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

заочникам / линейная алгебра / mathematics_part_1_hamov

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
30.05.2015
Размер:
1.28 Mб
Скачать

Индивидуальная работа № 5

ПРЯМАЯ

Задание I.

1.Даны точки А(-2; 0) и В(2; -2). На отрезке ОА построен параллелограмм ОАCD, диагонали которого пересекаются точке В. Написать уравнение стороны CD.

2.Даны точки А(2; 0) и В(-2; 2). На отрезке ОА построить параллелограмм ОАCD, диагонали которого пересекаются точке В. Написать уравнение сторон параллелограмма. Точка О – начало координат.

3.Написать уравнение прямой, проходящей через точку М пересечения прямых 5х-y+10=0 и 8х+4y+9=0 и параллельной прямой х+3y=0.

4.Написать уравнение прямой, проходящей через точку пересечения прямых 2х-3y+5=0 и 3х+y-7=0 и перпендикулярной к прямой y=2х.

5.Даны точки М(0; -2) и Р(2; 2). На отрезке ОМ построен параллелограмм ОМКН, диагонали которого пересекаются в точке Р. Написать уравнение стороны МК.

6.Написать уравнение прямой, проходящей через точку пересечения прямых 2х+y+6=0 и 3х+5y+16=0 и через точку В(1; -2).

7.Через начало координат проведена прямая на одинаковом расстоянии от точек А(2; 2) и В(4; 0). Найти это расстояние. Написать уравнение прямой.

Задание II.

1.Написать уравнение траектории точки М(х; у), движущейся так, что расстояние ее от прямой y=2х остается вдвое меньше, чем от прямой y=2x.

2.Даны прямая и точка А(5; 2). Найти проекцию точки А на данную прямую, если ее уравнение 4х+3y-1=0.

3.Дана прямая 2х+y-6=0 и на ней две точки М и Р с ордина-

тами уМ=6 и уР=-2. Написать уравнение МD – высоты треугольника МОР.

141

4.Написать уравнение траектории точки М(х; у), которая при своем движении остается втрое дальше от прямой y=2х-4, чем от прямой y=4-2х.

5.Написать уравнение траектории точки М(х; у), которая при своем движении остается двое дальше от прямой y=4х, чем от прямой y= -х.

6.Даны точки А(-4; 0) и В(0; 6). Через середину отрезка АВ провести прямую, отсекающую на оси отрезок, вдвое больший, чем на оси .

7.Написать уравнение множества точек, равноудаленных от оси и точки В(4; 0), и построить линию по ее уравнению.

Индивидуальная работа № 6

КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Задание I.

Выяснить геометрический смысл уравнения. Сделать чертеж.

1. 4xy + y2 = 0;

2.

3.

4.

5.

6.

7.

x2 4y2 +8x 24y 24 = 0; y2 16y = 0;

x2 +4y2 6x +8y 3 = 0; x2 + y2 +2x +2 = 0;

x2 + xy = 0; 4x2 y2 = 0.

Задание II.

Построить область, координаты точек которой удовлетворяют системе неравенств:

1.

y > x2 4,

y x 2 0.

2.

x2 + y2 16,

1 < x 3.

3.

y 4 x2

x + y + 2 0.

4.

4 < x2 + y2 < 9,

x 1.

142

5.

4x + 2y 1,y > x2 16,

x ≥ −y.

6.

y2 > 2 x,x < 4,

y 0.

7.

x ≥ −2,

y < 4 x2 ,y > −2.

Индивидуальная работа № 7

ВЕКТОРЫ

Даны точки A, B, C, D.

Номер

 

 

Координаты точек

 

варианта

 

 

 

C

 

A

 

B

D

 

 

 

(3; -1; 3)

 

1

(1; -2; -1)

(0; -5; 4)

(-1; 0; 3)

2

(4; 5;

1)

(1; 0; -3)

(-2; 1; 5)

(0; 1; -4)

3

(1; 2;

0)

(3; 1; 4)

(0; 2; -1)

(-1; 3; -1)

4

(4; -5; 1)

(3; -1; 0)

(1; 0; 1)

(-2; 0; 1)

5

(3; -1; 0)

(4; 1; -2)

(2; 0; 3)

(-1; 0; 1)

6

(0; 3;

1)

(2; 1; 4)

