Материал: kozinova_at_osharina_nn_matematika_lineinaia_algebra_analiti

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

4.4.Задания для самостоятельной работы

Задача 1. Даны комплексные числа z1 и z2 . Найти комплексные числа а) z1 z2 , б) z1 z2 , в) z1z2 и г) z1 / z2

1.

z1 15 8i , z2 4 3i

2.

 

z1 3 7i , z2 6 8i

 

 

3.

z1 5 12i , z2 7 i

4.

 

z1 3 2i , z2 5 10i

 

 

Задача 2. Найти комплексные числа а)

z z

 

, б) z

/ z

 

, в) z n и г) m

 

 

,

2

2

z

2

 

 

1

1

 

1

 

 

используя тригонометрическую форму комплексных чисел z1

и z2

 

 

1.z1 3 i , z2 1 i , n 6, m 3

2.z1 1/ 2 3 / 2 i , z2 1, n 20, m 4

3.z1 1 3 , z2 9i , n 9, m 2

4.z1 1 i , z2 8 83 i , n 4, m 4

Задача 3. Найти комплексные числа

 

 

 

 

i 50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

1.

z

3

 

 

2.

cos

i sin

1

i 100

 

 

z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

i

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

z

i sin

 

i cos

 

4.

z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 4. Решить уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

x2 25 0

 

 

2.

x2 6x 18 0

 

 

 

 

 

 

3.

x3 2x2 x 2 0

 

4.

x3 2x2 x 2 0

 

 

 

 

5.

x3 3x2 7x 5 0

6.

x3 x2 3x 5 0

 

 

 

 

7.

x4 3x2 4 0

 

8.

x4 10x2 169 0

 

 

 

 

9.

x4 3x3 3x2 3x 2 0

10.

x4 2x3

6x2

2x 3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 5. Установить наличие (отсутствие) общих корней у многочленов

F x x3

2x2 x 2

F x x3

2x2 x 2

1.

 

2.

 

G x x3 3x2 7x 5

G x x4 2x3 6x2 2x 5

F x x3

3x2 7x 5

F x x3

2x2 x 2

3.

 

4.

 

G x x3 2x2 x 2

G x x4 2x3 6x2 2x 5

F x x3

2x2 x 2

F x x3

2x2 x 2

5.

 

6.

 

G x x3 x2 3x 5

G x x4 3x3 3x2 3x 2

F x x3

x2 3x 5

F x x3

2x2 x 2

7.

 

8.

 

G x x3 2x2 x 2

G x x4 3x3 3x2 3x 2

F x x3

2x2 x 2

F x x4

3x3 3x2 3x 2

9.

 

10.

 

G x x3 2x2 x 2

G x x4 2x3 6x2 2x 5

Задача 6. Представить рациональную функцию в виде суммы многочлена и конечного числа элементарных дробей

1.

f x

x2 25

 

2.

f x

x2 6x 18

 

 

 

x2 6x 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 25

3.

f x

 

 

x3 2x2 x 2

 

 

4.

f x

 

 

x3 2x2 x 2

 

 

 

 

x3 2x2 x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 2x2 x 2

5.

f x

 

 

 

x2 25

 

6.

f x

x3 x2 3x 5

 

 

 

 

 

x3 3x2 7x 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 6x 18

7.

f x

 

 

x3 4x

 

8.

f x

x4

10x2 169

 

 

 

x4 3x2 4

 

x3 9x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

f x

 

x2 16

10.

f x

x4

2x3 6x2 2x 5

 

x4 3x3 3x2 3x 2

 

x2 36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

Глава 5. Элементы аналитической геометрии

5.1.Уравнение прямой линии на плоскости. Полуплоскости

Уравнение ax by c 0 называется общим уравнением прямой. Вектор

 

 

 

 

 

 

 

 

n a,b называется нормальным вектором прямой.

x0 , y0 и

Уравнение прямой l

на плоскости, проходящей через точку M 0

 

 

 

a x x0 b y y0 0 .

перпендикулярной вектору

n a,b , имеет вид

Уравнение прямой l

на плоскости, проходящей через точку M 0 x0 , y0 и

 

m, n , имеет вид:

x x0

 

 

y y0

 

 

параллельной вектору q

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение называется каноническим уравнением прямой, вектор

q m, n

направляющим вектором прямой. Соответствующая система уравнений

x mt x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y nt y0

 

 

 

 

 

 

 

называется параметрическим

уравнением прямой

на плоскости,

t

‒ параметром.

проходящей через две заданные точки M1 x1, y1 и

 

 

 

Уравнение прямой,

M

2

x

2

, y

2

, записывается в виде

 

x x1

 

y y1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x1

y2 y1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение прямой

с угловым коэффициентом

k tg имеет

вид

y kx b0 , здесь b0 - ордината точки пересечения прямой с осью Oy , - угол

наклона прямой с положительным направлением оси Ox .

