Математический портал
Nav view search
Navigation
Search
- Вы здесь:
- Home
- Векторная алгебра.
- Скалярное произведение векторов, свойства. Длина вектора. Угол между векторами.
Скалярное произведение векторов, свойства. Длина векторов. Угол между векторами.
Литература: Сборник задач по математике. Часть 1. Под ред А. В. Ефимова, Б. П. Демидовича.
Длина вектора.
Пусть вектор $overline a=(x, y, z)$ представлен своими координатами в прямоугольном базисе. Тогда его длину можно вычислить по формуле $$|overline a|=sqrt.$$
Скалярное произведение векторов.
Если заданы координаты точек $A(x_1, y_1, z_1) $ и $B(x_2, y_2, z_2),$ то координаты вектора $overline$ можно найти по формулам $$overline=(x_2-x_1, y_2-y_1, z_2-z_1).$$ Скалярным произведением ненулевых векторов $a_1$ и $a_2$ называется число $$(a_1, a_2)=|a_1||a_2|cos(widehat).$$
Для скалярного произведения наряду с обозначением $(a_1,a_2)$ используется также обозначение $a_1a_2.$
Геометрические свойства скалярного произведения:
1) $a_1perp a_2Leftrightarrow a_1a_2=0$ (условие перпендикулярности векторов).
2) Если $varphi=(widehat),$ то $$0leqvarphi 0; qquadqquad frac <pi>
Алгебраические свойства скалярного произведения:
2) $(lambda a_1)a_2=lambda (a_1 a_2);$
Если векторы $a_1(X_1, Y_1, Z_1)$ и $a_2(X_2, Y_2, Z_2)$ представлены своими координатами в прямоугольном базисе, то скалярное произведение равно $$a_1a_2=X_1X_2+Y_1Y_2+Z_1Z_2. $$
Из этой формулы, в частности, следует формула для определения косинуса угла между векторами:
Решение.
а) $$a_1^2=(a_1, a_1)=|a_1||a_1|cos(widehat)=|a_1|^2=3^2=9.$$
б) $(3a_1-2a_2)(a_1+2a_2);$
Поскольку скалярное произведение зависит от длин векторов и угла между ними, то заданные векторы можно выбрать произвольно учитывая эти характеристики. Пусть $a_1=(3; 0). $ Тогда вектор $a_2,$ имея длину $|a_2|=4,$ и, образуя угол $frac<2pi><3>$ с положительной полуосью оси $OX,$ имеет координаты $x=|a_2|cosfrac<2pi><3>=-frac<4><2>=-2; $
$3a_1-2a_2=3(3;0)-2(-2;2sqrt 3)=(9;0)-(-4; 4sqrt 3)=(13;-4sqrt 3);$
$a_1+2a_2=(3; 0)+2(-2;2sqrt 3) = (3; 0)+ (-4; 4sqrt 3)= (-1; 4sqrt 3).$
$(3a_1-2a_2)(a_1+2a_2)=(13; -4sqrt 3)(-1; 4sqrt 3) =-13-48=-61.$
в) $(a_1+a_2)^2.$
$a_1+a_2$=$(3; 0)+(-2; 2sqrt 3)=(1; 2sqrt 3).$
$(a_1+a_2)^2=(1; 2sqrt3) (1; 2sqrt 3)=1+12=13.$
Ответ: a) 9; б) -61; в) 13.
2.67. Вычислить длину диагоналей параллелограмма, построенного на векторах $a=p-3q, $ $b=5p+2q,$ если известно, что $|p|=2sqrt<2>, |q|=3, (widehat)=frac<pi><4>.$
Решение.
Способ 1.