(3; 1; 0)

(3; 2; 1)

7

(2; 0; -1)

(-1; 0; 3)

(1; 1; 1)

(-1; 2; -1)

8

(3; 4;

0)

(3; 2; 1)

(0; -1; 0)

(1; 2; -2)

9

(1; 1;

1)

(-1; 0; 3)

(-2; -1; 0)

(3; -3; 4)

10

(3; -5; 4)

(-3; -4; 0)

(-7; 0; 4)

(5; -6; 1)

11

(-1; 4; -1)

(3; 0; 4)

(1; 1; 2)

(-1; 3; -1)

12

(4; -3; -3)

(1; 4; 2)

(-3; 2; 1)

(0; 4; 0)

13

(0; 0; 1)

(3; 4; -1)

(2; - 2; 3)

(1; -4; 1)

14

(2; 1; 3)

(-2; 4; -1)

(0; 0; 3)

(2; -1; 3)

15

(0; 3; 0)

(1; 1; 2)

(4; -2; 1)

(-1; 0; -4)

 

 

 

 

 

 

143

Задание I. Найти AB, AB , направляющие косинусы вектора AB.

Задание II. Найти координаты вектора 2AB 3CB.

Задание III. Вычислить площадь треугольника ABC и внутренний угол B.

Задание IV. Найти объем пирамиды ABCD и длину ее высоты, опущенной из вершины D.

Индивидуальная работа№ 8

ПЛОСКОСТЬ

 

Даны точки M1 , M 2 ; векторы

 

 

,

 

 

; плоскости (Ρ1 ), (Ρ2 ).

 

 

a1

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ва-

M1

M 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ρ1

Ρ2

a1

 

 

a2

ри-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(1;-1;1)

(2;3;-2)

{-4,3,-2}

 

{1,-1,2}

3x-2y+5z-3=0

x+3y-4z+7=0

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(3;0;-2)

(5;1;-1)

{2,-3,1}

 

{1,0,-2}

2x-y+4z-9=0

-x+2y-3z+5=0

 

 

 

 

 

 

 

 

3

(-1,2,4)

(3;1;-2)

{-3,1;-1}

 

{2,-1,-3}

4x-2y+5z+1=0

3x+y-5z-1=0

 

 

 

 

 

 

 

 

4

(2;-1;3)

(4;-2;1)

{1;1;-1}

 

{7;1;-3}

x+2y-z+2=0

5x+y+2z-3=0

 

 

 

 

 

 

 

 

5

(4;1;-3)

(1;2;-1)

{-2;1;-5}

 

{4;-2;-1}

2x+y-7z+3=0

x-3y+5z+2=0

 

 

 

 

 

 

 

 

6

(5;-2;2)

(-2;1;3)

{5;2;-1}

 

{3;1;-2}

-2x+3y-z+4=0

-3x+2y-z+3=0

 

 

 

 

 

 

 

 

7

(-3;1;-2)

(-4;3;0;)

{3;-4;1}

 

{-1;-5;1}

5x+2y-3z+1=0

2x-3y+4z-5=0

 

 

 

 

 

 

 

 

8

(-2;3;0)

(0;-3;-1)

{2;1;0}

 

{-3;5;1}

-3x-y+4z-5=0

4y-5z+1=0

 

 

 

 

 

 

 

 

9

(-4;5;-1)

(-1;4;1)

{0;-2;3}

 

{3;-4;5}

2x-5y+z-1=0

4x+5y-3z-2=0

 

 

 

 

 

 

 

 

10

(0;-2;1)

(-5;-2;-1)

{3;-5;2}

 

{1;-3;4}

-3y+4z+2=0

-2x+y-5z-7=0

 

 

 

 

 

 

 

 

11

(-5;3;1)

(4;1;5)

{-1;3;-2}

 

{6;3;-1}

6x-2y+z-1=0

-4x-2y-z-1=0

 

 

 

 

 

 

 

 

12

(6;2;-1)

(-3;2;4)

{6;-1;2}

 

{5;-1;2}

-4x-2y+z+4=0

x+6y+5z+1=0

 

 

 

 

 

 

 

 

13

(2;-6;1)

(3;5;-4)

{1;-6;3}

 

{-2;6;1}

-5x+7y-z+3=0

6x-y+4z+5=0

 

 

 

 

 

 

 

 

14

(3;2;1)

(4;3;2)

{2;1;6}

 

{4;3;-1}

4x+3y-2z+5=0

7x+y+2z-3=0

 

 

 

 

 

 

 

 

15

(3;-5;2)

(2;3;-4)

{2;5;-1}

 

{-7;2;1}

3x-4y+2z+9=0

-x+5y-2z+10=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144

Задание I.

