Типовой расчет №1 по высшей математике «Элементы линейной и векторной алгебры и аналитической геометрии» для специальностей ОM (стандартизация, сертификация и метрология), ОИ (оружие и системы вооружений) Указания к выполнению и оформлению типового расчета Типовой расчет следует выполнять в отдельной тетради чернилами любого цвета, кроме красного. На обложке тетради чётко написать фамилию, инициалы, номер группы и номер типового расчета. В работу включить все задачи, указанные в задании, строго по своему варианту. Решения задач располагать в порядке номеров, указанных в задании, сохраняя номера задач. Перед решением каждой задачи полностью записать её условие. Решение задач излагать подробно и аккуратно, объясняя и мотивируя все действия по ходу решения и делая необходимые чертежи. После получения прорецензированной контрольной работы сделать работу над ошибками и в той же тетради, сдать тетрадь на повторную проверку. При защите работы студент должен уметь объяснить решение каждой задачи своего варианта и уметь решать подобные задачи. Задача 1. Даны матрицы P, R, S , T , F , X , Y . Найти: a) сумму матриц R S T , R T S ; b) произведения матриц A P R, B P R S , C P F ; c) убедиться в верности равенства P F F T P T ; d) найти матрицу P 1 , обратную к матрице P , сделать проверку; e) решить матричное уравнение P X Y . T х1 1 2 5 3 2 7 11 2 1 2 , F 2 , X х 2 , Y 7 . 1. Р 2 3 3 , R 4 1 , S 3 2 3 3 4 1 2 3 5 5 х3 6 1 2 2. Р 5 1 1 3 2 5 х1 2 1 4 7 1 2 1 , F 2 , X х 2 , Y 9 . , R 2 1 , S 4 3 3 4 3 5 8 х 3 6 5 4 3 5 2 1 3 3. P 1 3 3 , R 0 3 , S 1 2 4 4 7 0 2 1 х1 1 20 , F 5 , X х 2 , Y 5 . 2 10 х3 х1 1 6 5 1 2 6 3 3 4 2 , F 2 , X х 2 , Y 5 . 4. P 3 8 1 , R 5 4 , S 2 5 1 1 3 3 2 3 8 1 х3 х1 7 4 3 3 1 1 13 3 2 1 , F 5 , X х 2 , Y 10 . 5. Р 9 5 3 , R 2 0 , S 0 1 3 5 9 1 2 3 3 2 х3 х1 5 1 8 25 7 3 1 2 6 , F 5 , X х 2 , Y 5 . 6. Р 3 1 4 , R 4 6 , S 2 3 5 2 3 3 1 2 2 7 х3 1 5 1 3 5 7. P 6 3 5 , R 0 2 1 1 1 4 1 х1 4 3 32 3 , F 1 , X х 2 , Y 6 . , S 5 1 4 7 1 х3 х1 3 6 2 2 3 5 12 3 3 1 , F 2 , X х 2 , Y 1 8. P 6 1 5 , R 6 4 , S 1 2 1 1 5 3 7 5 6 9 х3 3 3 1 5 2 9. P 1 8 5 , R 5 1 11 1 6 3 6 2 8 10. P 3 0 4 1 9 3 . х1 2 8 2 3 5 , F 3 , X х 2 , Y 11 . , S 3 2 4 1 6 х3 52 1 2 3 , R 3 1 , S 2 1 2 4 3 х1 3 4 , F 2 , X х 2 , Y 3 . 