- •ВЫСШАЯ МАТЕМАТИКА
- •Учебное пособие
- •Самара 2006
- •ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
- •ЭЛЕМЕНТЫ ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ
- •1.1. Пусть дана квадратная таблица из 4-х элементов:
- •Операции над матрицами
- •ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
- •ВАРИАНТ 1
- •ВАРИАНТ 2
- •ВАРИАНТ 3
- •ВАРИАНТ 4
- •ВАРИАНТ 5
- •ВАРИАНТ 6
- •ВАРИАНТ 7
- •ВАРИАНТ 8
- •ВАРИАНТ 9
- •ВАРИАНТ 10
- •ВАРИАНТ 11
- •ВАРИАНТ 12
- •ВАРИАНТ 13
- •ВАРИАНТ 14
- •ВАРИАНТ 15
- •ВАРИАНТ 16
- •ВАРИАНТ 17
- •ВАРИАНТ 18
- •ВАРИАНТ 19
- •ВАРИАНТ 20
- •ВАРИАНТ 21
- •ВАРИАНТ 22
- •ВАРИАНТ 23
- •ВАРИАНТ 24
- •ВАРИАНТ 25
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
|
|
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3х1 +5х2 − х3 + 2х4 = 0 |
|
|
|
|
х1 −3х2 − 2х3 = −4 |
|
|
||||||||||||||||||||
2х1 + 4х2 − х3 +3х4 = 0 , |
|
|
|
|
|
х1 + х2 +3х3 = 6 . |
|
|
|||||||||||||||||||
|
х +3х − |
х |
|
+ |
4х |
= |
0 |
|
|
|
|
|
х |
− х + х |
=1 |
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
1. Найти матрицу 4А + 2В − 3С, |
если |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
3 2 4 8 |
|
|
|
4 3 1 1 |
|
|
4 0 0 3 |
|
|||||||||||||||||
|
А = |
1 3 5 6 , |
|
|
В = 1 2 2 1 , |
|
С = |
2 1 1 5 . |
|||||||||||||||||||
|
|
7 8 3 1 |
|
|
|
3 1 0 2 |
|
|
6 7 8 9 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 2А2 + 4А − 3Е, |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
4 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
если |
А = |
1 |
|
|
3 |
5 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
8 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
если |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
3 |
2 |
4 |
|
|
|
|
4 |
3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
А = |
1 3 5 , В = |
1 2 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
7 8 3 |
|
|
|
|
3 1 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
|||||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||||||||
х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= 4х |
+ |
3х |
+ 2х |
|
х′′ |
= х′ |
− 2х′ |
− х′ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
1 |
1 |
|
|
2 |
3 |
|
||||
через |
х1 |
, х2 , |
|
х3 |
|
′ |
= −2х1 + х2 |
− х3 |
, |
′′ |
|
′ |
|
′ |
+ 2 |
′ |
|
||||||||||
|
: х2 |
х2 |
= 3х1 + |
х2 |
х3 . |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 3х1 + х2 + х3 |
|
′′ |
′ |
+ 2 |
′ |
+ 2 |
′ |
|
||||||||
|
|
|
5. |
|
|
|
|
|
х3 |
|
х3 |
= х1 |
х2 |
х3 |
|
||||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
4 |
|
|
|
|
х |
2 |
3 |
|
|
|
3 |
2 |
|
4 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 3 5 6 . |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
, |
|
|
|
1 3 5 |
, |
|
|
4 5 0 |
, |
|
|
|
||||||||||||||
|
1 |
3 |
|
|
|
|
7 |
8 |
3 |
|
|
|
|
х |
3 |
х |
|
|
|
7 |
8 |
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
5 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Доказать совместность системы и решить ее тремя способами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами матричного исчисления):
67
|
х + 2 |
х |
+ х |
= 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3х1−5х2 +3х3 =1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2х + 7х |
− х |
= 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
7. |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|||||||
|
4 |
1 |
|
−1 |
3 |
|
4 |
|
7 |
7 |
9 |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
А= |
7 2 − 2 5 − 2 , |
В = |
− 2 1 3 |
4 . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 1 −1 7 |
||||
|
|
2 1 |
|
−1 1 −16 |
2 6 10 − 2 |
|||||||||
|
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|||||||
х1 +3х2 − х3 −2х4 = 0 |
3х1 −3х2 +3х3 = 3 |
|||||||||||||
2х1 +5х2 −8х3 −5х4 = 0 , |
|
х1 − х2 + 4х3 = 3 . |
||||||||||||
|
х |
+ 4х |
2 |
+5х |
+ х |
4 |
= 0 |
|
7х |
− х |
−3х |
= 3 |
||
|
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 21 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
