- •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
3х1 + 2х2 + 2х3 + 2х4 = 0 |
|
|
|
|
|
5х1 |
+3х3 = 7 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
2х1 +3х2 + 2х3 +5х4 = 0 , |
|
|
|
|
|
х1 + 2х2 +3х3 = 6 . |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
9х |
+ |
х + 4х |
−5х = 0 |
|
|
|
|
|
|
х −3х |
+ х |
= −1 |
|
|
||||||||||||||
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
1. Найти матрицу 2А − 7В + 4С, |
если |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
2 4 7 8 |
|
|
|
0 3 2 1 |
|
|
|
4 7 8 9 |
|
||||||||||||||||||
|
А= |
1 3 0 2 , |
|
|
В = 4 5 0 2 , |
С = |
|
9 8 7 4 . |
|||||||||||||||||||||
|
|
4 5 6 1 |
|
|
|
1 3 1 3 |
|
|
|
5 6 6 5 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 3А2 + 5А + 3Е, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
4 |
7 |
|
|
|
1 |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
если |
А = |
1 |
3 |
0 ; |
Е = |
0 |
|
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
4 |
5 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
0 1 |
|
|
|
|
если |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
2 |
4 |
7 |
|
|
|
0 |
3 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
А = |
1 3 0 , |
В = 4 5 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
4 5 6 |
|
|
|
1 2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
|||||||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||||||||||
х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= х |
− |
3х |
|
+ 4х |
х′′ |
= 4х′ |
+5х′ |
−3х′ |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|||
через |
х1, х2 , |
|
|
′ |
= 2х1 + х2 −5х3 , |
′′ |
= |
|
′ |
|
′ |
− |
′ |
|
|
||||||||||||||
х3 : х2 |
х2 |
|
х1 − х2 |
х3 . |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 3х1 +5х2 + х3 |
′′ |
= |
|
′ |
+ 4 |
′ |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
х3 |
|
7х1 |
х3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
7 |
|
|
|
|
х |
|
1 |
2 |
|
|
|
|
2 |
4 |
|
7 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 3 0 2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
, |
|
|
1 3 0 |
, |
|
|
|
х |
|
3 4 |
, |
|
|
|
|
. |
|
|
||||||||||
|
1 |
3 |
|
|
|
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
0 |
|
1 |
х |
|
|
|
|
4 |
5 |
|
6 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
0 |
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами матричного исчисления):
57
х1 + х2 −6х3 = 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
3х1−х2 −6х3 = 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2х |
|
+3х |
+9х |
= 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
7. |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 −1 3 − 2 4 |
|
|
|
−1 |
3 |
|
5 |
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
А= |
4 |
− 2 5 1 7 , |
|
|
В = 4 |
−1 −1 7 . |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1 |
|
9 |
5 |
|
|
|
2 |
|
−1 1 8 2 |
|
|
|
1 7 −3 7 |
||||||||||
|
|
|
8. |
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|
|||||||||
7х1 + х2 + 6х3 − х4 = 0 |
|
|
|
7 |
х1 + 2х2 −5х3 = 4 |
|||||||||||||
2х1 + 2х2 +3х3 + х4 = 0 , |
|
|
|
|
х1 + х2 −3х3 = −1. |
|||||||||||||
9х + |
х |
+ |
4х |
− |
5х = 0 |
|
|
|
|
|
х + х |
2 |
+ |
х = 3 |
||||
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 13 |
|
|
|
|||||
|
|
|
1. Найти матрицу 2А − 8В + 9С, |
если |
|
|
|
|||||||||||
|
3 4 5 6 |
|
4 |
7 1 9 |
|
|
|
0 8 3 5 |
||||||||||
А = |
1 |
0 1 0 , |
В = 1 |
0 2 1 , |
С = |
6 7 5 7 . |
||||||||||||
|
2 3 1 4 |
|
3 |
1 7 8 |
|
|
|
3 4 2 1 |