Из треугольника $ABC$ имеем $AC=AB+BC=a+b=p-3q+5p+2q=6p-q.$
Зная длину векторов $p$ b $q$ и угол между этими векторами, можно найти длину вектора $AC$ по теореме косинусов:
Из треугольника $ABD$ имеем: $BD=AD-AB=b-a=5p+2q-p+3q=4p+5q.$
По теореме косинусов находим длину вектора $BD:$
$|BD|^2=|4p|^2+|5q|^2-8p5qcos widehat<(6p, q)>=$ $128+225+240=593.$
Пусть $q=(3; 0). $ Тогда вектор $p,$ имея длину $|p|=2sqrt 2,$ и образуя угол $frac<pi><4>$ с положительной полуосью оси $OX$ имеет координаты
Из треугольника $ABC$ имеем
Из треугольника $ABD$ имеем
$BD=AD-AB=b-a=5p+2q-p+3q=4p+5q=$ $=4(2; 2)+5(3;0)=(8; 8)+(15; 0)=(23; 8).$
Ответ: $15, sqrt <593>.$
2.68. Определить угол между векторами $a$ и $b$ если известно, что $(a-b)^2+(a+2b)^2=20$ и $|a|=1, |b|=2.$
Ответ: $2pi/3$
$|a_1|=3; |a_2|=5. $ Определить, при каком значении $alpha$ векторы $a_1+alpha a_2$ и $a_1-alpha a_2$ будут перпендикулярны.
Ответ: $alpha=pmfrac<3><5>$
В треугольнике $ABC$ $overline=3e_1-4e_2;$ $overline=e_1+5e_2.$ Вычислить длину его высоты $overline,$ если известно, что $e_1$ и $e_2$ взаимно перпендикулярные орты.
Вычислите длины диагоналей параллелограмма, построенного на векторах a = 2m + n и b = m — 2n , где m и n ― единичные векторы, угол между которыми o 60 ?
Математика | 10 — 11 классы
Вычислите длины диагоналей параллелограмма, построенного на векторах a = 2m + n и b = m — 2n , где m и n ― единичные векторы, угол между которыми o 60 .
d1 = 2m + n + m — 2n = 3m — n
|d1|² = (3m — n)(3m — n) = 9m² — 6mn + n² = 9|m|² — 6|m||n|cosa + |n|² = 9 * 1 — 6 * 1 * 1 * 1 / 2 + 1 = 9 — 3 + 1 = 7
d2 = 2m + n — m + 2n = m + 3n
|d2|² = (m + 3n(m + 3n) = m² + 6mn + 9n² = |m|² + 6|m||n|cosa + 9|n|² = 1 + 6 * 1 * 1 * 1 / 2 + 9 * 1 = 1 + 3 + 9 = 13.
Вычислить длины диагоналей и площадь параллелограмма, построенного на векторах : Полное решение?
Вычислить длины диагоналей и площадь параллелограмма, построенного на векторах : Полное решение.
Параллелограмм построен на векторах а = (1 ; 2 ; — 3) b = (2 ; — 1 ; — 1), нужно определить косинус угла между диагоналями и найти длину высоты, опущенной на вектор а?
Параллелограмм построен на векторах а = (1 ; 2 ; — 3) b = (2 ; — 1 ; — 1), нужно определить косинус угла между диагоналями и найти длину высоты, опущенной на вектор а.
Найдите координаты вектора единичной длины, коллинеарного прямой 3x — 2y + 1 = 0?
Найдите координаты вектора единичной длины, коллинеарного прямой 3x — 2y + 1 = 0.
Дан параллелограмм ABCD?
Дан параллелограмм ABCD.
Найдите сумму векторов вектор АВи АD.
Вычислить длину вектора а?
Вычислить длину вектора а.
Найдите а вектор * в вектор если угол между векторами равен 45° ?
Найдите а вектор * в вектор если угол между векторами равен 45° .
Вектор а = √2, вектор в = 6.
Четырехугольник АВСD — параллелограмм , О — точка пересечения его диагоналей?
Четырехугольник АВСD — параллелограмм , О — точка пересечения его диагоналей.
Назовите вектор с началом О , равный вектору — OD.
Дана система координат Oe1e2 , причем |e1| = 2, |e2| = корень из 3 , угол между ними равен 5pi / 6 ?
