двух линейных у авнений с двумя неизвестными:

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 = (60/200)x1 + (64/160)x2 +70.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работы

 

МБИx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 = (100/200)x1 + (48/160)x2

+60.

 

 

 

 

с матрицей условий А =

 

0,3

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и вектором

 

 

0,5

0,3

, вектором неизвестных Х =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

конечного продукта D =

70 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем теперь СЛУ в матричной форме, т.е. Х=АХ+D

Х–АХ=D

 

 

 

(Е–А)Х=D (Е–А)

–1

(Е–А)Х=(Е–А)

–1

D

Х=(Е–А)

–1

 

г

 

 

 

 

 

 

D. Следовательно,

чтобы найти вектор производства продукции через Т лет необходимо решить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВПО

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнение Х=(Е–А)–1D. Для этого находим матрицу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е–А =

1

0

0,3

0,4

=

0,7

 

 

0,4

. Затем методом Гаусса находим

 

 

 

 

0

1

0,5

0,3

 

0,5

 

 

 

0,7

 

 

 

2013

 

 

 

 

 

матрицу (Е–А)–1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7

–0,4

 

1

 

 

0

 

 

 

 

Далее

 

 

 

вычисляем

 

 

 

производства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектор

 

–0,5

0,7

 

0

 

 

1

 

 

продукции в отраслях А и В , а именно:

 

1

–4/7

 

10/7

 

 

0

 

 

 

 

 

 

ЧОУ

40 / 29

70

 

7300 / 29

 

 

0

29/70

 

5/7

 

 

1

 

 

 

 

 

70 / 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х = 50 / 29

70 / 29

60

=

7700 / 29 .

 

1

0

 

 

70/29

 

40/29

 

 

 

 

0

1

 

 

50/29

 

70/29

 

 

 

Для

 

нового

набора конечного

 

продукта

D

=(70, 60) определим новые за раты начального капитала. Так как сегодня

отрасль

А для производства

200 ед. пр дукции использует 40 ед. начального

капитала, т.е. на производство 1 ед. продукции используется 40/200 ед.

начального капитала, то ч р з Т лет для производства x1=7300/29 ед. продукции

отрасли А потребуется (40/200)(7300/29) = 1460/29 ед. начального капитала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

самостоятельной

 

 

 

 

 

 

160

ед. продукции

 

Аналогично, сего ня отрасль

В для производства

 

использует 48 ед. начального капитала, т.е. на производство 1ед. продукции

испо ьзуется 48/160 ед. начального капитала. Поэтому через Т лет для

производства x2= 7700/29 ед. продукции отрасли В потребуется

(48/160)(7700/29) = 2310/29 ед. начального капитала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

 

 

 

 

студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, функционирование и взаимосвязь отраслей А и В через

Т лет можно представить в виде таблицы «затраты выпуск» вида:

 

 

 

33

 

Отрасль потребитель

Затраты

 

Конечный

 

Общее

 

 

 

 

 

продукт –

 

производство

Отрасль

 

А

 

В

(С)

продукция

 

(выпуск)

производитель

 

 

для рынка

 

продукции

Производство

А

2190/29

3080/29

работы

70

 

 

 

 

7300/29

(выпуск) продукции

B

3650/29

2310/29

60

 

 

 

 

7700/29

Начальные капитал

(С)

1460/29

2310/29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(затраты)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие затраты

 

7300/29

7700/29

 

 

 

 

 

 

где:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2190/29=(60/200)(7300/29) – количество ед. продукции, произведенное

 

отраслью А и использованное этой отраслью

МБИдля производства

 

7300/29 ед. продукции через Т лет;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3650/29=(100/200)(7300/29) – количество ед. продукции, произведенное

 

отраслью В и использован ое отраслью

А для производства 7300/29 ед.

 

продукции через Т лет;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

3080/29=(64/160)(7700/29) – ко ичество

ед.

продукции,

 

 

произведенное

 

отраслью А и использованное отраслью

В для производства 7700/29 ед.