1. Найти матрицу 4А − 2В + 7С, |
если |
|
|
|
|
|
|
||||||||
3 2 1 4 |
|
4 2 1 3 |
|
4 6 7 8 |
|
|||||||||||
А = |
5 7 3 0 , |
В = 0 1 3 5 , |
С = |
7 8 3 5 . |
||||||||||||
4 5 6 1 |
|
1 4 3 2 |
|
6 7 1 3 |
|
|||||||||||
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 4А2 + 3А − 6Е, |
||||||||||||||
|
|
3 |
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
если |
А = |
5 |
7 |
3 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5 |
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
6 |
|
1 |
|
|
если |
|
|
|
|||||
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
||||||||||||
3 |
2 |
1 |
|
|
4 2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А = |
5 7 3 , В = |
0 1 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4 5 6 |
|
|
1 4 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
′′ |
′′ |
′′ |
|||||||||||||
х1, |
х2 , |
х3 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
х′ |
= −х − |
х − х |
х′′ |
= 9х′ |
+3х′ |
+5х′ |
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
2 |
3 |
1 |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
через |
х1, х2 , |
х3 : |
′ |
= −х1 + 4х2 + х3 , |
′′ |
′ |
|
|
′ |
|
||||||
х2 |
х2 |
= 2х1 |
+3х3 . |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
′ |
=8х1 + |
х2 + х3 |
′′ |
= |
|
′ |
′ |
|
|
||
|
|
|
|
|
х3 |
х3 |
|
х2 − |
х3 |
|
|
68
|
|
|
5. |
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
3 |
2 |
1 |
|
х |
3 |
х |
|
3 |
2 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
3 |
2 |
|
|
|
|
5 7 |
3 |
0 . |
|||||||
|
|
|||||||||||||||
|
, |
|
5 |
7 |
3 |
, |
2 |
1 |
3 |
, |
||||||
|
5 |
7 |
|
|
4 |
5 |
7 |
|
4 |
2 |
х |
|
4 |
5 |
6 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Доказать совместность системы и решить ее тремя способами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами матричного исчисления):
х1 + х2 − х3 = −2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4х1−3х2 + х3 =1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2х + х |
2 |
− х =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
8 3 1 − 2 − 2 |
|
|
|
4 |
− 2 |
|
−6 |
|
8 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
А = 14 5 2 − 4 1 , |
|
|
|
В = 7 7 |
|
9 1 . |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
5 |
|
|
1 |
|
4 1 1 − 2 8 |
|
|
|
5 1 −1 7 |
|||||||||||||
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
7х +5х + |
3х |
+6 |
х |
= 0 |
|
|
|
3х + 2 |
х + |
х |
|
= 6 |
||||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
2х1 − х2 − х3 + 4х4 = 0 , |
|
|
|
3х1 |
−3х2 +3х3 = 3 . |
||||||||||||
|
х +8х |
+ |
6х |
−6х |
= 0 |
|
|
|
3х − х |
2 |
− 2х |
|
= 0 |
|||||
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 22 |
|
|
|
|
|
||||
|
1. Найти матрицу 4А + 2В − 6С, если |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
1 2 5 6 |
|
|
3 1 2 3 |
|
|
|
1 3 1 3 |
||||||||||
А = 3 4 7 8 , |
|
В = |
2 2 3 1 , |
С = |
3 1 3 1 . |
|||||||||||||
|
5 6 9 4 |
|
|
1 3 1 2 |
|
|
|
3 1 1 3 |
||||||||||
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 3А2 + 4А + 7Е, |
||||||||||||||||
|
|
|
1 2 5 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
если А = |
3 |
4 |
7 |
; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
5 |
6 |
9 |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
если |
|||||||
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
69
|
|
1 |
2 |
5 |
|
|
|
3 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
А = |
3 4 7 , В = |
2 2 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
5 6 9 |
|
|
|
1 3 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
|||||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||||||||
х1, |
х2 |
, х3 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= |
4х |
+3х |
+5х |
х′′ |
= − |
х′ |
+5х′ |
−3х′ |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
2 |
|
3 |
1 |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
3 |
|
|||
через |
х1 |
, |
х2 , х3 |
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
′′ |
|
|
|
′ |
′ |
′ |
|
. |
||||||