Дана система координат Oe1e2 , причем |e1| = 2, |e2| = корень из 3 , угол между ними равен 5pi / 6 .
Найти угол между векторами a(1 ; 2) и b(2 ; 2) и площадь параллелограмма, построенного на векторах a и b.
Найдите угол между диагоналями параллелограмма построенного на векторах p = 2a — b b q = a + b как на сторонах если a и b единичные векторы и угол между векторами a и b = 60°?
Найдите угол между диагоналями параллелограмма построенного на векторах p = 2a — b b q = a + b как на сторонах если a и b единичные векторы и угол между векторами a и b = 60°.
Дан параллелограмм ABCD?
Дан параллелограмм ABCD.
Выразите вектор ba через векторы bc и ac.
На этой странице сайта размещен вопрос Вычислите длины диагоналей параллелограмма, построенного на векторах a = 2m + n и b = m — 2n , где m и n ― единичные векторы, угол между которыми o 60 ? из категории Математика с правильным ответом на него. Уровень сложности вопроса соответствует знаниям учеников 10 — 11 классов. Здесь же находятся ответы по заданному поиску, которые вы найдете с помощью автоматической системы. Одновременно с ответом на ваш вопрос показаны другие, похожие варианты по заданной теме. На этой странице можно обсудить все варианты ответов с другими пользователями сайта и получить от них наиболее полную подсказку.
1 км = 1000 м 1) 160 + 140 = 300(м) — прошли два пешохода вместе 2) 1000 — 300 = 700 (м).
1)999999 2)100000 3)1 шестизначные числа, это числа в которых 6 цифр. Большое 999999, маленькое 100000. Чётные это числа например : 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24. Нечётные : 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25. Четные и нечетные они называются на..
999999 111111 1 (999999 — 111111) / 1 = 888888 999999 — (111111 * 1) = 888888 (999999 / 1) + (111111 * 1) = 1111110 Вроде так, но на счет 8 все равно не въеду.
80 : 4 = 20 литров в 1 канистру 20 * 3 = 60 литров в 3 канистры 100 : 20 = 5 канистр для 100 литров.
80 : 4 = 20 л в 1 канистру 20 * 3 = 60 литров в 3 канистры 100 : 20 = 5 канистр для 100 литров бензина.
23 × 12 = 46 23 = 276. Как — то так.
Какой Скажи Пожалуйста.
1) 300 + 150 = 450 (кг) — шерсти всего 2) 150 / 450 = 1 / 3 — сост. Козья шерсть Ответ : 1 / 3.
6х — 14, 7 = 22, 05 6х = 22, 05 + 14, 7 6 * х = 36, 75 х = 36, 75 : 6 х = 6, 125 — это первый 7, 48 — 16х = 2, 68 16х = 7, 48 — 2, 68 16 * х = 4, 8 х = 4, 8 : 16 х = 0, 3.
21 — 10 = 11(шт) — платформы 11×2 = 22(шт) Ответ : В составе товарного поезда всего 22 крытых вагона.
Применение векторов к решению задач
Этот видеоурок доступен по абонементу
У вас уже есть абонемент? Войти
На данном уроке мы рассмотрим применение векторов для решения различных геометрических задач, вспомним и докажем некоторые геометрические факты.
Если у вас возникнет сложность в понимании темы, рекомендуем посмотреть урок «Векторы и координаты»
http://matematika.my-dict.ru/q/320401_vycislite-dliny-diagonalej-parallelogramma-postroennogo-na/
http://interneturok.ru/lesson/geometry/8-klass/vektory/primenenie-vektorov-k-resheniyu-zadach
Условие
1. На векторах a = (9,1,1) и b = (1,1,9) построен параллелограмм.
Найти:
а) угол между диагоналями параллелограмма;
в) высоту параллелограмма, опущенную на вектор b.