1 5 х3 3 2 3 1 2 4 x1 11 4 1 3 , F 1 , X x 2 , Y 21 . 11. Р 2 1 5 , R 3 1 , S 1 1 2 4 3 1 2 - 4 - 5 x 3 3 6 2 1 3 1 3 x1 21 1 2 1 , F - 2 , X x 2 , Y - 5 . 12. Р 2 3 5 , R - 2 - 1 , S 3 4 3 1 5 1 4 - 1 5 x - 11 3 7 0 4 2 5 1 x1 - 9 4 1 3 , F 3 , X x 2 , Y 15 . 13. Р 5 4 6 , R 1 3 , S 1 2 4 3 3 1 - 2 - 1 2 x 4 3 1 8 3 1 2 - 5 x1 11 5 4 2 , F 2 , X x 2 , Y - 5 . 14. Р 1 5 6 , R 4 - 5 , S 2 3 1 1 - 2 3 7 x 3 3 3 3 3 5 9 5 1 - 1 x1 7 2 2 1 , F 4 , X x 2 , Y 13 . 15. Р 3 4 7 , R - 2 0 , S 1 1 3 1 9 5 - 1 3 3 x 19 3 2 3 3 3 3 5 6 x1 1 2 4 , F 5 , X x 2 , Y 16. Р 4 3 1 , R 4 5 , S 9 . 3 3 5 8 5 1 1 2 3 x 23 3 1 1 17. Р 2 0 6 5 5 3 6 6 x1 14 1 3 1 , F 4 , X x 2 , Y 18 . 6 , R 4 5 , S 2 3 5 2 2 3 x 9 3 3 5 5 1 6 2 4 x1 11 3 4 4 , F 5 , X x 2 , Y 29 . 18. Р 2 6 3 , R 4 5 , S 1 5 2 3 5 1 2 2 3 x 20 3 3 1 3 5 1 2 x1 2 1 3 4 , F 5 , X x 2 , Y 6 . 19. Р 4 2 2 , R 3 1 , S 2 2 4 1 6 3 1 x 14 5 8 3 8 6 2 6 2 3 x1 4 3 1 1 , F 1 , X x 2 , Y 29 . 20. Р 1 9 3 , R 2 1 , S 3 1 2 3 2 4 2 2 x 5 4 3 6 4 5 2 4 1 x1 12 1 3 4 , F 4 , X x 2 , Y 21. Р 2 4 2 , R 1 3 , S 8 . 4 2 2 1 3 2 1 2 x 11 3 3 3 7 7 3 1 2 x1 6 3 2 1 , F 4 , X x 2 , Y 15 . 22. Р 5 1 8 , R 3 0 , S 1 1 3 9 3 2 2 3 3 x 17 3 1 1 2 2 4 4 x1 8 3 1 5 , F 2 , X x 2 , Y 11 . 23. Р 3 2 6 , R 6 4 , S 2 2 1 6 5 6 x 26 5 1 5 3 6 1 1 2 4 4 x1 12 3 2 1 , F 3 , X x 2 , Y 13 . 24. Р 1 5 1 , R 2 1 , S 5 4 3 6 5 1 5 x 4 2 8 3 1 3 2 8 1 4 x1 16 5 3 2 , F 2 , X x 2 , Y 2 . 25. Р 5 4 4 , R 3 4 , S 3 1 1 6 5 1 3 6 x 26 2 3 2 3 3 4 3 5 x1 11 2 2 4 , F 4 , X x 2 , Y 4 . 26. Р 4 0 2 , R 3 5 , S 3 3 5 8 1 5 1 2 x 14 2 3 Задача 2. На векторах a, b построен параллелограмм. Найти: a) диагонали параллелограмма и угол между ними; b) площадь параллелограмма; c) проекцию вектора a на вектор b; d) высоту параллелограмма, опущенную на вектор b, если (m, n) 120 . 1. a 3m n; b 2m n; m 1; n 2; 2. a m 5n; b m 3n; m 3; n 1; (m, n) 60 . 3. a 5 m n; b 3m n; m 1; n 3; (m, n) 60 . 4. a m 3n; b m 2n; m 2; n 1; (m, n) 120 . 5. a 3m n ; b 2m n m 1; n 2; (m, n) 60 . 6. a m 5n; b m 3n; m 3; n 1; (m, n) 60 . 7. a 5m n; b 3m n; m 1; n 3; (m, n) 120. 