 

продукции через Т л т;

 

 

 

ВПО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2310/29=(48/160)(7700/29) – количество ед. продукции, произведенное

 

отраслью В и использованное этой

отраслью

 

для

производства

 

7700/29 ед. продукции через Т лет;

 

 

 

2013

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧОУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

самостоятельной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работы

 

 

 

 

Приложение В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетное задание по линейной алгебре

 

 

 

 

 

 

 

Задание 1. Вычислить определитель матрицы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

2

3

4

2

2

1

3

4

5

 

3

2

3

1

4

 

5

 

4

 

2

3

4

1

5

 

0

3

0

3

4

 

1

0

0

6

1

 

 

2

2

1

0

 

6

МБИ

2

4

0

4

1

 

2

0

3

1

2

 

0

2

3

1

2

 

 

0

3

2

1

 

2

 

 

 

0

2

3

2

1

 

4

5

6

7

1

 

5

4

6

7

1

 

 

5

6

4

7

 

1

 

 

 

5

6

7

4

2

 

0

0

1

2

3

 

0

0

1

2

3

 

 

0

1

2

3

 

2

 

 

 

0

1

2

0

3

 

3

0

3

2

2

 

0

3

3

2

2

 

 

0

3

3

2

 

2

 

 

 

0

3

2

3

2

5

2

3

4

5

1

6

1

3

2

4

5

 

7

1

3

4

2

 

5

 

8

 

1

3

4

5

2

 

0

3

1

2

2

 

2

1

3

2

2

 

 

2

0

0

6

 

4

 

 

 

2

1

4

0

0

 

4

5

самостоятельной

 

3

3

1

2

 

0

 

 

 

3

3

2

2

1

 

6

2

1

 

4

4

2

1

3

 

 

 

 

 

 

 

2

1

0

0

2

 

3

3

0

0

2

 

 

4

4

2

9

 

0

 

 

 

1

1

0

0

4

9

3

0

3

2

2

10

5

4

6

7

1

 

11

0

ВПО

0

 

3

12

 

0

3

3

2

2

 

1

2

 

 

 

0

0

1

2

3

 

0

0

1

2

3

 

 

2

3

1

4

 

5

 

 

г

5

4

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

2

3

2

1

1

 

2

1

3

4

5

 

 

0

1

0

2

 

1

 

 

 

0

1

3

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

 

 

.2 3 1 4 0

 

1

1

2

3

4

 

0

2

2

3

3

 

 

5

5

4

0

 

3

 

 

 

 

3

3

0

2

2

 

5

5

0

0

4

 

 

1

2

2

0

 

1

 

 

 

 

4

0

0

1

13

6

6

5

6

1

14

2

1

0

4

4ЧОУ

9

2

2

2

 

3

 

6

 

1

4

4

4

4

2

1

3

5

4

3

2

1

5

4

 

15

5

4

1

0

 

0

 

 

1

1

4

3

2

 

0

5

2

0

1

 

3

3

0

0

3

 

 

2

0

3

3

 

 

 

 

 

3

1

0

2

0

 

1

6

5

0

0

 

0

2

2

1

5

 

 

3

3

2

2

 

 

 

 

 

2

2

0

0

1

 

6

6

1

1

1

 

4

4

0

2

1

 

 

7

2

1

1

 

 

 

 

 

0

1

4

4

0

 

2

2

0

3

3

 

1

1

2

1

1

 

 

3

2

3

3

 

3

 

 

 

3

4

4

0

1

17

0

1

0

1

2

18

1

0

1

0

2

Москва

0

2

 

1

20

 

4

4

0

0

2

 

19

0

2

 

 

 

2

2

6

6

5

 

0

3

4

2

1

 

 

2

7

2

2

 

0

 

 

 

2

1

6

5

4

 

0

0

2

2

1

 

4

3

3

0

0

 

 

1

2

0

0

 

1

 

 

 

2

1

1

1

1

 

0

2

1

1

студентов

1

0

 

 

0

0

1

1

 

1

 

 

 

5

5

0

2

0

 

1

 

4

0

2

 

 

 

 

 

 

21

0

0

2

2

2

22

1

2

1

2

1

 

23

3

4

3

4

 

3

24

 

3

2

3

2

4

 

8

0

8

0

8

 

0

4

0

4

6

 

 

2

2

2

2

 

2

 

 

 

4

0

4

4

0

 

2

2

0

0

1

 

3

3

0

2

2

 

