- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1 ЭЛЕМЕНТЫ ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ
- •§1. ОПРЕДЕЛИТЕЛИ
- •Пример 1.1.
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 1.1.
- •а) разложив его по элементам i-й строки; б) разложив его по элементам j-го столбца; в) получив предварительно нули в i-й строке.
- •§2. МАТРИЦЫ
- •Пример 1.2.
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 1.2.
- •Даны две матрицы А и В.
- •§3. СИСТЕМЫ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ
- •Пример 1.3.
- •Пример 1.4.
- •Пример 1.5.
- •Пример 1.6.
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 1.3.
- •Задание 1.4.
- •В заданиях 1.5-1.6 решить однородную систему линейных алгебраических уравнений.
- •Задание 1.5.
- •Задание 1.6.
- •§4. РЕШЕНИЕ МАТРИЧНЫХ УРАВНЕНИЙ
- •Пример 1.7.
- •Пример 1.8.
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 1.7.
- •Решить матричное уравнение и сделать проверку
- •ГЛАВА 2 ЭЛЕМЕНТЫ ВЕКТОРНОЙ АЛГЕБРЫ
- •Пример 2.1
- •Пример 2.2
- •Пример 2.3
- •Пример 2.4
- •Пример 2.5
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 2.1.
- •Задание 2.2.
- •Задание 2.3
- •Задание 2.4.
- •Задание 2.5.
- •ГЛАВА 3 ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ
- •§1. ПРЯМАЯ НА ПЛОСКОСТИ
- •Пример 3.1
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 3.1.
- •§2. ПЛОСКОСТЬ В ПРОСТРАНСТВЕ
- •Пример 3.2
- •Пример 3.3
- •Пример 3.4
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 3.2
- •Задание 3.3
- •Задание 3.4
- •Найти угол между плоскостями.
- •§3 ПРЯМАЯ В ПРОСТРАНСТВЕ
- •Пример 3.5
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 3.5
- •Написать каноническое уравнение прямой.
- •§4. ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМОЙ И ПЛОСКОСТИ
- •Пример 3.6
- •Пример 3.7
- •Пример 3.8
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 3.6
- •Найти точку пересечения прямой и плоскости.
- •Задание 3.7
- •§5. КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА
- •Пример 3.9
- •Пример 3.10
- •Пример 3.11
- •Пример 3.12
- •Пример 3.13
- •Пример 3.14
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 3.8.
- •ГЛАВА 4 ВВЕДЕНИЕ В АНАЛИЗ
- •§ 1. ПРЕДЕЛЫ ЧИСЛОВЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
- •Пример 4.1
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 4.1
- •Вычислить пределы числовых последовательностей.
- •§ 2. ПРЕДЕЛЫ ФУНКЦИЙ
- •Пример 4.2
- •Вычислить пределы дробно-рациональных функций:
- •Пример 4.3
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 4.2.
- •Вычислить пределы дробно-рациональных функций
- •Задание 4.3.
- •Вычислить пределы иррациональных функций
- •§ 3. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ПРЕДЕЛЫ. СРАВНЕНИЕ БЕСКОНЕЧНО МАЛЫХ.
- •Пример 4.4
- •Пример 4.5
- •Пример 4.6
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 4.4.
- •Вычислить пределы, используя первый замечательный предел и его следствия.
- •Задание 4.5.
- •Задание 4.6
- •§ 4. НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИЙ
- •Пример 4.7
- •Пример 4.8
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 4.7.
- •Задание 4.8.
- •§ 1.ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ
- •Пример 5.1
- •Пример 5.2
- •Пример 5.3
- •Пример 5.4
- •Пример 5.5
- •Пример 5.6
- •Пример 5.7
- •Пример 5.8
- •Пример 5.9
- •Пример 5.10
- •Пример 5.11
- •Пример 5.12
- •Пример 5.13
- •Задания для самостоятельного решения.
- •В заданиях 5.1-5.13 вычислить производные функций, используя таблицу производных и правила дифференцирования.