8. a m 3n b m 2n m 2; n 1; (m, n) 60 . b 2m n m 1; n 2; (m, n) 60 . 10. a m 5n; b m 3n; m 3; n 1; (m, n) 120 . 11. a 5m n; b m 3 n; m 1; n 3; (m, n) 60 . 12. a 3m n; b m 2n; m 2; n 1; (m, n) 60 . 13. a m 3n; b 2 m n; m 1; n 2; (m, n) 120 . 14. a 3m n; b 5m n; m 3; n 1; (m, n) 60 . 15. a m 3n; b m 5n; m 1; n 3; (m, n) 60 . 16. a 2m n ; b 3m n; m 2; n 1; (m, n) 120 . 17. a m 2n ; b m 3n ; m 1; n 2; (m, n) 60 . 18. a m 3 n; b 5m n; m 3; n 1; 19. a m 3n; b m 5n; m 1; n 3; (m, n) 120 . 20. a 2m n b 3m n; m 2; n 1; (m, n) 60 . 21. a m 2n; b 3m n; m 1; n 2; (m, n) 60 . 22. a 3m n; b 5m n; m 3; n 1; (m, n) 120 . 23. a m 3n; b m 5n; m 1; n 3; (m, n) 60 . 24. a 2 m n; b m 3n; m 2; n 1; (m, n) 60 . 25. a 2m n; b 3m n; m 1; n 2; (m, n) 120 . 26. a m 5n; b m 3n; m 3; n 1; (m, n) 60 . 9. a 3m n ; (m, n) 60 . Задача 3. Найти решения систем уравнений: a) Ax b ; b) Cx 0 . 5 6 2 2 3 1 12 2 1. A ; 1 1 1 6 3 2 8 14 8 5 3 11 5 4 1 1 2. A ; 1 2 1 5 1 3 2 3 1 11 b ; 2 3 7 16 2 4 3 10 4 8 C ; 2 4 3 8 1 2 2 3 2 6 1 1 3 10 4 16 C ; 1 2 3 1 2 6 3 7 14 6 b ; 3 4 1 11 4 8 0 6 10 1 ; 3. A 2 1 18 15 3 5 3 10 5 7 b ; 21 1 3 6 1 7 4 1 6 2 C ; 5 10 1 1 1 2 0 1 12 2 1 13 5 1 4 2 4. A ; 1 3 17 13 1 2 2 3 1 11 b ; 11 4 1 2 1 5 1 0 2 1 C ; 1 1 2 0 4 8 9 6 14 16 2 2 2 13 17 3 ; 5. A 1 1 1 4 2 3 11 12 12 9 b ; 2 10 1 0 2 2 3 3 5 7 C ; 1 1 1 1 2 3 4 2 3 10 4 8 7 16 2 4 ; 6. A 1 2 2 3 2 4 3 8 2 6 3 7 1 2 3 1 ; 7. A 2 6 1 1 3 10 4 16 1 1 5 10 4 1 6 2 ; 8. A 3 6 1 7 1 2 0 1 9 6 4 8 1 2 1 5 ; 9. A 1 1 2 0 1 0 2 1 1 17 b ; 8 5 10 12 b ; 2 12 5 4 1 1 1 5 1 2 C ; 3 11 8 5 1 3 2 3 6 8 b ; 10 2 11 10 b ; 3 4 1 6 7 2 2 6 1 1 C ; 3 3 5 5 1 1 5 3 1 18 15 2 0 6 10 1 C ; 3 5 3 10 4 8 1 11 1 0 3 2 4 7 10 1 C ; 2 9 16 5 1 1 1 1 4 12 9 1 3 0 11 1 10. A ; 3 9 5 8 1 3 2 1 2 4 b ; 2 0 2 8 14 3 1 6 1 1 C ; 2 3 1 12 2 2 5 6 5 5 3 3 1 6 7 2 11. A ; 1 2 6 1 1 1 5 3 5 0 b ; 4 1 5 1 4 2 2 2 3 1 C ; 2 1 13 12 1 3 17 13 2 2 3 4 1 1 1 1 12. A ; 3 5 7 3 2 1 0 2 7 4 b ; 10 9 2 13 17 3 14 16 2 2 C ; 2 3 11 12 1 1 1 4 6 4 2 9 5 17 22 2 13. A ; 2 1 0 4 1 1 2 3 5 2 9 16 1 1 1 1 ; 14. A 4 7 10 1 2 1 0 3 9 9 b ; 4 1 7 7 7 3 3 8 8 2 C ; 1 2 3 3 2 11 8 8 10 2 b ; 2 6 3 10 0 