Материал: Практикум по высшей математике. векторная алгебра и аналитическая геометрия. Пантелеев И.Н

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

 

 

2 3 4

 

 

3

1

 

 

 

2

 

 

6

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

г)

 

3

 

(2 3); д) (3 2 5)

 

−1

 

.

 

 

 

 

4 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 6 5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

1

4 +3 5

1 1+3 2

 

 

 

 

 

 

1 3

4 1

 

19 7

а)

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

− 2

 

2

 

− 2

5 2

 

2

+ (−2) 5 2 1+ (−2) 2

− 2

 

 

б)

1 2

− 4

 

4 3 1

 

 

3

−1 5

 

 

−1 2 3

 

=

 

 

 

 

2 3

2

 

 

− 2 4 5

 

 

 

 

 

 

 

 

1 4 + 2(−1) + (−4)(−2)

1 3 + 2 2 + (−4) 4

=

 

3 4

+ (−1)(−1) +5(−2)

3 3 + (−1) 2 +5 4

 

 

 

 

2 4 +3(−1) + 2(−2)

 

 

2 3 +3 2 + 2 4

 

 

 

 

 

 

 

10

−9

−13

 

 

 

 

 

=

 

3

27

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

1

20

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

4

 

 

3

1

 

 

 

в)

 

 

 

4

2

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5

 

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3 + 4 4 +3

2 2 1+ 4 2 +3

5 28

=

 

 

 

 

2 1 1 + 6 2 +5 5

 

=

1 3 + 6 4 +5

 

37

 

2

 

 

2 2

2

3

 

 

4

 

6

 

 

3

 

(2 3) =

 

3

2 3

 

=

 

6

 

 

г)

 

 

 

3

 

 

9 ;

 

7

 

 

 

7

2

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

14 21

1 1 + 2 3 = (−4) 5

 

3 1 + (−1) 3 +5 5

 

=

 

2 1 +3 3 + 2 5

 

 

 

 

35 ;

38

6

 

д) (3 2 5)

−1 = (3 6 + 2(−1) +5 3)= 31.

 

3

 

 

 

 

 

26

3.6. Даны матрицы

2

1

3

 

 

1

4

 

2

6

B =

 

−1

3

 

C =

 

−1

 

 

A =

 

 

 

,

 

;

 

2 .

 

5

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

2

 

 

 

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти: а) А (В+С); б) АВ+АС. Решение.

 

 

 

 

2 1 3

1

4

2

6

 

 

 

 

 

 

 

−1

3

 

 

−1

2

 

=

а) А (В+С)=

4

2

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

2

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

3

 

3

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

7

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

2

 

10

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3 +1(−2) +3 10 2 10 +1 7 +3 5

34 42

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

27 88

.

 

 

 

5 3

+ 4(−2) + 2 10 5 10 + 4 7 + 2 5

 

 

 

 

 

 

 

2 1 3

 

 

1

4

2 1 3

 

 

2

 

6

 

 

 

 

 

 

−1 3

 

 

−1 2

 

=

 

 

 

б) АВ+АС=

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 4 2

 

 

5

2

 

5 4 2

 

 

5

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 +1(−1) +3 5 2 4 +1 3 +3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

+ 4(−1) + 2 5 5 6

+ 4 3 + 2

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2 +1(−1) +3 5 2

6 +1 4 +3

3 16 17 18 25

 

=

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

+

 

 

 

 

5 2 + 4(−1) + 2 5 5 6 + 4 4 + 2

3

11 36

 

 

16 52

 

 

34

42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7. Даны матрицы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

−1

 

 

4 5

 

C =

−1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

, B =

 

,

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 4

 

 

2 6

 

 

5 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти: а) (АВ)С;

б) А (ВС).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

−1

4

5

−1 4

=

 

Решение. а) (АВ)С=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

5 3

 

 

 

 

2

4

2

 

 

 

 

3 4 + (−1)2 3 5 + (−1)6

 

−1 4

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 4 + 4 2 2 5 + 4 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 3

 

 

 

 

 

 

10

 

9

−1

4

=

10(−1) +9 5

 

10 4 +9 3

=

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

34

5

3

 

