1. Ранг матриці.
2. Знайти гострий кут між прямими.
3. Скласти рівняння кола з центром в точці O (-1;4) і проходить через точку A (3;5).
| № п/п
| Уміння
| Алгоритм
|
| 1.
| Знаходження власних значень та власних векторів матриці А порядку n
| 1. Cкласти характеристичний многочлен .
2. Написати характеристичне рівняння =0.
3. Знайти корені характеристичного рівняння - власні числа матриці А.
4. Для кожного (і=1..n)скласти системі рівнянь для визначення власних векторів, які відповідають власному числу .
5. Знайти фундаментальну систему розв'язків отриманої системи - базис власного підпростору V .
6. Об'єднати всі знайдені системи за всіма різними коренями характеристичного многочлена. Отримуємо лінійно незалежну систему із власних векторів матриці А.
|
| 2.
| Побудувати ортогональну систему векторів за заданою лінійно незалежною системою (ортогоналізувати систему векторів
| 1. Покласти
2. Отримуємо ортогональну пару векторів
3.
4. Виписати отриману систему ортогональних векторів лінійні оболонки системи {f} та {g} співпадають L( )=L( ).
|
| 3.
| Виписати матрицю А квадратичної форми Q(x)=A(x,x), де xєR. Перевірити, буде квадратична форма визначена додатньо (по критерію Сильвестра)
| 1. Нехай
Тоді матриця квадратичної форми
Де
Виходить симетрична матриця А.
2. Знайти всі кутові мінори матриці А.
3. Застосувати критерій Сильвестра якщо
>0, >0, >0, то квадратична форма визначена додатньо
|
| 4.
| Привести квадратичну форму Q(x) до канонічного виду ортогональним перетворенням (xє .
| 1. Виписати симетричну матрицю А квадратичної форми.
2. Знайти власні числа матриці А
3. Знайти власні вектори , які відповідають власним значенням . Вони утворюють базис .
4. Ортогоналізувати базис , отримати ортогональний базис
5. Нормувати базис {g}: : : .
{ } – ортонормований власний базис матриці А.
6. Скласти ортогональну матрицю С, стовпчиками якої служать власні вектори . С – ортогональна матриця переходу від стандартного базису {e} до базису {v}.
7. Зробити заміну змінних x=Cy, яка приводить квадратичну форму Q(x)=A(x,x) до канонічного виду .
8. Записати зворотнє перетворення координат
y= .
|
| 5.
| Привести центральну криву другого порядку з центром в початку координат до канонічного виду (попередньо потрібно перевірити, чи центр знаходиться в початку координат)
| 1. Виписати матрицю квадратичної форми
, де
2. Знайти власні числа
3. Знайти ортонормовані власні вектори
4. Скласти матрицю переходу С від базису {е} до базису v {v}.
5. Записати канонічний вид кривої
6. Визначити тип кривої, зробити рисунок.
|
| 6.
| Перевірити утворює лінійний підпростір множину W, в якій визначені операції додавання чи множення на число
| 1. Нехай x,yєW . Для них виконана умова, яка визначає множину W. Скласти вектор , де - будь-які числа.
2. Дослідити, чи належить вектор z множині W. Виконані для z умови , які визначають множину W.
3. Зробити висновок:
Якщо ZєW , то W - підпростір, інакше – множина W не є підпростором.
|
| 7.
| Вияснити, утворює дана система векторів {f} базис лінійного простору
| 1. Виписати стандартний базис {e} даного лінійного простору і визначити розмірність простору.
2. Визначити координати даної системи векторів {f} і стандартний базис {e}
3. Скласти матрицю А із координати векторів {f} в базисі {e}
4. Знайти ранг матриці А.
5. Зробити висновок:
Якщо ранг А дорівнює розмірності простору, то система {f} утворює базис, інакше – ні.
|
| 8.
| Знайти координати вектора x в новому базисі {f}, якщо він заданий в базисі {e}
| 1. Визначити координати нової системи {f} на старому базисі {e}.
2. Записати координати вектора по базису {e} в j –ий стовпчик матриці С. Отримана не вироджена матриця є матрицею переходу С від старого базису {e} до нового базису {f}.
3. Нехай - вектор, стовпці координат х у відповідних базисах
4. Знайти обернену матрицю
5. Знайти координати вектора х в новому базисі {f}.
|
| 9.
| Перевірити лінійність заданого оператора
| 1. Скласти вектор , де - будь-які числа. x,yєV
2. Знайти образ
3. Знайти образи Ах та Ау
4. Перевірити, співпадають вектори Az та
5. Зробити висновок: якщо рівність в п. 4 вірна, то оператор А – лінійний, інакше – ні.
|
| 10.
| Написати матрицю оператора А в заданому базисі {e}
| 1. Знайти образи базисних векторів і записати їх координати в попередньому базисі {e}
2. Записати k –ий стовпчик А координати вектора по базису {e}. Отримана матриця А – матриця оператора А в базисі {e}
|
| 11.
| Знайти координати образа y=Ax в заданому базисі {e}
| 1. Написати матрицю А оператора А в базисі {e}
2. Виписати вектор – стовпчик координат х в базисі і визначити координати вектора у в базисі {e}:
|
|
|
|
|
| 12.
| Визначити як змінюється матриця А при переході від базиса {e} до базиса {f}
| 1. Скласти матрицею переходу С від старого базису {e} до нового базису {f}, визначити матрицю
2. Записати матрицю А оператора А в базисі {e}
3. Визначити матрицю оператора в базисі {f}
|
| 13.
| В просторі Р многочленів степеня задана система векторів , і перетворення А. Пересвідчитись, що {f}- базис, оператор А – лінійний, написати матриці оператора А в базисах {e} , {f}, де {e} - стандартний базис.
| 1. Виписати стандартний базис простору Р
2. Дослідити, утворює система векторів {f} базис простору P(див. вміння 7)
3. Перевірити лінійність оператора А (див. вміння 9)
4. Виписати матрицю переходу С від базису {e} до базису {f} (див. вміння 8) Знайти обернену матрицю
5. Написати матриці оператора А в базисах {e}, {f}
6. Пересвідчитися, що
|