математика 10-11 класс
3269
Решение
★
По правилу сложения и вычитания векторов, одна диагональ является суммой векторов, вторая разностью.
vector{d_(1)}=vector{a}+vector{b}=(10;2;10)
vector{d_(2)}=vector{a}-vector{b}=(8;0;-8)
vector{d_(1)}*vector{d_(2)}=10*8+2*0+10*(-8)=0
Скалярное произведение равно 0, значит диагонали параллелограмма взаимно перпендикулярны, угол между диагоналями 90^(o)
S=(1/2)d_(1)*d_(2)
|vector{d_(1)}|=sqrt(10^2+2^2+10^2)=sqrt(204)=2sqrt(51)
|vector{d_(2)}|=sqrt(8^2+0^2+(-8)^2)=8sqrt(2)
S=(1/2)*2sqrt(51)*8sqrt(2)=8sqrt(102)
С другой стороны
S=b*h
|vector{b}|=sqrt(1^2+1^2+9^2)=sqrt(83)
h=8sqrt(102)/sqrt(83)
Написать комментарий
Как найти угол между диагоналями параллелограмма
Прежде чем искать решение поставленной задачи, следует выбрать наиболее подходящий метод ее решения.Геометрический метод требует тдополнительных построений и их обоснования, поэтому в данном случае наиболее удобным представляется использование векторной методики. Для этого используются направленные отрезки — векторы.Вам понадобится
Пусть параллелограмм задан векторами двух его сторон (остальные две попарно равны) в соответствии срис. 1. Вообще-то равных векторов на плоскости сколь угодно много. Для этого требуется равенство их длин (точнее модулей – |a|) и направления, которое задается наклоном к какой-либо оси (в декартовыхкоординатах это ось 0Х).Поэтому для удобства взадачах подобного типа векторы, как правило, задают их радиус-векторами r=а, у которых начало всегда лежит в начале координат.
Для нахождения угла между сторонами параллелограмма понадобится вычислить геометрическую сумму и разность векторов, а также их скалярное произведение (a,b). По правилу параллелограмма геометрическая сумма векторов a и b равна некоторому вектору с=а+b, который построен и лежит на диагонали параллелограмма AD. Разность a и b – вектор d=b-a, построенный на второй диагонали BD. Если векторы заданы координатами, а угол между ними составляет ф,тогда их скалярное произведение – это число, равное произведению модулей векторов и cosф (см. рис1): (a, b) = |a||b|cos ф
В декартовых координатах если а={x1, y1} иb={x2, y2}, то (a, b) = x1y2 +x2y1.При этом скалярный квадрат вектора (а,а)=|a|^2=x1^2 +x2^2.Для вектора b – аналогично. Тогда: |a||b|cos ф = x1y2 +x2y1. Следовательноcosф=(x1y2 +x2y1)/(|a||b|).Таким образом алгоритм решения задачи состоит в следующем:1. Нахождение координат векторов диагоналей параллелограмма как векторов суммы и разности векторов его сторон с=а+b и d=b-a. При этом соответствующие координаты a и b просто складываются или вычитаются. c= a+ b ={x3, y3}= { x1+x2, y1+y2},d= b-a ={x4, y4}={ x2 –x1, y2-y1}.2. Нахождение косинуса угла между векторами диагоналей (назовем его фД) по приведенному общемуправилу cosфд=(x3y3 +x4y4)/(|c||d|)
Пример. Найти угол между диагоналями параллелограмма, заданного векторами своих сторон a={1, 1} и b ={1, 4}. Решение. Согласно приведенному алгоритму вам необходимо найти векторы диагоналей c={1+1, 1+4}={2, 5}иd={1-1, 4-1}={0, 3}. Теперь вычислите cosфд =(0+15)/(sqrt(4+25)sqrt9)= 15/3sqrt29=0,92.Ответ:фд= arcos(0,92).
Примеры решения задач
Задача 1.
Определить длины диагоналей параллелограмма,
построенного на векторах
и
,
где
таковы, что
.
Решение.
Диагонали параллелограмма есть векторы
и
.