16(−1) +34 5

16 4 +34 3

 

 

 

 

35

 

67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

166

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) А (ВС)=

3 −1

 

 

4 5

−1 4

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 6

 

 

5 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 −1

4(−1) +5 5 4 4 +5 3

3 −1

 

 

21 31

=

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(−1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28 26

 

 

2 4

 

 

+ 6 5 2 4 + 6 3

2 4

 

 

 

 

 

 

3 21 + (−1)28

3 31 + (−1)26

35

 

67

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

21 + 4 28

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

166

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

31 + 4 26

154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.8. Умножить матрицу

3

 

1

6

 

 

 

 

 

 

 

 

А =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

 

 

 

1

0

0

 

 

на единичные матрицы

E =

и

 

E =

 

0

1

0

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

1 0

3 1 6

 

3 1 6

 

= А.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

A =

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 5 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1

2 5 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 1 6

 

1

 

0

0

 

 

3 1 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А E

=

 

 

0 1 0

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= A.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 5 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 5 4

 

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.9. Доказать, что для матрицы

 

 

 

4

2

4

3

 

3

3

5

7

 

 

 

A =

−1

8

6

8

 

 

 

 

5

4

1

6

 

 

 

справедливо равенство АЕ4 = Е4А.

 

Решение. Находим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 2 4 3

 

1 0 0 0

 

4 2 4 3

 

 

 

 

3 3 5 7

 

 

0 1 0 0

 

 

 

3 3 5 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=А,

АЕ4=

 

 

 

 

 

0 0 1 0

=

 

 

 

 

 

 

−1 8 6 8

 

 

 

 

−1 8 6 8

 

 

 

 

5 4 1 6

 

 

0 0 0 1

 

 

 

5 4 1 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 0 0

 

4 2 4 3

 

4 2 4 3

 

 

 

 

0 1 0 0

 

 

3 3 5 7

 

 

 

3 3 5 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=А.

Е4А.=

0 0 1 0

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 8 6 8

 

 

−1 8 6 8

 

 

 

 

0 0 0 1

 

 

5 4 1 6

 

 

 

5 4 1 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда следует, что АЕ4 = Е4А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.10. Найти A 3, A =

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Находим A2

=

1

4

 

1

4

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

2

 

 

 

1+12 4 +8

 

13 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 + 6 12 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

9 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

13 12

1

4

 

13 +

36

52

 

+ 24

49

76

A

=

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57 68

 

 

9 16 3 2

 

9 + 48 36

+32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.11. Найти значение матричного многочлена

1

−1

1

 

2А2+4А+ЗЕ, если А =

2

3

1

, E- единичная матрица.

 

1

−1

2

 

 

 

Решение. Находим

 

 

1

−1

1

1

−1

1

 

0

−5

2

 

2

 

2

3 1

 

2

3 1

 

 

9

6 7

 

,

A

=

 

 

=

 

 

 

1

−1

2

 

1

−1

2

 

 

1

−6

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

−10

4

 

 

 

 

 

4

− 4

4

 

3

0

0

 

2

2

=

 

 

 

 

 

 

; 4A =

 

8

12 4

 

 

0

3

0

 

;

A

18 12 14

 

 

 

; 3E =

 

 

 

 

 

−12

8

 

 

 

 

 

4

− 4

8

 

 

0

0

3

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

−14

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2А2+4А+ЗЕ=

24 27 18

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

−16

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 .4. Транспонирование матрицы

Транспонировать матрицу А — значит все ее строки i

сделать столбцами j с теми же порядковыми номерами

a ij = a ji m .

Свойства: 1. Если матрица А имеет размерность ( m × n),

то матрица А m , будет иметь размерность (n × m ); 2. (Аm)m = А;

3.(А+В)m = Аm + Вm — сумма (А+В) предполагает, что матрицы A и B имеют одинаковую размерность;

4.(АВ)m = ВmАm — из возможности перемножения

матриц А и В, следует возможность перемножения матрицы

Bm на Аm.

5. Еm = Е — операция транспонирования не изменяет единичную матрицу.

30

Источник: https://studfile.net/preview/16565730/