3.9.Задания для самостоятельной работы
Задача 1. Если матрица коэффициентов при неизвестных неособенная, решить систему уравнений двумя способами, используя формулы Крамера и обратную матрицу.
|
|
|
2x1 x2 |
4 |
|
|
|
3x1 5x3 18 |
|||
1. |
|
||||
|
7x 6x 4x 31 |
||||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
2x1 3x2 5x3 11 |
||||
|
|
3x1 x2 3x3 10 |
|||
3. |
|
||||
|
x 2x 4x 7 |
||||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
2x1 3x2 2x3 1 |
||||
|
|
|
|
|
|
5. |
3x1 3x2 2x3 2 |
||||
|
|
x1 2x2 1 |
|||
|
|
||||
|
x x x |
6 |
|||
|
|
1 |
2 |
3 |
|
7. |
2x1 x2 x3 3 |
||||
|
x x 2x |
5 |
|||
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
5x1 5x2 x3 1 |
||||
|
|
2x1 3x2 1 |
|||
9. |
|
||||
|
4x |
5x |
x 0 |
||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
3x1 x2 2 |
|||
|
|
5x1 5x2 x3 1 |
|||
11. |
|
||||
|
3x |
4x |
x 2 |
||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
2x1 3x2 x3 4 |
||||
|
|
|
|
|
|
13. |
5x1 7x2 2x3 10 |
||||
|
|
|
2x1 x2 |
3 |
|
|
|
|
|||
|
5x1 6x2 4x3 3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2. |
3x1 3x2 2x3 2 |
|||||
|
|
4x 5x 2x 1 |
||||
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
2x1 x2 |
4 |
||
|
|
x1 x2 5x3 14 |
||||
4. |
|
|||||
|
9x 7x 4x 35 |
|||||
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
x1 2x2 2x3 1 |
|||||
|
|
3x1 x2 3x3 10 |
||||
6. |
|
|||||
|
|
4x x x |
3 |
|||
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
x |
x |
2x |
|
9 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
8. |
2x1 x2 2x3 6 |
|||||
|
x |
x |
3x |
|
8 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
x1 x2 x3 1 |
||||
|
|
|
2x1 3x2 |
5 |
||
10. |
|
|
||||
|
5x 4x 2x 11 |
|||||
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
4x1 4x2 x3 7 |
|||||
|
|
2x1 x2 3 |
||||
12. |
|
|||||
|
3x |
4x x |
6 |
|||
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
|
2x2 x3 7 |
|
|||
|
|
2x1 x2 4 |
|
|||
14. |
|
|
||||
|
x 2x |
x |
8 |
|||
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
61
Задача 2. Установить совместность (или несовместность) системы уравнений. Если система совместна, найти базисные решения.
|
2x1 x2 x3 x4 4 |
||||
|
|
|
|
|
|
1. |
x1 x2 x3 3x4 1 |
||||
|
3x x 2x x 6 |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
x 2x 3x 4x 9 |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
3. |
|
x1 x2 x3 5x4 5 |
|||
|
2x 3x x x 3 |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
x1 x2 2x3 3x4 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
5. |
x1 2x2 3x3 x4 2 |
||||
|
|
3x x x 2x 4 |
|||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
x1 x2 2x3 x4 1 |
||||
|
|
3x1 2x2 x3 x4 6 |
|||
7. |
|
||||
|
|
2x x 3x x 2 |
|||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
2x1 x2 x3 3x4 7 |
||||
|
|
|
x1 x3 2 |
|
|
9. |
|
|
|
||
|
x x 3x 3x 2 |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
x 2x 2x x 8 |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
11. |
x1 x2 x3 2x4 0 |
||||
|
|
x2 x3 x4 4 |
|||
|
|
||||
|
x 6x 3x 2x 5 |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
13. |
|
2x1 2x2 x3 3x4 1 |
|||
|
|
|
x1 x4 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
x1 x2 x3 x4 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
15. |
2x1 2x2 x3 2x4 2 |
||||
|
|
|
x1 x2 x4 2 |
||
|
|
|
|||
|
x x 3x 2x 2 |
||||||||||
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
4 |
|
|
||
2. |
|
|
x1 x4 0 |
|
|
|
|
||||
|
3x x 3x 2x 4 |
||||||||||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
||
|
|
x1 x2 3x3 2x4 0 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
2x1 3x2 2x3 4x4 7 |
||||||||||
|
|
|
|
2x2 x3 3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
x 2x 3x x 4 |
||||||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
|
||
6. |
|
2x1 x2 3x3 x4 1 |
|||||||||
|
x x x 3x 3 |
||||||||||
|
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
|
|||
|
2x1 x2 x3 x4 4 |
||||||||||
|
|
4x1 x3 2x4 5 |
|
||||||||
8. |
|
|
|||||||||
|
3x x |
2 |
2x x |
4 |
6 |
||||||
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
||
|
x 2x |
2 |
3x 4x |
4 |
9 |
||||||
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
||
10. |
|
x1 x2 |
x3 |
5x4 5 |
|||||||
|
|
x1 2x2 4x4 2 |
|||||||||
|
|
||||||||||
|
x1 x2 2x3 3x4 2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
4x3 3x4 2 |
|||||
12. |
2x1 3x2 |
||||||||||
|
|
3x x |
2 |
x 2x |
4 |
4 |
|||||
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
||
|
|
2x1 3x2 x3 5 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
x3 |
x4 6 |
||||
14. |
3x1 2x2 |
||||||||||
|
2x x |
2 |
3x x |
4 |
2 |
||||||
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|||
|
2x1 x2 x3 x4 4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
x3 5x4 |
2 |
|||||
16. |
4x1 x2 |
||||||||||
|
|
|
3x1 2x4 |
3 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
62
Задача 3. Найти фундаментальную систему решений для однородной системы линейных уравнений.