Вычислим длину вектора
:
.
Аналогично
вычисляется длина вектора
.
Задача 2.
Найдите вектор
,
коллинеарный вектору
и удовлетворяющий условию
.
Решение.
Обозначим вектор
,
тогда из условий задачи
или
,
тогда
.
Итак:
.
Задача 3.
Найти проекцию вектора
на направление вектора
.
Решение.
.
По формуле проекции вектора на ось будет
иметь место равенство
.
Задача 4.
Даны векторы:
.
П
роверить,
есть ли среди них коллинеарные. Найти
.
Решение.
Условие коллинеарности имеет вид
.
Этому условию удовлетворяют векторы
.
Следовательно, они коллинеарны. Найдем
длины
векторов
:
.
Угол между векторами
определяется по формуле
.
Т
огда
,
.
Используя формулу
,
получим
.
Задача 5.
На материальную точку действуют силы
.
Найти работу равнодействующей этих сил
при перемещении точки из положения
в положение
.
Решение.
Найдем силу
и вектор перемещения
.
,
тогда искомая работа
.
Задачи
1. Векторы
взаимно перпендикулярны, а вектор
образует с ними углы
.
Зная, что
,
найти: 1)
;
2)
.
2. Вычислить длину
диагоналей параллелограмма, построенного
на векторах
,
если известно, что
.
3. Доказать, что
вектор
перпендикулярен к вектору
.
4. Зная, что
,
определить, при каком значении коэффициента
векторы
окажутся перпендикулярными.
5. Даны вершины
четырехугольника:
.
Доказать, что его диагонали взаимно
перпендикулярны.
6. Найти острый
угол между диагоналями параллелограмма,
построенного на векторах
.
7. Даны силы
.
Найти работу их равнодействующей при
перемещении точки из начала координат
в точку
.
8. Даны вершины
треугольника:
.
Найти проекцию вектора
на вектор
.
9. Найти вектор
,
перпендикулярный векторам
,
если известно, что его проекция на вектор
равна единице.
10. Сила, определяемая
вектором
,
разложена по трем направлениям, одно
из которых задано вектором
.
Найти составляющую силы
в направлении вектора
.
11. Даны вершины
треугольника:
.
Найти его внутренний угол при вершине
А и внешний угол при вершине В.
12. Даны три
последовательные вершины параллелограмма:
.
Найти его четвертую вершину D
и угол между векторами
.
13. На оси
найти точку, равноудаленную от точек
.
14. Доказать, что
треугольник с вершинами
прямоугольный.
Домашнее задание
1. Вычислить
скалярное произведение двух векторов
,
зная их разложение по трем единичным
взаимно перпендикулярным векторам
;
.
2. Найти длину
вектора
,
зная, что
– взаимно перпендику-
лярные орты.
3. Векторы
попарно образуют друг с другом углы,
каждый из которых равен
.
Зная, что
,
определить модуль вектора
.
4. Доказать, что
вектор
перпендикулярен к вектору
.
5. Даны векторы
,
совпадающие со сторонами треугольника
АВС. Найти разложение вектора, приложенного
к вершине В этого треугольника и
совпадающего с его высотой BD
по базису
.
6. Вычислить угол
между векторами
,
где
—
единичные взаимно перпендикулярные
векторы.
7. Даны силы
,
приложенные к одной точке. Вычислить,
какую работу производит равнодействующая
этих сил, когда ее точка приложения,
двигаясь прямолинейно, перемещается
из положения
в положение
.
8. Даны вершины
треугольника
.
Определить его внутренний угол при
вершине В.
9. Вычислив
внутренние углы треугольника с вершинами
,
,
убедиться, что этот треугольник
равнобедренный.
10. Найти вектор
,
зная, что он перпендикулярен векторам
и
.
11. Найти вектор
,
коллинеарный вектору
и удовлетворяющий условию
,
где
.
12. Вычислить
проекцию вектора
на ось вектора
.
