Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Элементы линейной алгебры 2006.pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
08.06.2015
Размер:
567.38 Кб
Скачать

4.Метод Гаусса решения систем линейных алгебраических уравнений.

5.Матрицы и операции над ними.

6.Обратная матрица и ее нахождение.

7.Матричный метод решения систем линейных алгебраических уравнений.

8.Ранг матрицы. Вычисление ранга матрицы.

9.Теорема Кронекера-Капелли.

Приступая к выполнению индивидуального задания по разделу "Элементы линейной алгебры", целесообразно проверить свои знания, выполнив практическую работу следующего содержания.

х1 + х2 + х3 = 3

 

 

1. Исследовать систему х1 +K− 2х3 = −3

на совмест-

3х

+ 2х

2х

= −7

 

 

1

2

3

 

 

ность, решить ее тремя методами (методом Крамера, методом Гаусса, матричным методом).

 

 

х1 + х2 + х3 + х4 = −3

 

 

 

2.

Решить систему

 

х1

+K− 2х3 2х4 = 9

 

методом Га-

 

3х + 2х

2х

2х

 

= 3

 

 

 

4

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

х

+ х

+K− 2х

= 5

 

 

 

усса.

 

 

1

2

 

4

 

 

 

 

 

 

2х+ у 5z = −1

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Исследовать систему

x + y + z = 2

 

на совместность,

 

 

 

 

x + 2 y 4z =1

 

 

 

решить ее, если это возможно.

ВАРИАНТ 1

 

1. Найти матрицу 3А + 2В 4С,

если

 

 

 

 

 

0

1

1

;

2

1 0

 

;

1 2

3

А =

 

 

 

 

В =

 

 

 

С =

 

 

.

 

2

1

4

 

 

 

3

0 2

 

 

 

4 5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

2. Найти значение матричного многочлена А2 + 2А + 3Е,

1

2

1

 

 

1

0

0

 

 

 

3

1

 

;

 

 

1

0

 

если А = 1

 

Е = 0

.

 

2

1

2

 

 

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

3. Найти произведение матриц АВ и ВА, если

1

2

1

 

 

 

2

1

0

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

А = 3 4

0

 

В =

3 0

1

.

 

0

2

1

 

 

 

 

2

0

 

 

 

 

1

 

4. Даны два линейных преобразования. Средствами матричного исчисления найти преобразование, выражающее х1′′, х2′′, х3′′

 

 

 

 

 

 

х

= 5х

 

х

+3х

х′′

=

2х

 

+ х

 

 

 

 

 

 

1

1

 

2

3

1

 

 

 

1

 

3

через

х1

, х2 , х3 :

= х1 2х2

,

′′

=

 

 

х2

х2

 

х2

5х3 .

 

 

 

 

 

 

= 7х2 х3

 

′′

=

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

х3

 

х3

2х1

 

 

 

 

 

 

Вычислить определители

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3

 

 

 

 

2

 

3

4

 

 

 

 

2

 

3

 

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

,

 

 

 

4

5

6

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

5

6

 

 

 

 

4

5

 

 

 

 

3

 

7

1

 

 

 

 

3

 

7

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Доказать совместность системы и решить ее тремя способами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2х1 х2 6х3 = −1

 

 

 

 

 

ричного исчисления):

 

х12х2 4х3

= 5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

х

+ 2х

= −8

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти ранги матриц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 3 2 4

 

 

 

 

1

3

5

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

3

4

 

 

А =

 

4

2 5 1 7

 

 

 

В =

 

 

.

 

,

 

 

 

7

7

9

1

 

 

 

 

2

1

1

8

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

1

7

 

 

 

 

 

8.

Решить системы уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2х1 +5х2 + х3 +3х4 = 0

 

 

2х1 + х2

= 5

 

 

 

4х1 + 6х2 +3х3 +5х4 = 0 ,

 

х1 + 3х3 =16 .

 

 

4х

+14х

+ х

+ 7х

4

= 0

 

 

 

 

 

5х

х

=10

 

 

 

1

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

44

ВАРИАНТ 2

1. Найти матрицу 5А 6В + 2С, если

 

2 7 8 2

;

 

 

В

1 0 0 2

;

С

4 5 1 2

 

А =

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

=

.

 

3 1 1 3

 

 

 

 

 

 

2 1 8 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 3 2

 

 

2.