Составить уравнение плоскости:

1)проходящей через точку M1 параллельно плоскости Ρ1 ;

2)проходящей через точку M 2 перпендикулярно вектору

M 1 , M 2 ;

3) проходящей через точку M 2 параллельно векторам a1 , a2 ;

4)проходящей через точку M1 параллельно плоскости XOZ ;

5)проходящей через ось OZ и точку M 2 ;

6)проходящей через точки M1 , M 2 параллельно оси OZ ;

7) проходящей через точки

M1 , M 2

параллельно вектору

 

;

a2

8)

проходящей через точки

M1 , M 2

перпендикулярно плоско-

сти Ρ2 ;

проходящей через точкуM1 перпендикулярно плоскостям

9)

Ρ1 , Ρ2 .

 

 

 

 

 

Задание II.

Вычислить расстояние точки M 2 от плоскости Ρ2 .

Индивидуальная работа № 9

Даны точки M1 , M 2 , векторы a1 , a2 ; плоскости Ρ1 , Ρ2 (см. инди-

видуальную работу № 8) и прямые

(l1 ), (l2 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вари-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

анта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

=

 

 

 

y 3

=

 

 

z +5

 

 

 

x = −2t 4; y = t +1; z = 4t 2

1

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

x 2

=

 

 

y +1

=

 

z 4

 

 

x = t +3; y = −3t + 2; z = −2t

1

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

x + 4

=

 

 

y 3

 

=

z + 6

 

x = 3t + 2; y = 5t 4; z = −t +3

3

 

 

5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

x

 

 

y + 2

 

 

z +3

x = −4t 1; y = −2t +1; z = 3t 3

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

145

5

 

 

 

 

 

x +3

=

 

y

=

z + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 2t +5; y = −4t + 7; z = t 6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

x 5

 

=

 

 

y +1

 

= z 3

x = 6t 2; y = −3t + 4; z = 4t +1

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

x + 2

 

 

=

 

 

y + 6

=

 

 

 

 

 

 

 

z 1

 

 

 

 

 

 

x = −t +3; y = 4t +1; z = 5t 3

 

 

 

 

 

1

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

x 3

=

 

 

y + 2

=

 

 

 

 

 

 

z 4

 

 

x = −5t 3; y = t + 2; z = 3t 7

 

 

 

 

 

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

x 6

 

 

 

=

 

 

y 5

=

 

 

 

 

 

z +1

 

 

 

 

 

x = 4t + 4; y = 3t 2; z = −t

4

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

x +5

=

 

 

y 2

=

 

 

 

z + 4

 

 

x = 2t +1; y = 3t 5; z = −2t +3

2

 

 

3

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

x 2

 

=

 

 

y + 4

 

=

 

 

 

z 1

 

 

 

x = 3t +5; y = −t 3; z = 5t +1

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

x 4

=

 

 

y + 2

 

=

 

 

z +3

 

 

x = −3t + 2; y = 2t +5; z = −2t + 4

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

x + 6

 

=

 

 

y +3

 

 

=

z 2

 

 

x = −4t +1; y = −5t +3; z = −3t 2

 

 

 

 

4

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

x 1

=

 

 

y +5

 

=

z +1

 

 

x = 5t + 2; y = 3t 1; z = −4t + 2

5

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

x + 7

=

 

 

y 2

 

=

z + 7

 

x = −6t +1; y = 2t +3; z = −5t 1

 

 

 

 

 

6

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание I.

Составить уравнения прямой, проходящей: а) через точки M1 , M 2 ;

б) через точку M1

параллельно оси OY ;

в) через точку M 2

параллельно прямой l1 ;

г) через точку M1 параллельно прямой, образованной пересе-

чением плоскостей Ρ1 , Ρ2 ;

д) через точку M 2

перпендикулярно плоскости Ρ1.

146

t = 2.

Задание II.