13. Даны векторы
.
Вычислить
.
14. Даны точки
.
Вычислить проекцию вектора
на ось вектора
.
Ответы к задачам
1) -7, 13. 2) 15,
.
4)
.
6)
.
7) 2. -1/3.
9)
.
10)
.
11)
.
12)
.
13)
.
Ответы к домашнему
заданию
1) 9. 2) 5. 3) 10. 5)
.
6)
.
7) 13.
.
10)
.
12) 6. 13) 5. 14) 3.
Занятие 3
Векторое
произведения векторов. Смешанное
произведение векторов
Определение1.
Тройка
некомпланарных векторов
называется правой (левой) если, находясь
внутри телесного угла, образованного
приведенными к общему началу векторами
и от него к
,
човершающимся против часовой стрелки
(по часовой стрелке)
Тройка правая
Тройка левая
Определение
2. Векторным
произведением вектора
на вектор
называется вектор
,
длина и направление которого определяются
условиями:
1.
,
где
— угол между
.
2.
.
3.
— правая тройка векторов.
Свойства
векторного произведения
1.
(свойство антиперестановочности
сомножителей);
2.
(распределительное относительно суммы
векторов);
3.
(сочетательное относиельно числового
множителя);
4.
(равенство нулю векторного произведения
означает коллинеарность векторов);
5.
,
т. е. момент сил равен векторному
произведению силы на плечо.
Если вектор
,
то
.
Определение
3. Смешанным
произведением
трех векторов называется число,
определяемое следующим образом:
.
Если векторы заданы своими координатами:
,
то
~
.
Свойства
смешанного произведения
1. Необходимым и
достаточным условием компланарности
векторов
является равенство
= 0.
2. Объем
параллелепипеда, построенного на
векторах
:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Задача 1 Разложить вектор По векторам и .
Пусть , т. е. ;
След., вектор .
Задача 2 Найти угол между диагоналями параллелограмма, построенного на векторах как на сторонах, если
Рассм. рав-во , из к-рого и опр-м ;
Вычислим
;
Задача 3 Вычислить проекцию вектора на ось вектора , Если
Рассм. ;
Вычислим ;
Задача 4 Определить, при каком векторы будут взаимно перпендикулярными.
Рассм. .
Задача 5 Найти момент силы, приложенной в точке относительно точки , а также модуль и направляющие косинусы вектора силы
1) , где ;
;
2) ; направл. косинусы вектора :
Задача 6 Найти координаты вектора , если он перпендикулярен векторам , Образует острый угол с осью и .
Пусть , причём ( т. к. Образует острый угол с осью OZ );
;
;
Решим с-му ур-й (1) – (3) и опр-м координаты вектора : но ,
След. выбираем , т. е. и ; .
Задача 7 При каком значении точки будут лежать в одной плоскости?
Рассм. векторы ;
Рассм. смешанное произведение ; след.
При векторы компланарны и точки лежат в одной плоскости.
Задача 8 В треугольнике найти координаты центра тяжести, длину и уравнение медианы , если известны координаты вершин треугольника:
1) Определим координаты точки (середины отрезка ):
; ; ;
2) составим ур – е прямой : ;
3) ;
4) координаты т.Пересечения медиан в (центр масс) определим из условия, что т.Делит отрезок в отношении 2:1, т. е. ; .
Задача 9 Составить уравнения сторон ромба и найти его площадь, если известны уравнения сторон и координаты вершины
1) Составим уравнение стороны как прямой, проходящей через точку Параллельно
Прямой ;
2) составим уравнение стороны как прямой, проходящей через точку Параллельно
Прямой ;
3) определим площадь ромба :
Определим координаты точки как точки пересечения прямых :
;
Определим координаты точки как точки пересечения прямых :
;
Рассм. векторы: ; рассм. векторное произведение:
Площадь ромба равна: .