||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 5А2 + 4А − 3Е, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
4 |
5 |
|
1 0 |
0 |
|
|
|
|
|
|||
если |
|
А = |
1 |
0 |
1 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
если |
|||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|||||||||||||||
|
3 |
|
4 |
5 |
|
|
4 |
7 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
А = |
1 |
0 1 , |
В = 1 0 |
2 . |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
3 1 |
|
|
3 1 |
7 |
|
|
|
|
|
|
4. Даны два линейных преобразования. Средствами матричного 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 + 7х3 , |
′′ |
|
′ |
′ |
. |
||
х2 |
х2 |
= 2х1 |
+3х3 |
|||||||
|
|
′ |
=8х1 + х2 − х3 |
′′ |
′ |
|
′ |
|
||
|
|
х3 |
х3 |
= х2 |
− х3 |
|
58
|
|
|
5. |
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
3 |
4 |
5 |
|
х |
3 |
х |
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
, |
|
1 |
0 |
1 |
, |
2 |
3 |
х |
, |
|
|
. |
||||||
|
1 |
0 |
|
|
2 |
3 |
1 |
|
1 |
2 |
5 |
|
|
2 |
3 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
||||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-
|
|
|
|
|
|
|
|
8х |
+ |
6х |
2 |
+ х |
= −7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
ричного исчисления): |
10х1+3х2 −3х3 = 3 . |
|
|
|||||||||||||
|
7. |
|
|
|
|
|
6х1 +9х2 − 2х3 = −4 |
|
|
|||||||
|
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
4 − 2 6 − 4 8 |
|
|
|
2 |
3 |
5 |
−1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
А = 8 − 4 10 2 14 , |
|
|
|
В = |
4 |
−1 3 |
4 . |
|||||||||
|
4 − 2 2 16 4 |
|
|
|
10 1 −1 |
7 |
||||||||||
|
8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
7 |
9 |
1 |
|
|
Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|||||||||||
9х1 −3х2 +5х3 + 6х4 = 0 |
|
|
|
|
2 |
х1 +3х2 − 2х3 = 3 |
||||||||||
|
6х1 − 2х2 +3х3 + х4 = 0 , |
|
|
|
|
|
х1 + х2 − х3 = 0 . |
|||||||||
|
9х + х |
2 |
+ 4х |
−5х = 0 |
|
|
|
|
|
х |
+ х + |
3х |
= 5 |
|||
|
1 |
|
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВАРИАНТ 14 |
|
|
|
|||||
|
1. Найти матрицу 5А − 2В + 4С, |
если |
|
|
||||||||||||
|
3 5 1 8 |
|
4 1 2 3 |
|
1 2 2 1 |
|||||||||||
А = 4 1 2 3 , |
В = 5 0 8 9 , |
С = 0 3 5 6 . |
||||||||||||||
|
3 2 4 1 |
|
1 3 0 1 |
|
7 8 9 6 |
|||||||||||
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 2А2 + 3А − 4Е, |
||||||||||||||
|
|
|
3 |
5 |
1 |
|
1 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
||
если А = |
4 |
1 |
2 ; |
Е = |
0 |
1 |
|
0 . |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
4 |
|
|
|
1 |
|
|
если |
|||||
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
59
|
|
3 |
5 1 |
|
|
|
4 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
А = |
4 1 2 , |
|
В = 5 0 8 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
3 2 4 |
|
|
|
1 3 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
4. |
Даны два линейных преобразования. Средствами матрич- |
||||||||||||||||||||||
ного исчисления найти преобразование, выражающее |
|
′′ |
′′ |
′′ |
||||||||||||||||||||||
|
х1, |
х2 , |
х3 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
х′ |
= х |
+ 2х |
+ 2 |
х |
х′′ |
= 3х′ |
+ |
х′ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
2 |
|
3 |
|
1 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||
через |
х1 |
, х2 , х3 : |
′ |
= −3х2 + х3 |
, |
′′ |
|
|
′ |
|
′ |
− |
′ |
|
|
|||||||||||
х2 |
х2 |
= х1 − 2х2 |
х3 . |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 2х1 +3х2 |
|
|
′′ |
|
|
|
′ |
+ 2 |
′ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
|
|
х3 |
= −3х1 |
х3 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