 

0

0

1

1

 

1

 

 

 

0

2

2

1

2

 

3

3

2

1

3

 

2

1

2

1

2

 

 

1

0

2

1

 

2

 

 

 

6

4

0

0

1

 

5

0

4

2

0

 

0

0

2

2

3

 

 

0

4

4

4

 

0

 

 

 

4

2

3

1

1

25

2

2

0

3

3

26

1

1

1

1

1

 

27

3

4

2

0

 

0

28

 

3

4

0

4

1

Для

1

0

1

0

1

 

2

0

0

2

2

 

 

1

1

2

2

 

2

 

 

 

2

0

2

2

2

3

0

3

3

3

 

1

3

0

0

5

 

 

1

0

2

0

 

1

 

 

 

0

5

4

0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

5

5

0

 

0

4

4

4

4

 

 

0

3

2

3

 

3

 

 

 

2

0

1

1

1

 

1

1

1

0

1

 

1

1

1

1

0

 

 

2

2

1

4

 

0

 

 

 

6

6

0

0

6

29

0

0

1

1

1

30

0

0

2

1

3

 

31

0

0

3

3

 

3

32

 

0

0

4

4

2

 

3

2

3

3

3

 

3

3

3

3

3

 

 

3

3

3

2

 

2

 

 

 

2

3

1

2

3

 

2

0

2

0

2

 

1

0

2

0

3

 

 

4

0

2

0

 

4

 

 

 

1

0

2

0

1

 

4

4

0

5

4

 

5

4

0

2

6

 

 

0

3

3

3

 

0

 

 

 

4

5

0

6

0

 

1

1

1

1

0

 

2

1

2

1

2

 

 

4

1

4

1

 

0

 

 

 

2

3

0

1

1

35

5. 3x1 +4x2 +x3 +2x4 = 3,

6. 2x1

+x2 +4xработы3 +3x4 = –3,

Задание 2. Решить систему

линейных

уравнений методом Гаусса. Найти

базисное решение и неравное ему частное решение. Для частного решения

сделать проверку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

x1 +x2 +3x3 –2x4 +3x5

= 1,

2.

2x1 +x2 –6x3 +4x4 +x5 = –14,

3x1

+5x2

+3x3

+5x4

= 6,

 

 

 

5x1

+3x2

+5x3

+3x4

=МБИ–6,

 

2x1

 

+2x2

+4x3

–x4 +3x5

= 2,

– 2x1

+6x2

–8x3

+x4

 

–3x5

 

= 13,

 

3x1 +3x2 +5x3 –2x4 +3x5

= 1.

 

– x1 +x2 +2x3 +2x4 +2x5

 

=–2.

3.

–9x1

+3x2 –2x3 +x4 –3x5

= 22,

4. 13x1 –21x2 +47x3 +5x4 +4x5 =7,

 

–3x1

+3x2 +2x3 +4x4

= 67,

 

9x1 –9x2 +27x3 +3x4 +2x5 = –1,

 

7x1

 

+3 x3

+2x4

+3x5

= 32.

 

x1 –21x2 +23x3 +2x4 +3x5 = 6.

 

 

 

 

 

 

самостоятельной

 

 

ВПО

 

 

 

 

 

 

.

6x1 +8x2 +x3 +5x4

= 8,

 

 

 

5x1

+x2 +8x3

+6x4

 

 

= –8,

3x1 +5x2 +3x3 +7x4

= 8.

 

 

 

7x1

+3x2 +5x3 +3x4

= –8.

г

7.

2x1 +x2 –5x3 +14x4 +4x5 = 0,

8.

5x1

+7x2

+3x3

–31x4

+19x5 =11,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

 

 

 

–3x1 +2x2 +39x3 –7x4 –13x5 = –7,

–3x1 +2x2 +x3

 

 

 

 

 

+ x5

= 8,

 

4x1 +3x2 –x3 +32x4 +6x5 = –2.

 

3x1 +4x2 +2x3 –18x4 +11x5 =7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧОУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. 5x1 +7x2 +2x3 +7x4 +14x5 = 6,

10.

