Материал: 4718

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

36

Решение задачи 13*. Рассмотрим систему линейных алгебраических

a11x a12 y a13z b1

a11 a12 a13

уравнений a21x a22 y a23z b2 . Определитель a21 a22 a23 , элементами

a31x a32 y a33z b3

a31 a32 a33

которого являются коэффициенты при неизвестных, называется главным определителем системы. Если главный определитель системы линейных алгебраических уравнений отличен от нуля ( 0 ), то система имеет единственное решение, которое может быть найдено по формулам Крамера

x x , y y , z z ,

где x , y , z – вспомогательные определители системы, которые получаются из

главного определителя путем замены соответствующего столбца на столбец из правых частей уравнений системы:

 

b1

a12

a13

 

 

a11

b1

a13

 

 

a11

a12

b1

 

x

b2

a22

a23

,

y

a21

b2

a23

,

z

a21

a22

b2

.

 

b3

a32

a33

 

 

a31

b3

a33

 

 

a31

a32

b3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

2 y

2z

1

 

 

Вычислим главный определитель системы x

2 y

2z

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

y

3z

1

3

2

2

 

 

2

2

 

3

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

2

2

 

1

2

2

 

1

2

3 2 3 2 ( 2) 2 ( 2) 1 ( 1)

2

1

3

 

2

1

3

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 ( 2) ( 1) ( 2) 3 3 12 18 8 2 8 6 6 8

Так как 8 0 , то система имеет единственное решение, которое может быть найдено по формулам Крамера. Составим и вычислим вспомогательные определители:

x

1

2

2

 

2

2

 

1

2

 

 

1

 

 

1

2

2

 

1

2

2

 

1

2

1 2 3 2 ( 2) 1 ( 2) ( 1) ( 1)

1

1

3

 

1

1

3

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 ( 2) ( 1) ( 2) 1 3 ( 1) 2 6 4 2 4 2 6 8 ;

37

 

 

3

 

1

2

 

 

 

 

3

1

2

 

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

1

 

1

2

 

 

 

 

1

1

2

 

1

 

 

1 3 ( 1) 3 1 ( 2) 2 ( 2) 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

3

 

 

 

 

2

1

3

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2 ( 1) ( 2) 1 ( 2) 3 3 1 1 9 4 2 4 6 3

 

 

16;

 

 

 

 

3

 

2

1

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

1 2

1

 

 

1 2

1

 

 

1 2

3 2 1 2 ( 1) 2 1 1 ( 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

1

 

 

2

 

1

1

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2 1 ( 1) ( 1) 3 1 1 2 6 4 1 4 3 2

8.

 

 

 

 

 

 

 

Тогда x

 

x

 

 

8

 

1,

y

 

 

y

 

 

16

 

2,

z

 

z

 

8

 

1.

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сделаем проверку:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 1 2 ( 2) 2 ( 1) 1

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

(

2)

2 (

1)

1

 

;

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

верно.

 

2 1

 

(

2)

3 (

1)

1

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, система имеет единственное решение x 1,

y 2,

z 1.

140 – 149. Пирамида ABCD задана координатами

вершин.

Пользуясь

понятиями и формулами векторной алгебры, найти:

 

 

1)

длину ребра AB ;

 

 

2)

угол между ребрами AB и AD ;

 

 

3)

площадь грани ABC ;

 

 

4)

объем пирамиды.

 

 

20.A(7;5;3) , B(9;4;4) , C(4;5;7) , D(7;9;6) .

21.A(6;1;1), B(4;6;6) , C(4;2;0) , D(1;2;6) .

22.A(5;5;4) , B(3;8;4) , C(3;5;10) , D(5;8;2) .

23.A(0;7;1) , B(4;1;5) , C(4;6;3) , D(3;9;8) .

24.A(9;5;5) , B( 3;7;1), C(5;7;8) , D(6;9;2) .

25.A(2;4;3) , B(7;6;3) , C(4;9;3) , D(3;6;7).

26.A(3;5;4) , B(5;8;3) , C(1;9;9) , D(6;4;8).

27.A(3;3;9) , B(6;9;1) , C(1;7;3) , D(8;5;8) .

28.A(3;1;4) , B( 1;6;1) , C( 1;1;6) , D(0;4; 1) .

29.A(6;6;7) , B(5;7;8) , C(2;2;2), D(2;5;4) . 2*. A(6;6;2) , B(5;4;7) , C(2;4;7), D(7;3;0).