7 7 2 1 2 C ; 2 8 3 2 1 3 1 4 4 12 15 14 2 9 13 11 ; 15. A 1 4 5 6 1 1 3 5 6 5 b ; 1 6 8 3 9 5 4 12 9 1 C ; 1 3 2 1 1 3 0 11 8 9 0 4 6 15 1 2 ; 16. A 2 4 1 14 2 4 5 2 3 3 b ; 5 1 9 2 1 2 23 3 2 4 C ; 2 1 7 10 1 1 3 7 0 4 14 1 3 10 1 2 ; 17. A 2 5 2 13 1 2 1 6 5 3 b ; 3 1 4 1 14 2 8 9 0 4 C ; 2 4 5 2 1 2 6 15 2 11 8 8 1 2 3 3 ; 18. A 3 7 7 7 2 3 8 8 3 2 b ; 5 5 2 1 0 4 6 4 2 9 C ; 1 1 2 3 2 5 17 22 1 3 18 8 9 13 10 2 19. A ; 2 11 10 8 1 4 7 5 4 4 1 1 20. A 2 2 2 2 8 2 3 10 21. A 2 7 1 3 1 5 2 4 ; 3 5 3 13 3 2 0 7 ; 2 1 1 4 1 10 b ; 5 6 11 8 b ; 13 5 2 3 5 2 2 2 3 13 C ; 4 4 1 5 1 1 2 4 2 5 9 6 4 1 2 1 C ; 5 17 11 1 2 7 4 1 1 4 b ; 1 2 7 3 7 7 3 1 2 3 C ; 2 5 4 4 3 10 1 1 1 4 3 10 4 1 2 3 22. A ; 3 7 7 10 2 3 8 10 11 1 b ; 5 0 2 9 13 11 3 5 1 1 C ; 1 4 5 6 4 12 15 14 23 3 2 4 9 2 1 2 ; 23. A 1 1 3 7 2 1 7 10 8 1 b ; 2 0 7 7 10 3 10 2 3 8 C ; 1 2 3 4 3 10 1 4 8 2 4 3 2 5 3 1 ; 24. A 4 8 7 14 2 4 11 8 5 6 b ; 11 13 8 2 11 10 1 3 18 8 C ; 1 4 7 5 2 9 13 10 5 17 11 1 4 1 2 7 ; 25. A 2 5 9 6 1 4 1 2 16 7 b ; 0 5 4 8 7 14 2 4 11 8 C ; 1 2 5 3 2 4 3 8 1 1 3 10 3 1 2 3 ; 26. A 3 7 7 7 2 5 4 4 15 1 b ; 6 5 5 2 13 2 0 4 14 1 C ; 1 2 1 6 3 10 1 2 Задача 4: Даны координаты точек AxA , y A , z A , BxB , y B , z B , C xC , yC , z C , DxD , y D , z D . Найти: a) угол между ребрами AC и AD пирамиды ABCD ; b) площадь грани ABD ; с) проекцию вектора CB на вектор CD ; d) объем пирамиды. № xA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 yA 2 7 7 1 6 1 1 1 8 4 4 1 2 1 0 9 8 4 4 3 6 3 0 1 8 -2 zA 2 2 1 -1 6 8 3 3 6 2 -3 -1 -3 -4 0 5 4 0 6 1 2 5 0 1 4 3 xB 7 2 2 6 5 2 2 2 4 -9 -2 6 1 0 2 5 1 0 5 -2 2 4 0 1 4 -2 yB 6 5 -5 4 4 5 6 0 10 3 2 4 6 5 1 -3 7 -2 6 1 -6 8 5 3 -4 2 xC zB 7 7 3 5 9 2 5 6 5 0 2 5 1 0 1 7 7 1 9 -2 4 7 2 4 6 -3 7 7 -2 -2 5 6 2 2 5 4 3 -2 -1 -2 0 1 3 2 4 1 -2 4 0 0 0 2 zC yC 2 5 3 -1 4 5 3 4 5 0 2 -1 4 3 4 5 6 1 2 -2 2 5 2 -1 4 2 3 3 3 3 6 7 7 0 6 0 -2 3 8 7 1 7 5 3 10 1 4 10 5 5 6 2 xD 1 1 5 0 11 4 2 0 8 4 -3 0 -9 -10 2 8 8 2 10 0 5 4 0 6 7 0 yD -2 2 4 6 6 4 2 3 8 5 -1 6 2 1 3 6 3 3 7 2 3 4 1 4 6 1 zD 3 3 5 1 9 10 5 2 10 -1 -2 1 -1 -2 0 9 5 2 5 2 6 7 2 0 8 5 8 7 -1 5 3 9 6 7 7 -3 3 5 2 1 5 2 8 7 9 5 -1 8 4 5 1 5 