–2x1 +5x2 +3x3 +7x4 + 5x5 =10,

 

2x1 –3 x3 –6x4 +4x5

= –9,

 

 

4x1 –7x2 –5x3 –9x4 –23x5 = –7,

 

2x1 +3x2 +x3 +4x4 +6x5

= 3.

 

5x1 +19x2 +3x3 +35x4 +36x5 =4.

11. –13x1 +25x2 +x3 +2x4 +3x5 =0,

12.

6x1 –8x2 –x3 + x4 +3x5

 

= –5,.

 

–2x1

+3x2 –10x3 +4x5 = –9.

 

–2xМосква1 +2x2 –6x3 +2x4

–4x5 =2.

 

2x2

–2 x4

+3x5

= –5,

 

 

2x2 +x3 +4x4 +3x5

= –1,

 

–13x1 +27x2 +5x3 +4x4 –2x5 =11.

 

–7x1 +13x2 +3x3 +5x4 +2x5 = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

2x1

+5x2 +7x3 +9x4 +7x5 = 14,

14. –2x1 –3x2 +4x3 +6x4 +10x5 =–3,

 

–7x1

+2x2 +4x3 –3x4 –5x5

= –1,

 

 

3x1 +x2 –2x3 –4x4 –6x5 =10,

 

–5x1

+4x2 +3x3 –2x4 –x5

= 2.

 

 

3x1 –4x2 +x3 –5x4 +4x5 = 7.

15. x1 +2x2 + x4

= 8,

 

 

 

16. x1 +2x2 +3x3 –4x4 +4x5 = 5,

 

2x2 +3x3 +7x4 +5x5

=18,

 

2x1 +x2 +2x3 + 2x5

 

= 5,

 

 

x1 +2x2 +3x3 +8x4 +3x5 =20.

 

2x1 +3x2 +3x3 –2x4 +6x5 =5.

17.

2x1

+3x2 –2x3 +12x4 +8x5 =3,

18. 2x1 +3x2 +x3 +13x4 +9x5 =8,

 

2x1

+2x2 +10x4 +6x5 =8,

 

 

x1 –2x2 +4x3 –4x4 +x5

 

= –3,

 

Для

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

 

 

1

2

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

19.

x1 +3x2 +2x3

+2x4

–2x5

= –1,

20. x1

+3x2

+2x3

+5x4

+8x5

= 15,

 

2x1 +2x2 +x3

 

= 3,

 

 

 

 

 

2x1 +2x2 +3x3 +7x5

= 13,

 

3x1 +x2 +2x3 –2x4 +2x5

= 1.

 

–x1 –2x2 +x3 –8x4 –3x5 = 3.

21.

x1 +2x2 –2x3 +3x4 –x5

= 3,

22. x1 –2x2 +3x3 –x4 +2x5 =10,

 

2x1 +3x2 –x3 +4x4 –x5 = 5,

 

2x1 +2x2 –3x3 –2x4 –2x5 = –4,

 

–3x

 

+x

 

–15x

+5x

–4x

= –2.

–3x

 

+4x

+2x

 

+3x

 

–4x

 

 

= 26.

36

 

 

 

 

 

 

 

работы

 

 

 

23.

x1 +2x2 –2x3 +x4 +x5

= 0,

 

24. x1 +2x2 +2x3

–4x4 –2x5 =0,

 

2x1+2x2 –2x4

= 7,

 

 

 

2x1 –2x2 +x3 –2x4 +2x5 = –3,

 

x1 +3x2 –4x3 +3x4 +2x5 = –2.

x1 +2x2 –2x3 +4x4 –2x5 = 4.

25.

2x1 +x2 –2x3 –3x4 +x5 = –1,

26. 2x1 – x3 +x4 +x5

= 4,

 

= 2.

 

–5x1 +6x2 +x3

+3x4

+15x5

= –6.

–6x1

+2x2

–3x3

–8x4

+10xМБИ5

 

3x1 +3x2 +2x3

+2x4

+11x5

=4,

2x1

+x2 –x3 +5x4

–x5 = –6,

 

5x1 +4x2 +x3 +2x4 +15x5 = 5.

3x1 +5x2 +10x4 –2x5 = –1.

 

27.