Задача 10 Составить уравнение плоскости, проходящей через точки параллельно оси
Пусть — искомая плоскость;
Рассм. вектор ; рассм. направл. вектор оси ;
Рассм. норм. вектор
Рассм. произв. т. и рассм. вектор ; , т. е. ; .
Задача 11 Через точку провести прямую , параллельную двум плоскостям: .
Рассм. норм. векторы ;
Рассм. направл. вектор прямой : ;
Рассм. ; запишем канонические ур-я прямой Как ур-я прямой, проходящей через т. А параллельно вектору : ; параметрические ур-я прямой :
Задача 12 Найти проекцию точки на прямую , заданную как пересечение двух плоскостей:
.
Рассм. норм. векторы ; рассм. направл. вектор прямой :
;
Рассм. ; определим какую-либо точку ;
Рассм. Положим , тогда ;
Запишем канонические ур-я прямой Как ур-я прямой, проходящей через т. параллельно вектору : ; параметрические ур-я прямой :
Рассм. плоскость , проходящую через точку перпендикулярно прямой : ;
Рассм. произв. т. и рассм. вектор ;
, т. е. ;
Найдём теперь искомую проекцию точки на прямую как точку пересечения плоскости и прямой : ; .
Задача 13 Вычислить определитель третьего порядка, пользуясь определением; результат проверить разложением
Определителя по первой строке:
.
1) Непосредственное вычисление:
;
2) Разложение по 1-й строке:
.
Задача 14 Решить систему линейных уравнений по правилу Крамера и с помощью обратной матрицы.
Запишем данную систему уравнений в матричной форме: , (1) , где ; ; ;
Рассм. опред-ль матрицы : ,
След., матр. — невырожденная и можно применять формулы Крамера и вычислять обратную матр. ;
1) решим с – му ур – й (1) по правилу Крамера, т. е. с помощью формул:
, , , где ,
, , ;
реш–е с–мы ур–й (1) в коорд. форме: вектор–решение с-мы (1): ;
2) получим реш–е с–мы ур–й (1) с помощью обратной матр. : , след., матр.— невырожденная и существует обратная матр. ; умножим рав-во (1) слева на матрицу :
Вычислим обратн. матр. : находим алгебр. дополнения для всех эл-тов матрицы и составим из них м-цу :
;
Транспонируем м-цу и получим «присоединённую» м-цу ;
Разделим все эл-ты присоедин. м-цы на опр-ль и получим обратную матр. ;
Находим теперь вектор-решение :
Задача 15 Установить, являются ли векторы линейно зависимыми.
Вычислим ранг системы векторов методом Гаусса, т. е. выпишем матрицу их координат и приведём её к ступенчатому виду:
; ранг матрицы , след. данная система векторов линейно независима.
Задача 16 Исследовать систему линейных уравнений на совместность и в случае совместности найти её решение методом Гаусса:
Выпишем расширенную матрицу данной системы ур-й и приведём её к ступенчатому виду:
имеем ;
Так как , то по теореме Кронекера — Капелли данная система уравнений совместна, а так как , то система имеет бесконечное множество решений;
Объявим Свободной переменной и выпишем общее решение системы в координатной форме:
;
Общее решение системы имеет вид:
Задача 17 Найти матрицу преобразования, выражающего Через , если
Запишем данные преобразования в матричной форме: , где матрицы и
Вектор — столбцы имеют вид:
Рассм. ;
Вычислим матрицу
Задача 18 Найти собственные числа и собственные векторы линейного преобразования, заданного матрицей
1) Находим собств. значения линейного преобразования , т. е. корни характеристического уравнения :
Рассм.
— собств. значения (действ. и различные ) лин. преобр-я ;
2) находим собств. векторы линейного преобразования , соотв. собств. значениям :
А) рассм.
Рассм. Пусть , тогда вектор ;
Б) рассм.
Рассм. Пусть , тогда вектор ;
В) рассм.
Рассм. Пусть , тогда вектор ;
След. собств. векторы линейного преобразования суть:
; ; .
< Предыдущая | Следующая > |
---|