Задача 5. Для точек AxA , y A , z A , BxB , y B , z B , C xC , yC , z C , DxD , y D , z D из задачи 4 найти: a) уравнение прямой AB в каноническом, параметрическом и общем виде; b) уравнение прямой, проходящей через точку C параллельно AB ; с) уравнение плоскости, проходящей через точку D перпендикулярно AB ; d) уравнение плоскости, проходящей через точку D параллельно грани ABC . Задача 6. Привести уравнение второго порядка к каноническому виду и определить тип кривой, которую оно задает: 1. 2. 3. 4. 13 5 4 13 2 – 56 x 2 + 10 xy + 13 y 2 2 – 6 xy + 5 y – 28 x 2 2 xy + 9 y + 364 x + 12 2 2 x + 32 xy + 37 y + 240 x – 88 x + 68 x + 208 x + 330 y + 88 y + 212 y – 676 y + 1080 =0 =0 =0 =0 5. – 3 x 2 6. x2 7. – 41 x 2 8. x2 9. x2 10. 40 x 2 7 x2 11. 9 x2 12. 13. 73 x 2 14. – 27 x 2 9 x2 15. 16. 17 x 2 7 x2 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. x2 13 x 2 x2 97 4 16 29 21 x2 x2 x2 x2 x2 + 4 xy + 4 xy + 24 xy – 6 xy + 6 xy – 36 xy + 60 xy + 12 xy – 72 xy + 48 xy + 24 xy + 12 xy + 52 xy + 4 xy – 18 xy 6 xy + 6 xy +192 xy + 24 xy + 24 xy – 42 xy + 58 xy + y2 + 4 y2 – 9 y2 – 7 y2 + 9 y2 + 25 y 2 + 32 y 2 + 4 y2 + 52 y 2 – 13 y 2 + 16 y 2 + 8 y2 – 32 y 2 + 4 y2 + 37 y 2 – 8 y2 + 9 y2 +153 y 2 + 11 y 2 + 9 y2 + 29 y 2 + 21 y 2 – 44 x + 70 x + 230 x – 76 x – 180 x + 676 x + 52 x – 338 x – 260 x + 78 x – 70 x + 190 x – 330 x + 10 x + 20 x –6 x + 70 x – 310 x – 176 x – 25 x + 284 x – 148 x + 32 y + 40 y – 210 y – 188 y + 260 y – 338 y + 416 y – 338 y + 320 y – 46 y + 365 y + 220 y + 60 y – 105 y – 260 y + 118 y – 290 y – 330 y – 118 y – 300 y – 316 y – 52 y – 164 = 0 + 25 = 0 – 1205 – 1268 – 3100 + 2821 – 52 + 3549 + 275 – 85 + 1175 + 1505 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 + 855 + 150 + 460 – 119 + 2600 + 25 + 210 + 1525 + 716 – 244 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 Задача 7. Составить уравнение линии и выполнить чертеж, зная, что: 1. каждая точка линии одинаково удалена от точки А(−1; 2) и от прямой x – 3 = 0. 2. расстояние от каждой точки линии до точки А(−2;3) вдвое меньше расстояния до точки В(7; 3). 3. расстояния от каждой точки линии до точки А(0;−5) и до прямой 5у + 9 = 0 относятся, как 5:3. 