: х2 = 6х1 + 7х2 + х3 , |
х2 |
= х1 − х2 − |
х3 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 9х1 + х2 +8х3 |
′′ |
= 7 |
′ |
+ 4 |
′ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
х3 |
х1 |
х3 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
5 |
|
|
|
|
х |
х |
1 |
|
|
|
|
1 |
2 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
1 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4 7 8 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
, |
|
|
3 4 7 |
, |
|
|
х 3 2 |
, |
|
|
|
|
. |
|
|
|||||||||||
|
3 |
4 |
|
|
|
5 |
6 |
9 |
|
|
|
|
1 |
4 |
5 |
|
|
|
|
5 |
6 |
9 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
0 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами матричного исчисления):
|
2х |
|
− |
х |
2 |
+5х |
= 4 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
5х1+2х2 +13х3 = 2 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
3х |
|
− |
х |
2 |
+5х |
= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
7. |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|
||||
|
3 1 −3 − 2 4 |
2 |
6 |
|
5 |
|
−1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
А = |
5 2 −6 1 7 , |
В = 4 |
− 2 −3 4 . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
10 2 −1 |
7 |
||||
|
|
1 1 |
−3 8 2 |
14 14 9 |
|
1 |
|||||||
|
|
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|
||||
5х1 −5х2 +10х3 − х4 = 0 |
4 |
х1 + х2 −2х3 = 3 |
|||||||||||
|
3х1 + х2 + 7х3 + х4 = 0 , |
|
х1 − х2 +3х3 = 4 . |
||||||||||
|
х + 7х |
|
+ 4х |
+3х = 0 |
2х + 4х |
2 |
− |
х |
= 5 |
||||
|
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
|
1 |
|
3 |
|
ВАРИАНТ 23
1. Найти матрицу 4А − 2В + 3С, если
70
|
|
3 8 9 1 |
|
|
|
1 2 3 4 |
|
|
0 3 0 3 |
|
||||||||||||||
|
А = |
4 5 1 3 , |
|
|
В = 4 3 2 1 , |
|
С = |
4 2 5 6 . |
||||||||||||||||
|
|
1 1 0 2 |
|
|
|
1 4 2 3 |
|
|
7 1 1 8 |
|
||||||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 3А2 + 8А − 9Е, |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 8 9 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
если |
А = |
4 |
5 |
1 |
; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
если |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
3 |
8 |
9 |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
А = |
4 5 1 , В = |
4 3 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1 1 0 |
|
|
|
1 4 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
|
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||||
х1, |
х2 , |
х3 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= х |
−3х + 4х |
х′′ |
= 4 |
х′ |
+5х′ |
− |
3х′ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
1 |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
через |
х1 |
, х2 , |
х3 : |
′ |
|
|
|
х2 |
−5х3 , |
′′ |
|
′ |
′ |
− |
′ |
|
|
|||||||
х2 = 2х1 + |
х2 |
= х1 − х2 |
х3 . |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= −3х1 +5х2 + х3 |
′′ |
= 7 |
′ |
+ 4 |
′ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
5. |
|
|
|
|
х3 |
х3 |
х1 |
х3 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
8 |
9 |
|
|
|
|
х |
1 |
х |
|
|
3 |
8 |
9 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
4 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 5 1 3 . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
, |
|
|
4 5 1 |
, |
|
|
2 3 4 |
, |
|
|
|
||||||||||||
|
3 |
5 |
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
х |
5 |
6 |
|
|
1 |
1 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5 |
0 |
8 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Доказать совместность системы и решить ее тремя способами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами матричного исчисления):
|
3х1 + х2 + х3 = 5 |
|
|
|
|
|
|||
|
х1−4х2 − 2х3 = −3 . |
|
|
|
|
|
|||
−3х + |
5х + 6х |
= 7 |
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
||
|
6 −1 |
1 |
− 2 4 |
1 |
3 |
5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
А= 10 − 2 |
2 |
1 7 , |
В = 4 − 2 −6 |
8 |
. |
||||
2 −1 |
1 |
8 2 |
5 |
1 |
−1 |
7 |
|||
|
|
|
|
|
7 |
7 |
9 |
1 |
|
71