- •Задание 5.1
- •Задание 5.2.
- •Задание 5.3.
- •Задание 5.4.
- •Задание 5.5.
- •Задание 5.6.
- •Задание 5.7.
- •Задание 5.8.
- •Задание 5.9.
- •Задание 5.10.
- •Задание 5.11.
- •Задание 5.12.
- •Задание 5.13.
- •§ 2. ЛОГАРИФМИЧЕСКОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ
- •Пример 5.14
- •Пример 5.15
- •Пример 5.16
- •Задания для самостоятельного решения.
- •В заданиях 5.14-5.16 вычислить следующие производные, используя метод логарифмического дифференцирования
- •Задание 5.14.
- •Задание 5.15.
- •Задание 5.16
- •§ 3. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ ФУНКЦИЙ, ЗАДАННЫХ НЕЯВНО И ПАРАМЕТРИЧЕСКИ
- •Пример 5.17
- •Пример 5.18
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Задание 5.17.
- •Задание 5.18.
- •§4. ПРАВИЛО ЛОПИТАЛЯ
- •Пример 5.19
- •Пример 5.20
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Найти указанные пределы, используя правило Лопиталя.
- •Задание 5.19
- •Задание 5.20.
- •§ 5. ПОЛНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИЙ
- •Пример 5.21
- •Пример 5.22
- •Пример 5.23
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Провести полное исследование функций и построить их графики
- •Задание 5.21.
- •Задание 5.22.
- •Задание 5.23.
- •§ 6. ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ДЛЯ ПРИБЛИЖЕННОГО ВЫЧИСЛЕНИЯ
- •Пример 5.24
- •Пример 5.25
- •Задания для самостоятельного решения.
- •С помощью дифференциала приближенно вычислить данные величины и оценить допущенную относительную погрешность (с точностью до двух знаков после запятой).
- •Задание 5.24.
- •Задание 5.25.
3. |
x y z 4 0, 2x 2y z 8 0. |
|
||||||||||||||||||
4. |
x y z 2 0, x y 2z 2 0. |
|
|
|||||||||||||||||
5. |
2x 3y z 6 0, x 3y 2z 3 0. |
|
||||||||||||||||||
6. |
3x y z 6 0, 3x y 2z 0. |
|
|
|
||||||||||||||||
7. |
x 5y 2z 11 0, x y z 1 0. |
|
||||||||||||||||||
8. |
3x 4y 2z 1 0, 2x 4y 3z 4 0. |
|||||||||||||||||||
9. |
5x y 3z 4 0, x y 2z 2 0. |
|
||||||||||||||||||
10. |
x |
y |
z |
2 |
0, |
x |
|
2y |
z |
|
4 |
0. |
|
|
||||||
11. |
4x |
y |
|
3z |
|
2 |
|
0, |
|
2x |
y |
|
z |
|
8 |
|
0. |
|
||
12. |
3x |
3y |
2z |
1 |
|
|
0, |
|
2x |
3y |
|
z |
6 |
0. |
||||||
13. |
6x |
7y |
4z |
2 |
0, |
x |
7y |
|
z |
5 |
|
0. |
|
|||||||
14. |
8x |
y |
3z |
|
1 |
|
0, |
|
x |
y |
z |
|
10 |
0. |
|
|||||
15. |
6x |
5y |
4z |
8 |
|
0, |
6x |
5y |
3z |
|
4 |
0. |
||||||||
16. |
x |
5y |
|
z |
5 |
0, |
2x |
5y |
|
2z |
5 |
|
0. |
|
||||||
17. |
2x |
3y |
z |
|
6 |
|
0, |
|
x |
3y |
|
2z |
3 |
|
0. |
|
||||