|
x x 3x 2x 0 |
|
x 2x 2x x 0 |
||||||||
1. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
2. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
3x1 x2 3x3 2x4 0 |
|
x1 x2 x3 2x4 0 |
||||||||
3. |
|
2x x x x 0 |
4. |
x x 2x 3x 0 |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
3x1 x2 2x3 x4 0 |
|
3x1 x2 2x3 2x4 0 |
||||||||
5. |
x 6x 3x 2x 0 |
6. |
x 2x 3x 5x 0 |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
2x1 9x2 x3 3x4 0 |
|
|
x1 x2 x3 5x4 0 |
|||||||
7. |
|
x1 x2 3x3 2x4 0 |
8. |
2x1 x2 x3 3x4 0 |
|||||
|
|
|
2x3 4x4 0 |
|
x2 |
3x3 3x4 0 |
|||
|
2x1 3x2 |
|
x1 |
||||||
|
x 2x 3x x 0 |
|
|
x x 2x x 0 |
|||||
9. |
|
1 |
2 |
3 4 |
10. |
|
1 |
2 |
3 4 |
|
2x1 x2 3x3 2x4 0 |
|
3x1 2x2 x3 2x4 0 |
||||||
Задача 4. Найти общее решение неоднородной системы линейных уравнений, используя частное решение неоднородной системы и фундаментальную систему решений соответствующей однородной системы линейных уравнений.
|
|
|
|
x 3x 2x 6 |
|
|
x 2x 2x |
|
8 |
|||||
1. |
|
|
|
2 |
3 |
4 |
2. |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
3x1 |
x2 3x3 |
12 |
|
|
|
|
x2 x3 2x4 0 |
||||||
3. |
x1 x2 |
2x4 0 |
4. |
|
2x1 |
x3 3x4 18 |
||||||||
|
|
|
2x3 4x4 12 |
|
|
x1 x2 |
|
3x4 6 |
||||||
|
2x1 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
6x 3x 2x 6 |
|
|
x 2x |
5x 30 |
|||||||
5. |
|
|
|
2 |
3 |
4 |
6. |
|
|
1 |
2 |
|
|
4 |
|
2x1 |
9x2 |
|
3x4 18 |
|
|
|
|
x2 x3 5x4 5 |
|||||
|
x |
|
2x x 4 |
|
|
x 2x |
|
x 24 |
||||||
7. |
|
1 |
|
3 |
4 |
8. |
|
|
1 |
2 |
|
|
4 |
|
|
|
3x1 2x2 |
2x4 6 |
|
|
2x1 |
3x3 2x4 18 |
|||||||
9. |
2x1 x2 |
|
x4 4 |
10. |
|
|
|
x2 2x3 3x4 12 |
||||||
|
|
|
x2 2x3 x4 6 |
|
3x1 x2 |
|
2x4 6 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
Задача 5. Структурная матрица торговли трех стран имеет вид A .