38

Решение задачи 2*.

Рис. 8

 

 

 

1)

 

 

Координаты

вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

находятся

по

формулам:

 

 

 

 

 

a

ax i

 

 

 

ay

j

az

k

ax

x1

x0 ,

ay

 

y1

y0 ,

az

z1

z0 ,

где

(x0 ; y0 ; z0 )

– координаты

начала,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x1; y1; z1)

 

координаты

конца

вектора

a.

Тогда

длина вектора

a

равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ax2

ay2

 

 

az2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим вектор AB. Точка A(6;6;2) является началом, а точка B(5;4;7) –

концом вектора AB. Следовательно, вектор AB имеет следующие координаты:

 

AB

{5

 

 

6; 4

6; 7

2}

{

 

1;

 

 

2; 5}, а значит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

(

 

1)2

(

2)2

52

 

 

 

1

4

25

 

 

30 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

Косинус

 

угла

между

векторами

 

может быть найден по

 

 

 

 

 

 

a

и b

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

где

a b

 

 

ax bx ay

 

by

az

bz

скалярное

произведение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторов a и b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для того, чтобы найти угол между

ребрами AB и AD , введем в

рассмотрение векторы AB и AD.

Так как координаты вектора AB и его длина

известны, определим координаты и длину вектора AD :

 

 

 

 

 

AD

{7

 

6; 3

6; 0

2}

{1;

3;

2},

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AD

 

 

 

 

12

 

( 3)2

( 2)2

 

 

1 9 4

 

 

 

14 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

AB AD (

1) 1 ( 2)

(

3)

5 ( 2)

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

AD

 

 

 

30

 

14

 

 

 

30

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или cos

 

 

5

 

 

0,24 . Отсюда

arccos(

0,24)

 

104 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)Площадь треугольника, построенного на векторах a и b , находится по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формуле S

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

, через векторное произведение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

j

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

ax ay

 

az

 

 

 

 

(aybz

azby ) i (axbz

azbx ) j (axby

aybx ) k .

 

 

 

 

 

 

 

 

bx

 

 

 

 

by

 

bz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь грани

 

 

 

ABC

есть площадь треугольника

ABC ,

построенного на

векторах AB и AC . Так как AC

{

4; 2; 5}, тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

j

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

AC

 

 

 

1

 

2

5

 

 

 

(

10

 

10)

i

(

5

20)

 

 

j (2

8)

k 0 i 15

j

6k ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а значит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

S

ABC

 

 

 

AB

AC

 

 

 

02

(

15)2

(

6)2

 

 

 

225

36

 

261

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 29

 

29

 

 

 

 

8,1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

Объем V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

треугольной пирамиды, построенной на векторах a , b ,

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

находится по формуле V

 

 

 

 

(a

b )

c

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

нашем случае

 

V

 

( AB

 

 

AC)

AD

 

.

 

Так

как

 

AB

AC

{0;

15;

6},

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AD {1; 3; 2}, получаем:

V

1

 

 

1

 

57

 

 

57

9,5 .

 

0 1 ( 15) ( 3) ( 6) ( 2)

 

 

6

6

 

6

 

 

 

 

 

 

 

40

Библиографический список

Основная литература

1.

Общий курс высшей математики для экономистов [Текст] : учеб.

пособие / под ред. В. И. Ермакова. – М. : ИНФРА-М, 2003. – 656 с.

 

 

2.

Высшая математика

для экономистов [Текст]

:

учеб.

/

под ред.

Н. Ш. Кремера. – М. : ЮНИТИ, 2008. – 479 с.

 

 

 

 

 

3.

Ильин, В. А.

Линейная алгебра

[Текст] : учеб.

/ В.

А. Ильин,

Э. Г. Позняк.– М. : ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 280 с.

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительная литература

 

 

 

 

4.

Привалов,

И.

И.

Аналитическая

геометрия

[Текст]

:

учеб. /

И. И. Привалов. – СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2007. – 304 с.

 

 

 

5.

Берман, Г.

Н.

Сборник задач по

курсу математического

анализа.

Решение типичных и трудных задач [Текст] : учеб. пособие / Г. Н. Берман. – 2-е изд. – СПб. : Лань-Трейд, 2007. – 608 с.

Источник: https://studfile.net/preview/16414754/