18. |
5x |
y |
|
2z |
|
4 |
|
0, |
|
2x |
|
y |
3z |
2 |
|
0. |
|
|||
19. |
4x |
y |
|
z |
2 |
|
0, |
2x |
y |
3z |
|
8 |
|
0. |
|
|||||
20. |
2x |
y |
|
3z |
|
2 |
|
0, |
|
2x |
y |
|
z |
|
6 |
|
0. |
|
||
21. |
x |
y |
2z |
2 |
|
0, |
x |
y |
z |
|
2 |
0. |
|
|
||||||
22. |
x |
5y |
|
z |
11 |
|
0, |
|
x |
y |
2z |
1 |
0. |
|
||||||
23. |
x |
y |
z |
2 |
0, |
x |
|
2y |
z |
|
4 |
0. |
|
|
||||||
24. |
6x |
7y |
z |
|
2 |
|
0, |
|
x |
7y |
|
4z |
5 |
|
0. |
|
||||
25. |
x |
5y |
|
2z |
|
5 |
|
0, |
|
2x |
5y |
|
z |
5 |
|
0. |
|
|||
26. |
x |
3y |
|
z |
2 |
0, |
|
x |
3y |
2z |
|
14 |
|
0. |
|
|||||
27. |
2x |
3y |
2z |
6 |
|
0, |
x |
3y |
|
z |
3 |
|
0. |
|
||||||
28. |
3x |
4y |
3z |
1 |
|
|
0, |
|
2x |
4y |
|
2z |
|
4 |
0. |
|||||
29. |
3x |
3y |
z |
|
1 |
|
0, |
|
2x |
3y |
|
2z |
6 |
0. |
||||||
30. |
6x |
5y |
3z |
8 |
|
|
0, |
|
6x |
5y |
4z |
|
4 |
0. |
§4. ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМОЙ И ПЛОСКОСТИ
Пример 3.6
67
Найти точку |
пересечения прямой |
x 7 |
|
|
y |
|
4 z |
5 |
и |
плоскости |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
5 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
4 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3x y 2z 5 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Представим |
прямую |
|
x |
7 y |
4 |
|
|
z |
5 |
|
|
параметрическими |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
5 |
|
|
|
1 |
|
4 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
уравнениями: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
5t |
7, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
t 4, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z |
|
4t |
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пусть M x; y; z |
- точка пересечения прямой и плоскости. Так |
|||||||||||||||||||||
как искомая точка M |
x; y; z лежит и на прямой и на плоскости, то ее |
|||||||||||||||||||||
координаты удовлетворяют уравнению плоскости |
|
3x y |
2z 5 0 . |
|||||||||||||||||||
Имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 5t |
7 |
|
t |
4 2 4t |
5 5 0, |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
22t |
|
22 |
0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя |
|
t |
1 |
|
в |
соотношения, |
|
определяющие |
параметрические уравнения данной прямой, получим координаты точки M :
xM |
5 |
1 |
7 |
2; |
yM |
|
1 4 |
3; |
|
zM |
4 |
1 |
5 |
1. |
Итак, точка пересечения прямой и плоскости M 2;3;1 .
Ответ: M 2;3;1 - точка пересечения прямой и плоскости.