3 |
5 |
1 |
|
|
|
х |
0 |
х |
|
|
|
|
3 |
5 |
1 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
3 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 1 2 7 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
, |
|
4 1 2 |
, |
|
|
1 2 3 |
, |
|
|
|
|
. |
|
|
|||||||||||
|
4 |
1 |
|
|
3 |
2 |
4 |
|
|
|
4 |
х |
5 |
|
|
|
|
3 |
2 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат-
|
|
|
|
2х1 + 4х2 + 6х3 = 0 |
|
|
|
||
ричного исчисления): |
2х1+2х2 +5х3 = 6 . |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2х2 +3х3 = −6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
7. Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
||
|
2 −1 6 − 2 4 |
1 |
|
3 |
5 |
−1 |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
А = |
4 − 2 10 1 7 , |
В = 4 |
− 2 −6 8 . |
||||||
|
|
|
|
|
10 2 − 2 |
7 |
|||
|
|
2 −1 2 8 2 |
7 |
|
7 |
9 |
1 |
||
|
|
8. Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|||
|
|
2х1 − х2 + х3 −7х4 = 0 |
4х1 +5х2 −3х3 = 6 |
||||||
6х1 −3х2 + х3 − 4х4 = 0 , |
|
х1 + х2 −3х3 = −1. |
|||||||
4х − 2х |
+14х −31х |
= 0 |
|
2х |
− х |
− х |
= 0 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
|
ВАРИАНТ 15
1. Найти матрицу 2А − 7В + 5С, если
60
|
|
1 2 4 5 |
|
|
4 2 3 8 |
|
|
|
|
1 2 3 4 |
||||||||||||||||||
|
А = |
6 3 1 2 , |
|
|
В = |
1 2 5 6 , |
|
С = |
4 3 2 1 . |
|||||||||||||||||||
|
|
3 1 8 9 |
|
|
3 1 8 9 |
|
|
|
|
1 2 2 1 |
||||||||||||||||||
|
|
|
2. |
Найти значение матричного многочлена 5А2 + 8А − 9Е, |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 2 4 |
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
если |
А = |
6 |
3 |
1 ; |
Е = |
0 |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
3. |
|
1 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
если |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Найти произведение матриц АВ и ВА, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
1 |
2 |
4 |
|
|
|
4 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
А = |
6 3 1 , |
В = 1 2 5 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
3 1 8 |
|
|
|
3 1 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
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 |
|
′ |
= 6х1 + |
6х2 |
+ х3 , |
′′ |
|
|
|
′ |
′ |
− |
′ |
|
. |
||||||||||
: х2 |
х2 |
= х1 − х2 |
х3 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
= 9х1 + |
х2 +8х3 |
′′ |
= 7 |
′ |
+ 4 |
′ |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
5. |
|
|
|
х3 |
х3 |
х1 |
х3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Вычислить определители |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
|
|
|
|
х |
х |
1 |
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 3 1 2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
, |
|
|
6 3 1 |
, |
|
|
|
2 х 3 |
, |
|
|
|
|
. |
|
|
|||||||||||
|
6 |
3 |
|
|
|
3 |
1 |
8 |
|
|
|
|
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
3 |
1 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
6. |
Доказать совместность системы и |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
решить ее тремя спосо- |
бами (по формулам Крамера, методом Гаусса и средствами мат- |
|||||||||
ричного исчисления): |
|
|
|
|
|
|
|||
2х1 + 2х2 − х3 = 4 |
|
|
|
|
|
|
|||
4х1+3х2 − х3 = 6 . |
|
|
|
|
|
|
|||
8х1 +5х2 −3х3 =12 |
|
|
|
|
|
|
|||
7. |
Найти ранги матриц |
|
|
|
|
|
|
||
6 |
1 |
3 |
− 2 4 |
|
1 |
3 |
5 |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
А = 12 2 |
5 |
1 7 , |
В = |
− 2 1 |
3 |
− 4 |
. |
||
6 1 |
1 |
8 2 |
5 1 |
−1 7 |
|||||
|
|
|
|
14 |
14 18 |
2 |
|
61