- •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
4 |
х1 + 2х2 +3х3 + х4 = 0 |
|
|
|
3х1 + 4х2 |
|
|
= 7 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
3х1 +5х2 + х3 + х4 = 0 , |
|
|
|
х1 + 2х2 +3х3 = 6 . |
|
|
||||||||||||||||||||
7х1 + 4х2 +5х3 + 2х4 = 0 |
|
|
|
|
х1 − х2 + х3 =1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1. Найти матрицу 8А − 7В + 2С, |
если |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
А = |
1 3 5 7 |
|
|
В = |
|
2 5 1 3 |
; |
|
|
|
С = |
0 4 6 1 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
2 4 6 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
7 6 4 2 |
|
|
|
|
|
|
3 5 7 2 |
|
||||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена |
5А2 − 3А + 4Е, |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
7 |
9 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
если |
|
А = |
1 |
3 |
0 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
если |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
4 |
7 |
8 |
|
|
2 5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
А = |
1 3 5 ; В = |
7 6 4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
2 4 6 |
|
|
3 2 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
|||||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′′ |
′′ |
′′ |
|||||||||||||||
выражающее х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= |
|
2х |
|
|
|
х′′ |
= −3х′ |
+ х′ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
3 |
|
|
||||
через |
|
х1, х2 , |
|
|
′ |
= −2х1 +3х2 + 2х3 , |
′′ |
= |
2 |
′ |
|
|
|
′ |
|
|
|||||||||||
|
х3 : х2 |
х2 |
х2 + |
х3 . |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 4х1 − |
х2 + |
5х3 |
|
′′ |
= − |
′ |
+ |
|
|
′ |
|
|
|||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
|
х3 |
х2 |
3х3 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
4 7 |
|
|
|
|
4 |
7 |
8 |
|
х |
0 |
1 |
|
|
|
|
4 |
7 |
|
8 |
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
, |
|
|
|
, |
|
|
|
2 1 3 5 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
1 3 5 |
, |
1 |
х 2 |
|
|
|
|
. |
|
|
|||||||||||||
|
1 |
3 |
|
|
|
|
2 |
4 |
6 |
|
4 |
х |
3 |
|
|
|
|
2 |
4 |
|
6 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
решить ее |
|
тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-
6х1 +8х2 + х3 = −8
ричного исчисления): 3х1+4х2 + х3 = −3 .
3х1 +5х2 +3х3 = −6 7. Найти ранги матриц
52
|
2 4 3 − 2 −1 |
|
|
|
3 |
1 |
5 |
−1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
−1 2 −3 4 |
|
|
|
|||||||||||||
А = |
4 7 5 1 − 2 |
, |
|
|
В = |
. |
|
||||||||||||||
|
|
2 |
2 |
1 |
|
8 |
−1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
5 |
−1 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
9 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
8. |
Решить системы уравнений: |
7 |
|
1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
3х + 2 |
х |
+ 4х |
+ х = |
0 |
|
|
5х + 4х −2х |
= 7 |
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
3х1 + 2х2 − 2х3 + х4 = |
0 , |
|
|
|
х1 + 2х2 −3х3 = 0 . |
|
|
|
|||||||||||||
9х + 6х |
+ х |
|
+ |
3х = |
0 |
|
|
|
х |
|
+ х −3х |
=1 |
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1. Найти матрицу 5А − 6В + 7С, |
если |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 5 8 3 |
4 7 4 7 |
|
|
|
0 3 1 2 |
|||||||||||||||
А = |
2 7 1 4 , |
В = |
7 4 7 4 , |
|
|
С = 1 2 3 0 . |
|||||||||||||||
|
1 1 2 3 |
1 2 2 1 |
|
|
|
3 2 0 1 |
|||||||||||||||
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена |
5А2 |
− 6А + 7Е, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
5 |
8 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
если |
А = 2 |
7 |