Пример 3.7
Найти координаты точки M , симметричной точке M 2; 5; 7
относительно прямой, проходящей |
через |
точки |
A 5; 4; 6 |
и |
|
B 2; 17; |
8 . |
|
|
|
|
|
Решение: |
|
|
|
|
Составим уравнение прямой |
AB . Для этого воспользуемся |
||||
уравнением |
прямой, проходящей через две |
точки |
M1 x1 ; y1 ; z1 |
и |
M 2 x2 ; y2 ; z2 :
68
|
|
|
|
|
|
x |
|
x1 |
|
|
|
|
y |
y1 |
|
|
z |
|
z1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
x1 |
y2 |
|
y1 |
|
z2 |
|
z1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Для прямой AB имеем: |
A 5; 4; 6 , |
B |
2; |
17; |
8 . |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
5 |
|
|
|
|
y |
4 |
|
|
|
z |
6 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
5 |
|
|
|
|
17 |
4 |
|
8 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
5 |
|
|
|
y |
4 |
|
|
z |
6 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
5 |
|
|
|
y |
4 |
|
|
z |
6 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Найдем |
координаты |
точки |
|
M , |
|
симметричной |
точке |
|||||||||||||||||||||||
M 2; |
5; 7 |
относительно прямой M1M 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Через точку |
M проводим плоскость |
|
|
|
перпендикулярно к |
|||||||||||||||||||||||||
вектору q |
1;3; 2 . Получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
1 |
x |
2 |
|
3 |
|
|
y |
5 |
2 |
z |
7 |
|
0; |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
x 3y 2z 1 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Найдем |
точку пересечения плоскости |
|
|
и прямой M1M 2 . |
||||||||||||||||||||||||||
Уравнение прямой M1M 2 |
представляем в параметрическом виде: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x |
|
t 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
y |
|
3t |
4, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
z |
|
2t |
6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Учитывая, что точка O |
x; y; z |
, пересечения прямой M1M 2 |
и |
|||||||||||||||||||||||||||
плоскости , лежит и на прямой и на плоскости, получим: |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
t |
5 3 3t |
|
|
4 2 2t |
6 1 0; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
14t |
|
28 |
|
0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
t |
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значит xO |
|
2 |
5 |
|
3; yO |
3 |
|
2 |
|
4 |
|
|
2; zO |
2 2 |
6 |
2 . |
||||||||||||||
Точка |
O 3; 2; 2 |
- |
середина |
отрезка |
MM . |
Координаты |
точки |
||||||||||||||||||||||||
M xM ; yM ; zM |
найдем из соотношений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
x |
|
xM |
|
xM |
; y |
|
yM |
|
yM |
; z |
|
|
zM |
zM |
. |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
0 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получим:
69
|
|
|
|
|
xM |
2x0 |
xM ; |
|
|
xM |
2 3 2 4; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
yM |
2 y0 |
yM ; |
|
|
yM |
2 |
2 5 1; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
zM |
2z0 |
zM ; |
|
|
zM |
2 2 7 |
3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Точка |
M 4;1; |
3 |
симметрична точке |
M 2; |
5; 7 |
|
относительно |
|||||||||||||||||||||||
прямой l . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Ответ: |
M 4;1; |
3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Пример 3.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Найти точку M , симметричную точке M 6; |
4; |
2 |
относительно |
||||||||||||||||||||||||||
плоскости |
|
: |
x |
y |
z |
3 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Прежде всего, найдем проекцию |
M 0 |
xM |
; yM |
; zM |
|
точки |
M на |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
плоскость |
x |
y |
z |
3 |
|
0 . |
Для |
этого составим |
уравнение |
прямой |
||||||||||||||||||||
MM0 , перпендикулярной к данной плоскости. Нормальный вектор |
||||||||||||||||||||||||||||||
плоскости |
n |
|
1;1;1 |
будет направляющим вектором перпендикуляра |
||||||||||||||||||||||||||
MM0 . Используем каноническое уравнение прямой, проходящей через |
||||||||||||||||||||||||||||||
точку A x0 ; y0 ; z0 |
с направляющим вектором s |
m; n; p : |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
x0 |
y |
y0 |
|
|
z |
z0 |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
n |
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Имеем, |
прямая |
MM0 |
проходит |
|
через |
точку |
M 6; |
4; 2 |
и |
||||||||||||||||||||
s |
1;1;1 |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
6 |
|
|
y |
4 |
|
|
|
z |
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Найдем |
точку |
M0 |
|
пересечения |
|
|
прямой |
MM0 |
и |
плоскости |
|||||||||||||||||||
x |
y |
z |
3 |
0 . |
Для |
|
этого |
|
приведем |
|
|
уравнение |
прямой |
к |
||||||||||||||||
параметрическому виду: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x t 6, y t 4, z t 2.
Подставляя значения x, y, z из этих уравнений в уравнение плоскости , найдем:
70