Определить направляющие косинусы прямой l2 .

Задание III.

Найти точку пересечения прямой l1 и плоскости Ρ2 .

Задание IV.

Точка M (x, y, z) движется прямолинейно и равномерно из начального положения M1 в направлении вектора a2 со скоростью V = 1. Составить уравнения движения точки M и определить точку, с которой она совпадает в момент времени

Индивидуальная работа № 10

ПРЯМАЯ И ПЛОСКОСТЬ

Координаты точек M1 , M 2 , векторов a1 , a2 , уравнения плоскостей Ρ1 , Ρ2 даны в индивидуальной работе №8, уравнения прямых l1 , l2 в индивидуальной работе №9.

Задание I.

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку M1 перпендикулярно прямой l2 .

Задание II.

Найти проекцию точки M 2 на прямую l2 .

Задание III.

Найти проекцию точки M1 на плоскость Ρ1.

Задание IV.

Написать уравнение плоскости, проходящей через точку M 2 и прямую l2 .

147

Задание V.

Через прямую l1 провести плоскость перпендикулярную к плоскости Ρ1.

Задание VI.

Найти проекцию прямой l2 на плоскость Ρ2 .

Задание VII.

Провести плоскость через перпендикуляры, опущенные из точки M1 на плоскости Ρ1 , Ρ2 .

Задание VIII.

Написать уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые l1 , l2 .

Задание IX.

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку M 2 параллельной прямой l1 и вектору a1 .

Задание X.

Написать уравнение плоскости, проходящей через прямую l2 и параллельно вектору a2 .

Задание XI.

Через точку M1 провести прямую перпендикулярную прямой

l1 .

148

Оглавление

 

Предисловие.................................................................................................

3

Глава I. Матрицы, определители, системы

 

линейных уравнений ................................................................................

4

§ 1. Матрицы. Действия над матрицами...................................................

4

§ 2. Определители второго и третьего порядков....................................

11

§ 3. Миноры. Алгебраические дополнения. Обратная матри-

 

ца.........................................................................................................................

15

§ 4. Системы линейных уравнений..........................................................

20

Глава II. Аналитическая геометрия на плоскости ..........................

33

§ 1. Координаты точки на прямой и на плоскости. Расстояние

 

между двумя точками. Деление отрезка в данном отношении....................

33

§ 2. Уравнение линии в декартовых координатах..................................

39

§ 3. Прямая в декартовых координатах...................................................

43

§ 4. Кривые второго порядка....................................................................

56

Глава III. Элементы векторной алгебры...........................................

67

§ 1. Основные понятия..............................................................................

67

§ 2. Проекция вектора на ось. Разложение вектора по компо-

 

нентам на координатные оси............................................................................

70

3. Нелинейные операции над векторами.................................................

73

Глава IV. Аналитическая геометрия в пространстве......................

80

§ 1. Плоскость............................................................................................

80

§ 2. Прямая линия в пространстве...........................................................

88

Глава V. Преобразование системы координат на плоско-

 

сти. Приведение общего уравнения кривой второго порядка к

 

каноническому виду .....................................................................................

100

§ 1. Однородная система линейных уравнений....................................

100

§ 2. Изменение координат вектора при изменении системы

 

координат (поворот системы вокруг центра) ...............................................

102

§ 3. Линейные преобразования ..............................................................

106

§ 4. Собственные числа, собственные векторы квадратной

 

матрицы. Условия, при которых матрица подобна диагональной.............

108

§ 5. Приведение общего уравнения кривой второго порядка к

 

каноническому виду........................................................................................

114

Приложение I. Лабораторные работы...................................................

123

Приложение II.Индивидуальные работы..............................................

136

149

МАТЕМАТИКА

Часть 1

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ

Учебное пособие

Под редакцией доктора педагогических наук Г. Г. Хамова

Редактор Л. Г. Савельева

Верстка Т. В. Соболевой

Подписано в печать 21.07.2004 г. Формат 60 х 841/16. Гарнитура Таймс.

Печать офсетная. Бумага газетная. Объем: 9,5 уч.-изд. л.; 9,5 усл. печ. л. Тираж 500 экз. Заказ ____.

Издательство РГПУ им. А.И. Герцена. 191186, С.- Петербург,

наб. р. Мойки, 48

150