3 3
Найти соотношение национальных доходов стран, при котором может иметь место баланс торговли между ними.
|
|
0.1 |
0.3 |
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
A |
0.3 |
0.6 |
0.05 |
|
|
|
0.6 |
0.1 |
0.65 |
|
|
|
|
|||
|
|
0.3 |
0.05 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
A |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
|
|
|
0.5 |
0.65 |
0.4 |
|
|
|
|
|
|
0.3 |
0.3 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
A |
0.3 |
0.1 |
0.3 |
|
|
|
0.4 |
0.6 |
0.5 |
|
|
|
|
|||
|
|
0 |
0.2 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
A |
0.4 |
0.6 |
0.4 |
|
|
|
0.6 |
0.2 |
0.4 |
|
|
|
|
|||
|
|
0.3 |
0.2 |
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
9. |
A |
0.1 |
0.2 |
0.2 |
|
|
|
0.6 |
0.6 |
0.4 |
|
|
|
|
|
|
0 |
0.5 |
0.125 |
|
|
|
|
|
|
|
11. |
A |
0.5 |
0 |
0.5 |
|
|
|
0.5 |
0.5 |
0.375 |
|
|
|
|
|
|
0.5 |
0.5 |
0.25 |
|
|
|
|
|
|
|
13. |
A |
0 |
0.5 |
0.75 |
|
|
|
0.5 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
0.5 |
0.75 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
15. |
A |
0 |
0 |
0.5 |
|
|
|
0.5 |
0.25 |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
0.5 |
0.3 |
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
A |
0.3 |
0.6 |
0.6 |
|
|
|
0.2 |
0.1 |
0.3 |
|
|
|
|
|||
|
|
0.6 |
0.5 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
A |
0.3 |
0.4 |
0.3 |
|
|
|
0.1 |
0.1 |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
0.4 |
0.4 |
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
A |
0.2 |
0.1 |
0.15 |
|
|
|
|
0.4 |
0.5 |
0.15 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
0.4 |
0.15 |
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
A |
0.5 |
0.3 |
0.6 |
|
|
|
|
0.1 |
0.55 |
0.2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
0.25 |
0.75 |
0.5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
10. |
A |
|
0.3 |
0.25 |
0.1 |
|
|
|
0.45 |
0 |
|
|
|
|
|
0.4 |
||||
|
|
0.5 |
0 |
0.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. |
A |
0.5 |
0.5 |
0.25 |
|
|
|
|
0 |
0.5 |
0 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
0.5 |
0 |
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
14. |
A |
0 |
0.5 |
0.3 |
|
|
|
0.5 |
0.5 |
0.6 |
|
|
|
|
|||
|
|
0.7 |
0 |
0.75 |
|
|
|
|
|
|
|
16. |
A |
0.3 |
0.5 |
0 |
|
|
|
0 |
0.5 |
0.25 |
|
|
|
|
64
Глава 4. Многочлены и комплексные числа
4.1.Комплексные числа
Комплексным (мнимым) числом называется выражение z x iy , где x
и y - действительные числа, i - мнимая единица. Числа x и y называются
соответственно действительной частью и мнимой частью комплексного числа z и обозначаются x Re z , y Im z . Мнимая единица i удовлетворяет
соотношению i2 1. |
|
|
|
|
|
Два комплексных числа |
z1 x1 iy1 |
и |
z2 x2 iy2 равны |
z1 z2 , если |
|
равны их действительные и мнимые части x1 x2 , y1 y2 . |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Два комплексных числа |
z x iy |
и |
z x iy , имеющие |
одинаковые |
|
действительные и противоположные мнимые части, называются
сопряженными.
Арифметические операции над комплексными числами
|
|
z1 x1 iy1 и z2 x2 iy2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. |
Сложение (вычитание) комплексных чисел |
|
|
|
||||||||||||
|
|
z1 z2 x1 iy1 x2 iy2 x1 x2 |
i y1 y2 |
|||||||||||||
2. |
Умножение комплексных чисел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
z1z2 x1 iy1 x2 iy2 |
x1x2 y1y2 |
i x1y2 x2 y1 |
||||||||||||
3. |
Деление комплексных чисел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
z1 |
|
x1 iy1 x2 iy2 |
|
x1x2 y1y2 |
i |
x2 y1 x1y2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
z2 |
x2 iy2 x2 iy2 |
x |
2 y |
2 |
|
|
x |
2 |
y |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
Примечание. Все арифметические операции над комплексными числами определяются по правилам соответственно сложения, умножения и деления многочленов.
|
Пример 1. Даны комплексные числа |
z1 4 5i и |
z2 3 i . Найдем |
||||||||||||||||||
комплексные числа а) z |
z |
2 |
, б) z z |
2 |
, в) |
z z |
2 |
и г) |
z1 |
. |
|
||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
z2 |
|
||||||
а) z1 z2 4 5i 3 i 1 4i |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
б) z1 z2 |
4 5i 3 i 7 6i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
в) z1z2 |
4 5i 3 i 7 19i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
г) |
|
z1 |
|
4 5i |
|
4 5i 3 i |
17 11i |
1,7 1,1i |
|
||||||||||||
|
|
3 i |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
z |
2 |
|
|
3 i 3 i |
9 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|