–3x1 +4x2 +x3 +3x4 –2x5 = 26,

28. 4x1 +2x2 +3x3 +x4 +23x5 = –10,

 

–3x1 +3x2 +x3 +2x4 +2x5 = 20,

–5x1 +2x2 –3x3 +2x4 +9x5 = –7,

 

7x1 +x2 – 2x4 +3x5

= 3.

 

x1 –2x2 +2x3 –x4 –8x5 = 5.

29.

–5x1 +8x2 +3x3 +4x4

+25x5 = 2,

30. 4x2 –3x3 +2x4 +14x5 = 7,

 

 

самостоятельной

–2x2

+2x3

+2x4

= 1,

 

 

–4x1 +6x2 +2x3 +3x4

+18x5 = 0,

2x1

 

31.

2x1 –3x2 +5x3 +7x4

= 1,

 

32. 9x1

 

ВПО

 

= 4,

 

.

 

–3x2 +5x3

+6x4

 

 

4x1 –6x2 +2x3 +3x4

= 2,

 

6x1

–2x2 +3x3

+x4

= 5,

г

 

2x1 –3x2 –11x3 –15x4

= 1,

 

3x1

–x2 +3x3 +14x4

= –3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

 

 

Задание 3. Является ли данная система векторов линейно зависимой? Найти

 

 

 

 

 

 

ЧОУ

 

 

 

 

 

 

базис данной системы векторов. Разложить вектора системы по найденному

базису. Перейти к новому базису и разложить по нему вектора системы.

1.

А1=(1,–1,0), А2=(–5, 4,–2), А3=(2, 2, 2), А4=(–1,–1,1), А5=(3, 0, 3);

2.

А1=( 2,3,4 ), А2=(–4,–6,–8 ), А3=(5,4,17), А4=(3,

,11 ), А5=(4,7,5 );

3.

А1=(6,9,6), А2=(–2,–3,–2), А3=(2,4,6), А4=(5,8,7), А5=(7,9,1);

4.

А1=(2,–3,4), А2=(–4,6,–8), А3=(5,–7,3), А4=(–20,–28,12), А5=(4,3,8);

 

 

студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

А1=(5,2,7), А2=(6,3,9), А3=(–2,–1,–3), А4=(7,4,5), А5=(4,2,6);

6.

А1=(1,3,2), А2=(–1,2,3), А3=(6,9,3), А4=(–3,–9,–6), А5=(2,–4,–6);

7.

А1=(3,2,4), А2=(2,3,1), А3=(1,1,–1), А4=(2,2,–2), А5=(5,5,–5);

8.

А1=(–3,–5,2), А2=(–2,–3,2), А3=(2,3,–2), А4=(4,7,3), А5=(1,2,3);

9.

А1=(2,6,4), А2=(–1,–3,–2), А3=(1,1,–1), А4=(7,4,2), А5=(5,7,7);

10.

А1=(2,–2,2), А2=(3,3,–2), А3=(4,5,3), А4=(2,1,3), А5=(4,7,9);

 

11.

А1=(2,5,7), А2=(3,1,3), А3=(4,5,8), А4=(–3,8,8), А5=(–6,–2,–6);

12.

А1=(4,1,3), А2=(–2,–1,3), А3=(1,–2,2), А4=(5,–3,0), А5=(7,3,–1);

13.

А1=(1,2,7), А2=(7,5,4), А3=(2,3,9), АМосква4=(3,2,1), А5=(6,4,2);

 

 

14.

А1=(3,5,3), А2=(–9,–8,–5), А3=(2,1,1), А4=(9,8,7), А5=(5,6,5);

15.

А1=(5,2,–11), А2=(2,4,2), А3=(7,3,–15), А4=(–3,–6,–3), А5=(1,2,1);

16.

А1=(1,1,2), А2=(2,1,1), А3=(4,4,8), А4=(6,3,3), А5=(5,5,10);

 

 

17.

А1=(2,4,5), А2=(3,3,4), А3=(3,2,5), А4=(–3,4,2), А5=(–6,–1,–2);

18.

А1=(2,1,3), А2=(1,3,5), А3=(2,3,1), А4=(1,1,–1), А5=(3,3,–3);

 

19.

ДляА1=(1,3,5), А2=(2,4,6), А3=(3,5,7), А4=(–1,2,5), А5=(–3,0,3);

 

37

20.