Найти значение матричного многочлена

2А2 + 3А + 6Е,

 

 

 

2

4

 

8

 

 

 

1

0

0

 

 

 

 

 

если

А =

 

2

 

 

;

Е =

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

3

0

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

1

 

5

 

 

 

0

1

 

 

если

 

 

Найти произведение матриц АВ и ВА,

 

 

4

2

6

 

 

 

 

0

3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А =

0 1 2

 

В = 2 1 7

.

 

 

 

 

 

 

 

5

7

 

 

 

 

 

 

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

4. Даны два линейных преобразования. Средствами матричного исчисления найти преобразование, выражающее х1′′, х2′′, х3′′

 

 

 

 

 

 

х

= х

+ 2х

+ 2х

х′′

= 3х

+

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

2

3

 

1

 

 

1

 

 

2

 

 

 

через

х1

, х2 , х3 :

=

 

3х2 + х3 ,

 

′′

 

2

 

х2

 

х2

= х1

х2

х3 .

 

 

 

 

 

 

= 2х1

+3х3

 

′′

 

 

 

 

+

2

 

 

 

 

5.

 

х3

х3

= 3х1

 

 

х3

 

 

 

 

Вычислить определители

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 8

 

 

 

 

2

 

8

 

1

 

 

 

2

8

 

1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

,

 

 

9

7

5 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

7

5

 

 

 

 

 

9

7

 

 

 

 

3

 

2

 

1

 

 

 

3

2

 

1

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Доказать совместность системы и решить ее тремя способами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-

 

 

 

 

 

 

2х1 2х2 + х3 = 6

 

 

ричного исчисления):

 

х1+6х2 +3х3

= 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

2х

+3х

+ х

= 0

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

Найти ранги матриц

 

 

 

 

1

2

3

2 4

 

 

 

 

2 1 3

4

А =

2

4

5

1

7

,

 

 

В = 1 3

5

1 .

 

1

2

1

8

 

 

 

 

 

 

9

 

 

2

 

 

 

 

7 5

1

8. Решить системы уравнений:

45

3х1 + 2х2 +5х3 + 4х4 = 0

 

 

 

 

3х1 2х2

= 2

2х1 +3х2 +6х3 +8х4 = 0 ,

 

 

 

 

х1

+ 4х3 =10 .

 

х

6х

9х

20х = 0

 

 

 

 

 

6х

3х

= 6

 

1

2

3

 

4

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВАРИАНТ 3

 

 

 

 

 

1. Найти матрицу 5А + 6В 7С,

если

 

 

 

 

2 3 1 2

 

 

 

 

1 2 9 11

С

 

0 1 0 1

А =

 

 

 

 

;

В =

 

 

;

=

.

 

 

4 5 6 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 4 2 4

 

 

2 1 2 1

 

 

2.

Найти значение матричного многочлена

3А2 + 4А + 7Е,

 

 

 

3

7 2

 

 

1 0

0

 

 

 

 

если

А =

7

2

3 ;

Е =

0

1

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

7

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Найти произведение матриц АВ и ВА, если

 

2

7

5

 

1

5

 

3

 

 

 

 

 

А =

0 1 3 ;

В =

7 9 11 .

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

2

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Даны два линейных преобразования. Средствами матричного исчисления найти преобразование, выражающее х1′′, х2′′, х3′′

 

 

 

 

 

 

х

= 5х

х

+3х

х′′

=

2х

 

+ х

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

2

3

1

 

 

 

1

 

3

через

х1

, х2 , х3 :

= х1 2х2

,

′′

=

 

 

х2

х2

 

х2

5х3 .

 

 

 

 

 

 

=

 

7х2 х3

′′

=

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

х3

 

х3

2х1

 

 

 

 

 

 

Вычислить определители

 

 

 

 

 

 

 

 

3 7

 

 

 

 

3

 

7

1

 

 

 

 

3

 

7

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

,

 

 

 

9

6

2

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

6

2

 

 

 

 

9

6

 

 

 

 

3

 

5

4

 

 

 

 

3

 

5

 

4

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Доказать совместность системы и решить ее тремя способами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-

2х1 3х2 +3х3 = 3

ричного исчисления): 6х1+9х2 3х3 = −4 .

10х1 +3х2 3х3 = 3 7. Найти ранги матриц

46