4. расстояния от каждой точки линии до точки А(5;0) и до прямой 5x – 9 = 0 относятся, как 3:5. 5. расстояние от каждой точки линии до точки А(4; 0) и до прямой 4х − 25 = 0 относятся, как 4:5. 6. расстояние от каждой точки линии до точки А(2; 0) и до прямой 4х − 17 = 0 относятся, как 5:4. 7. каждая точка линии одинаково удалена от точки А(−2;3) и от прямой х − 4 = 0. 8. расстояние от каждой точки линии до точки А(−4;–1) вдвое больше, чем до точки В(2;–1). 9. расстояния от каждой точки линии до точки А(–4;0) и до прямой 5x – 4 = 0 относятся, как 5:3. 10. расстояния от каждой точки линии до точки А(0;4) и до прямой 5y + 4 = 0 относятся, как 3:5. 11. расстояние от каждой точки линии до точки А(0;–4) и до прямой 4y + 25 = 0 относятся, как 4:5. 12. расстояние от каждой точки линии до точки А(0;–2) и до прямой 4y + 17 = 0 относятся, как 5:4. 13. каждая точка линии одинаково удалена от точки А(3;–3) и от прямой y − 6 = 0. 14. расстояние от каждой точки линии до точки А(5;4) вдвое больше, чем до точки В(5;–2). 15. расстояния от каждой точки линии до точки А(6;0) и до прямой x + 2 = 0 относятся, как 5:3. 16. расстояния от каждой точки линии до точки А(0;7) и до прямой y + 1 = 0 относятся, как 3:5. 17. расстояния от каждой точки линии до точки А(0;2) и до прямой 2y + 5 = 0 относятся, как 4:5. 18. расстояния от каждой точки линии до точки А(0;3) и до прямой 2y + 3 = 0 относятся, как 5:4. 19. каждая точка линии одинаково удалена от точки А(2; 6) и от прямой y − 2 = 0. 20. расстояние от каждой точки линии до точки А(3;−2) вдвое меньше, чем до точки В(3; 4). 21. расстояния от каждой точки линии до точки А(0;–6) и до прямой y – 2 = 0 относятся, как 3:5. 22. расстояния от каждой точки линии до точки А(–7;0) и до прямой x – 1 = 0 относятся, как 5:3. 23. расстояния от каждой точки линии до точки А(–2;0) и до прямой 2x – 5 = 0 относятся, как 5:4. 24. расстояния от каждой точки линии до точки А(3;0) и до прямой 2x + 3 = 0 относятся, как 4:5. 25. каждая точка линии одинаково удалена от точки А(3; –5) и от прямой y + 3 = 0. 26. расстояние от каждой точки линии до точки А(1;5) вдвое меньше, чем до точки В(1;–1).