 

Уравнение прямой, проходящей через точку

M 0 x0 , y0

в заданном

направлении, имеет вид y y0 k x x0 . Если k

- произвольное число,

уравнение определяет пучок прямых линий, проходящих через

точку M 0 ,

кроме прямой параллельной оси Oy .

 

 

Пример 1. Составим общее уравнение прямой, проходящей через точку M 0 1, 23 и образующей с осью Ox угол 600 .

 

 

 

 

 

k tg600

 

 

 

Уравнение прямой линии с угловым коэффициентом

3 и

проходящей через точку M 0 1, 2

 

имеет вид y 2

 

 

 

 

х 1 .

 

3

3

3

Отсюда

y 3x 33. Общее уравнение прямой имеет вид 3x y 33 0 .

78

Уравнение прямой в отрезках имеет вид

x

 

y

1, где

a

 

и

b

 

 

0

 

a0

b0

 

 

0

 

 

 

 

 

соответственно отрезки, отсекаемые прямой на осях Ox и Oy .

Пример 2. Составим общее уравнение прямой линии, проходящей через точку A 1, 2 , если эта прямая отсекает от положительной полуоси Ox отрезок

в полтора раза больше, чем от положительной полуоси Oy .

 

 

 

 

 

 

Уравнение прямой в отрезках имеет вид

 

x

 

 

y

 

1, так как

a

 

 

1,5b .

 

 

 

 

 

0

 

1,5b0

 

b0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точка A 1, 2 принадлежит прямой. Отсюда

 

1

 

 

2

1,

b

4

.

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5b0

 

b0

0

3

 

 

 

 

 

 

 

 

общее уравнения прямой имеет вид 2x 3y 4 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точка пересечения двух непараллельных прямых l1 и l2

на плоскости

определяется в результате решения системы линейных алгебраических уравнений, которые задают данные прямые. Например,

a1x b1 y c1 0

a2 x b2 y c2 0

 

Угол между двумя прямыми l1

 

и l2

определяется по формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

a a

2

 

b b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 b2

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1

 

n2

1

1

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

q 1 q2

 

 

 

 

 

 

m1 m2 n1 n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m2

n2

 

 

 

 

m2

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q1

q2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

k2 k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 k k

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь

n1

 

 

a1,b1 , n2

 

 

a2 ,b2

-

 

нормальные

векторы,

q 1 m1,n1

,

 

m2 ,n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q 2

-

 

направляющие векторы

и

 

k1, k2 -

угловые

коэффициенты

прямых линий на плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимые и достаточные условия параллельности двух прямых

 

 

 

a1

 

b1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1

 

n1

;

 

 

 

 

 

 

 

k k

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m2

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимые и достаточные условия перпендикулярности двух прямых

a1a2 b1b2 0 ;

m1m2 n1n2 0 ; k1k2 1 .

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние от точки M 0 x0 , y0

до прямой линии

ax by c 0 на

плоскости определяется по формуле

 

 

 

s

 

ax0 by0 c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3. Найдем расстояние от точки M0 x0, y0 ,

делящей отрезок

между точками A 2, 2 и B 3, 2 в отношении 3: 2 ,

до прямой линии l :

3x 4 y 5 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем координаты точки

M

 

 

:

x

2 (3/ 2)3 1

,

y

 

 

2 (3/ 2)2

2 ,

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1 3/ 2

 

 

 

1 3/ 2

т.е. M0 1, 2 .

Расстояние от

точки

 

M0 1, 2

 

до данной

прямой

линии l :

3x 4 y 5 0

равно s

 

 

3 1 4 2 5

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32 4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждая

прямая

линия

l

разбивает

плоскость

на

 

два

множества,

называемых полуплоскостями. Если прямая задана уравнением ax by c 0 , то точки одной полуплоскости являются решением неравенства ax by c 0 ,

аточки другой полуплоскости решением неравенства ax by c 0 .

5.2.Уравнение плоскости. Полупространства

 

Уравнение плоскости , перпендикулярной вектору

 

a,b,c и

 

n

проходящей

через

точку

M 0 x0 , y0 , z0 ,

имеет

вид

a x x0 b y y0 c z z0 0 . Уравнение

ax by cz d 0

называется

 

 

 

 

 

 

 

a,b,c называется нормальным

общим уравнением плоскости.

Вектор n

вектором плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 4. Даны две точки

A 3,0,1

и

B 2,2, 3 . Составим уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плоскости , проходящей через точку A перпендикулярно вектору AB .

 

 

Нормальный

 

вектор

 

 

искомой

 

плоскости

 

 

 

3 1 5, 2, 4 .

 

 

 

 

 

 

n

AB 2 3, 2 0,

Тогда

уравнение

плоскости

,

 

 

 

 

A 3,0,1 ,

 

 

 

 

 

проходящей

через

точку

перпендикулярно вектору n имеет

вид

5 x 3 2 y 0 4 z 1 0 . Отсюда : 5x 2 y 4z 19 0 .

80

Источник: https://studfile.net/preview/15912971/