А1=(3,2,4), А2=(4,3,5), А3=(6,9,3), А4=(–4,–6,–2), А5=(3,4,2);

 

21.

А1=(1,0,2), А2=(2,0,3), А3=(3,0,4), А4=(1,1,0), А5=(2,2,0);

 

 

22.

А1=(2,1,3), А2=(3,2,4), А3=(4,3,5), А4=(5,4,6), А5=(5,3,7);

 

 

23.

А1=(–2,2,3), А2=(–1,1,2), А3=(–3,3,4), А4=(2,–1,1), А5=(1,1,1);

24.

А1=(2,2,0), А2=(0,2,2), А3=(2,0,2), А4=(2,4,2), А5=(2,2,4);

 

 

25.

А1=(2,2,1), А2=(3,2,1), А3=(5,4,2), А4=(–2,0,0), А5=(9,8,4);

 

 

26.

А1=(4,3,2), А2=(3,2,1), А3=(5,4,2), А4=(2,0,–2), А5=(0,3,4);

 

 

27.

А1=(1,1,2), А2=(2,2,3), А3=(3,3,4), А4=(4,4,5), А5=(–1,–1,0);

 

28.

А1=(–3,–2,1), А2=(–2,0,2), А3=(–3,2,2), А4=(2,3,5), А5=(–1,1,6);

29.

А1=(2,2,3), А2=(1,–1,2), А3=(3,1,1), А4=(4,0,–1), А5=(5,–1,–3);

30.

 

 

 

 

 

 

 

 

работы

 

 

 

А1=(1,1,–1), А2=(2,3,–2), А3=(1,2,–1), А4=(3,5,–3), А5=(5,8,–5);

31.

А1=(2,1,4), А2=(3,3,1), А3=(2,–2,3), А4=(–1,2,2), А5=(5,2,4);МБИ

 

32.

А1=(0,1,1), А2=(–1,1,4), А3=(–4,2,1), А4=(2,2,–4), А5=(8,7,6).

 

Задание

4. Найти обратную матрицу

А–1

к

данной матрице А. Сделать

проверку

умножением

найденной

матрицы

на

исходную

 

.

матрицу слева и

справа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрицу

А получить из матрицы в 1-м задании,

вычеркиванием первой

и пятой строк, а также первого и пятого столбца.

ВПО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 5. Найти матрицу «затраты

выпуск» для конечного спроса продукции

отраслей

– А,

В, (С)

народного

хозяйства

через

Т лет. Конечный спрос

продукции отраслей задан матрицей Dk, где индекс

k

2013

 

 

соответствует номеру

варианта.

Исходная годовая зависимость между отраслями А, В. (С) задана

матрицей «затраты выпу к» в таблице

ЧОУ

 

 

 

 

 

 

 

ида:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отрасль потребитель

 

Затраты

Конечный

 

Общее

 

 

 

 

 

 

продукт –

производство

 

Отр сль

 

 

А

В

(С)

продукция

 

(выпуск)

 

производитель

 

для рынка

продукции

 

Производство

А

 

 

Москва

 

 

 

 

 

Для

(выпусксамостоятельной) про укции B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начальные капитал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(затраты)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие затраты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные:

 

 

 

 

работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

52

20

80

 

D1

D2

120

384

 

96

600

 

 

 

58

41

 

МБИ

56

26

48

130

 

79

49

420

280

252

952

16

52

 

 

 

 

D5

D6

60

288

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

12

3

 

1

20

80

16

 

 

80

44

220

 

1

8

 

 

8

9

6

 

7

30

10

3

60

48

 

 

20

32

160

2

3

3

 

7

15

7

3

40

32

 

 

60

68

200

6

6

3

 

 

 

 

 

40

64

 

 

40

 

 

 

 

 

 

самостоятельной

 

 

 

 

 

 

 

16

30

20

14

80

D9

D10

20

40

 

 

30

10

100

20

25

 

 

32

15

80

23

160

50

40

30

20

 

ВПО

60

200

 

 

90

24

75

40

61

200

70

75

40

100

 

60

100

300

8

30

60

 

 

D13

D14

10

40

 

120

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

 

20

48

18

14

100

24

30

22

80

 

 

76

42

220 .