1 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
1 1 2 |
|
1 |
|
|
|
|
если |
|
|
|
|
||||||
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
5 |
8 |
3 |
|
|
7 |
4 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
А = |
7 1 4 , |
В = 4 7 4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 2 3 |
|
|
2 2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||
х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= 7х |
+ |
3х |
+ 4х |
|
х′′ |
= х′ |
+ х′ − |
6х′ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
2 |
3 |
|
|
1 |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
через |
х1, |
х2 , |
х3 |
′ |
= |
4х2 −9х3 |
, |
′′ |
|
′ |
+ 7 |
′ |
|
|
|||||||
: х2 |
х2 |
= 3х1 |
х3 . |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 3х1 + |
х2 + х3 |
|
′′ |
′ |
|
′ |
|
′ |
|
|
|||
|
|
5. |
|
|
|
|
х3 |
|
х3 |
= х1 |
+ х2 − |
х3 |
|
|
|||||||
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53
|
|
|
|
|
1 |
5 |
8 |
|
х |
х |
2 |
|
1 |
5 |
8 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
5 |
|
|
|
|
2 7 |
1 |
4 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
, |
|
2 |
7 |
1 |
, |
1 |
3 |
х |
, |
. |
||||||
|
2 |
7 |
|
|
1 |
1 |
2 |
|
2 |
4 |
5 |
|
1 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
6. |
|
|
|
3 |
1 |
0 |
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Доказать совместность системы и решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-
|
|
|
|
|
|
2 |
х1 +5х2 + 4х3 = 20 |
|
|||||
ричного исчисления): |
|
|
х1+3х2 + 2х3 |
=11 . |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2х |
+ |
10х |
+ |
9х |
= 40 |
|
|
|
7. |
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|||||||
2 −1 4 − 2 3 |
|
|
|
|
5 |
3 1 |
−1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
А = |
4 − 2 7 1 5 , |
|
|
В = −3 −1 2 4 . |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 1 5 7 |
||
|
2 |
−1 2 8 1 |
|
|
|
|
9 |
7 7 1 |
|||||
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|||||||||
4х1 − 2х2 + х3 + х4 = 0 |
|
|
|
|
4х1 + 2х2 +5х3 =11 |
||||||||
6х1 −3х2 + 4х3 +8х4 = 0 , |
|
|
|
|
|
2х1 − х2 + х3 = 2 . |
|||||||
6х1 −3х2 + 2х3 + 4х4 = 0 |
|
|
|
|
х1 − х2 + х3 =1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 10 |
|
||||||
|
1. Найти матрицу 8А + 2В − 5С, |
если |
|
||||||||||
1 4 7 |
|
2 1 3 |
|
|
0 3 5 |
||||||||
А = |
2 5 6 , |
В = 1 3 2 , |
С = 5 4 1 . |
||||||||||
3 1 8 |
|
3 1 2 |
|
|
6 7 0 |
||||||||
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 4А2 + 5А − 6Е, |
|||||||||||
|
|
1 4 7 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
||||
если |
А = |
2 |
5 |
6 ; |
Е = |
|
0 |
1 |
0 . |
|
|
||
|
|
|
3 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
3. |
|
8 |
|
|
0 1 |
|
|
если |
||||
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
54
|
|
1 |
4 6 |
|
|
|
2 |
1 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
А = |
2 5 7 , |
|
В = 1 3 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
3 1 8 |
|
|
|
3 1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
|||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||||||
х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= 7х |
|
|
+ 4х |
х′′ |
= х′ |
−6х′ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
3 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|||
через |
х1 |
, х2 , х3 : |
′ |
= |
4х2 |
−9х3 , |
′′ |
|
|
|
′ |
′ |
|
|
|
|
|
||||||||
х2 |
х2 |
= 3х1 + 7 |
х3 . |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 3х1 + х2 |
|
|
|
′′ |
|
|
′ |
′ |
− |
′ |
|
|
|||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
|
|
|
х3 |
= х1 |
+ х2 |
х3 |
|
|
|||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
1 |
4 |
7 |
|
|
|
х |
0 |
х |
|
|
|
|
1 |
4 |
7 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
1 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 5 6 3 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
, |
|
2 5 6 |
, |
|
|
2 3 4 |
, |
|
|
|
|
. |
|
|
||||||||||
|
2 |
5 |
|
|
3 |
1 |
8 |
|
|
|
х |
1 |
2 |
|
|
|
|
3 |
1 |
8 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
0 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-
|
|
|
|
|
2 |
х1 +3х2 +11х3 = 2 |
|
|
|||
ричного исчисления): |
х1+х2 +5х3 =1 . |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2х |
+ х |
+3х |
= −3 |
|
|
|
|
7. |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
||||
|
2 −1 3 4 − 2 |
|
|
5 |
3 |
1 |
−1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
А = |
4 − 2 5 7 1 , |
|
В = −3 −1 2 4 . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 1 5 7 |
|||
|
|
2 |
−1 1 2 8 |
|
|
9 |
7 7 1 |
||||
|
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|||||
2х1 + 2х2 +8х3 −3х4 = 0 |
|
|
5х1 + 2х2 +3х3 =10 |
||||||||
3х1 +3х2 +5х3 − 2х4 = 0 , |
|
|
|
х1 − х2 + 2х3 = 0 . |
|||||||
|
2х |
+ |
2х |
+ 4х |
− х = 0 |
|
|
|
х + |
х + |
х = 3 |
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 11 |
|
|
|||
|
|
1. Найти матрицу 2А + 7В − 5С, |
если |
|
|
55
|
|
2 1 4 5 |
|
|
1 3 3 1 |
|
|
2 5 3 1 |
|
||||||||||||||
|
А = |
1 8 3 1 , |
|
|
В = |
2 1 1 8 , |
|
С = 4 2 0 3 . |
|||||||||||||||
|
|
2 7 4 5 |
|
|
4 0 0 2 |
|
|
1 1 0 1 |
|
||||||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 2А2 + 3А + 7Е, |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
1 |
4 |
|
|
1 |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
если |
А = |
1 |
8 |
3 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2 |
7 |
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
3. |
|
4 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
если |
|
|
|||||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
2 |
1 |
4 |
|
|
|
1 |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
А = |
1 8 3 , |
В = 2 1 1 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
2 7 4 |
|
|
|
4 0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′′ |
′′ |
′′ |
ного исчисления найти преобразование, выражающее х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= 5х |
− х |
2 |
+ |
4х |
х′′ |
= 2х′ |
+ х′ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
1 |
1 |
3 |
|
|
||
через |
х1 |
, х2 , |
х3 |
′ |
= х1 − 2х2 |
, |
′′ |
′ |
′ |
|
|
||||||||||||
: х2 |
х2 |
= х1 −5х3 . |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= |
|
7х2 − |
х3 |
|
′′ |
′ |
|
|
|
|||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
|
х3 |
= 2х1 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 8 3 2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
, |
|
|
1 8 3 |
, |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||||||
|
1 |
8 |
|
|
|
2 |
7 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
7 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность |
|
системы и |
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-
|
|
|
|
|
5 |
х1 +11х2 +3х3 = 2 |
|
|
|||
ричного исчисления): |
|
2х1+5х2 + х3 =1 . |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
х |
−7х − |
х |
= 7 |
|
|
|
7. |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|||||
4 |
− 2 |
5 |
1 |
7 |
|
|
5 |
3 |
1 |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
А = |
2 |
−1 |
3 |
− 2 4 , |
|
В = |
−3 −1 2 |
4 . |
|||
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
9 |
7 |
7 |
1 |
|
2 |
1 |
8 2 |
|
−1 1 5 |
7 |
|||||
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
56