30

12

64

24

130

33

40

88

40

 

 

38

34

200

30

36

36

78

180

75

80

66

60

 

 

57

7

190

20

34

62

 

 

 

 

ЧОУ

20

 

 

19

 

 

 

20

0

40

40

100

D17

D18

10

5

 

 

40

45

1

0

70

50

 

 

40

40

100

20

200

50

50

30

0

 

 

30

40

100

0

80

40

80

200

120

100

20

40

 

 

0

40

100

40

80

20

 

 

 

 

Москва

30

 

 

 

 

 

D21

D22

40

55

 

 

 

 

 

30

Для

20

20

студентов

11

40

 

 

38

21

110

60

130

40

30

 

 

35

15

70

30

150

50

45

44

20

 

 

19

17

100

25

40

45

90

200

60

120

32

30

 

 

28

5

95

40

35

65

 

 

D25

D26

23

10

 

 

10

 

 

 

60

75

65

200

 

104

100

240

220

 

90

600

 

 

80

30

40

150

 

172

150

300

90

 

 

60

450

 

 

60

45

 

 

 

 

D29

D30

60

90

 

 

 

 

 

 

30

56

24

110

 

240

750

210

1200

 

 

 

74

50

 

 

50

8

22

80

 

37

50

720

450

330

1500

 

 

30

16

 

 

 

 

 

 

240

300

 

 

 

 

 

D3 D4 140 160

287 220

D7 D8 50 80

60 50

80 70

D11 D12

150 95

280 200

420 200

D15 D16

68 50

51 50

17 20

D19 D20

100 90

50 70

80 90

D23 D24

30 15

30 30

10 20

D27 D28

63 80

105 100

D31 D32

312 300

299 300

39

 

 

 

Раздел 2. ЭЛЕМЕНТЫ ЛИНЕЙНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

 

 

 

 

 

 

2. 1. Введение в линейную оптимизацию

 

 

 

Из курса математического анализа [4] извес но, ч о для непрерывных

функций нескольких переменных fi (X), i M=(1,2,…,m), где Х=(х1, … , хj, … ,

хn), множество вида W = { X Rn : fi (X) 0,

i I; fi

(X) = 0,

i M\I} является

замкнутым, т.е. оно содержит все свои предельные точки. Если при этом

множество W является еще и ограниченным, т.е. это множество можно

поместить в n-мерный параллелепипед, то непрерывная на этом множестве

функция f (X) достигает как глобального минимума, так и глобального

максимума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если при этом все указанные функции зависят от двух переменных, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МБИ

 

нахождение глобального экстремума (минимума или максимума) функции f (X)

на множестве W можно осуществить графически.

 

 

 

 

 

Пусть необходимо найти наибольшее (наименьшее)

значение линейной

функции

 

 

 

 

 

f(x1, x2) = γ1 x1 + γ2 x2 0

 

 

.(1)

на множестве W, принадлежащем плоскости и заданном системойг

линейных

неравенств:

 

 

 

 

ai1 х1 + ai1 х2

 

bi , i=1,2, … , n.

 

(2)

 

Для

 

решения

поставл нной

 

задачи

ВПО

 

 

что

скалярное

 

 

 

вспомним,

произведение двух векторов Г = ( γ1, γ2) и Х = (x1, x2) (где вектор Х есть радиус–

вектор точки Х(х1, х2))

определяется: либо как (Г,Х) = γ1 x1 + γ2 x2, либо как

(Г,Х)

=

Г

Х

Cosφ,

где φ – угол

между

данными векторами. Последнее

определение эквивалентно соотношению (Г, Х) =

2013

 

где ПрГ Х–

Г

ПрГХ ,

проекция вектора Х на вектор Г. Абсолютная величина этой проекции равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧОУ

 

 

 

 

 

 

расстоянию от начала координат до прямой линии L, задаваемой уравнением

вида γ1 x1 + γ2 x2 + [γ0 – f(x12)] = 0 (рис.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

Москва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

grad f(X)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X(x1,x2)

 

 

 

 

 

 

 

самостоятельной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПрГХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х1

 

 

γ1x1+ γ2x2=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

 

 

 

 

студентов

 

 

 

 

Рис.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40