Методическое пособие по выполнению контрольных работ по высшей математике для студентов заочного отделения технологических специальностей. Гармаев В.Д - 5 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9
Уравнение плоскости А
1
А
2
А
3
: 3x+2y-4z+19=0.
Нормальный вектор плоскости
).4,2,3( N
ρ
Напишем
искомое уравнение прямой, проходящей через точку
А
4
(x
4
,y
4
,z
4
), в направлении вектора ).,,( pnmN
ρ
)6( .
444
p
zz
n
yy
m
xx
=
=
Подставив координаты в формулу (6), получим
4
2
2
2
3
2
+
=
=
zyx
.
Ответ: Уравнение высоты, опущенной из точки А
4
на грань
А
1
А
2
А
3
:
4
2
2
2
3
2
+
=
=
zyx
Задача 2. Исследовать систему линейных
уравнений и решить её методом Гаусса в случае её
совместности.
Среди многочисленных методов решения систем
линейных уравнений одним из наиболее удобных является
метод последовательного исключения неизвестных, или
метод Гаусса. Пусть дана система m линейных уравнений с
n неизвестными х
1
,x
2
,…,x
n
:
)7(
...
. . . . . . . . . . . . . .
...
...
2211
22222121
11212111
=+++
=+++
=+++
mnmnmm
nn
nn
bxaxaxa
bxaxaxa
bxaxaxa
Числа a
ij
называются коэффициентами i-го
уравнения при j-ом неизвестном, числа b
i
- свободными
членами.
Решением системы (7) называется совокупность n
чисел
n
α
α
α
α
,,,
321
при подстановке которых вместо
неизвестных х
1
,x
2
,…,x
n
каждое уравнение системы
10
обращается в числовое равенство. Совместными
называются системы, имеющие решение;
несовместимыми- системы, не имеющие решений.
Метод Гаусса, применяемый для решения системы
(7), состоит в следующем.
Пусть
0
1
a (это всегда можно сделать за счет
изменения нумерации уравнений). Умножая первое
уравнение системы на -
11
21
a
a
и прибавляя ко второму,
получаем уравнение, в котором коэффициент при х
1
обращается в нуль. Умножая первое уравнение системы на
-
11
31
a
a
и прибавляя к третьему, получаем уравнение, также
не содержащее члена с х
1
. Аналогичным путем
преобразуем все остальные уравнения, в результате чего
придем к системе, эквивалентной исходной системе
уравнений:
)8(
...
. . . . . . . . . . . . . .
...
...
22
22222
11212111
=
++
=
++
=+++
mnmnm
nn
nn
bxaxa
bxaxa
bxaxaxa
, где
),...3,2;,...3,2( njmia
ij
=
=
некоторые новые
коэффициенты.
Предполагая, что
0
22
a и оставляя неизменными
первые два уравнения системы (8), преобразуем её так,
чтобы в каждом из остальных уравнений коэффициент при
х
2
обратился в нуль. Продолжая этот процесс, систему (7)
можно привести к виду:
       Уравнение плоскости А1А2А3: 3x+2y-4z+19=0.            обращается в числовое равенство. Совместными
                                       ρ
Нормальный вектор плоскости N (3,2,−4). Напишем              называются             системы,              имеющие     решение;
искомое уравнение прямой, проходящей через точку             несовместимыми- системы, не имеющие решений.
                                     ρ                               Метод Гаусса, применяемый для решения системы
А4(x4,y4,z4), в направлении вектора N (m, n, p).             (7), состоит в следующем.
        x − x4 y − y 4 z − z 4                                       Пусть a1 ≠ 0 (это всегда можно сделать за счет
                 =        =     .   (6)
          m          n        p                              изменения нумерации уравнений). Умножая первое
Подставив координаты в формулу (6), получим                                                      a
 x−2 y−2 z+2                                                 уравнение системы на - 21 и прибавляя ко второму,
      =         =      .                                                                         a11
  3        2       −4                                        получаем уравнение, в котором коэффициент при х1
Ответ: Уравнение высоты, опущенной из точки А4 на грань      обращается в нуль. Умножая первое уравнение системы на
          x−2 y−2 z+2                                         a
А1А2А3:          =       =                                   - 31 и прибавляя к третьему, получаем уравнение, также
            3       2       −4                                 a11
       Задача 2. Исследовать систему линейных                не содержащее члена с х1. Аналогичным путем
уравнений и решить её методом Гаусса в случае её             преобразуем все остальные уравнения, в результате чего
совместности.                                                придем к системе, эквивалентной исходной системе
       Среди многочисленных методов решения систем           уравнений:
линейных уравнений одним из наиболее удобных является                  a11 x1 + a12 x 2 + ... + a1n x n = b1 
метод последовательного исключения неизвестных, или                          ′ x 2 + ... + a 2′ n x n = b2
                                                                           a 22                              
                                                                                                             
метод Гаусса. Пусть дана система m линейных уравнений с                                                        (8) ,      где
                                                                         . . . . . . . . . . . . . .
n неизвестными х1,x2,…,xn:
                                                                          am′ 2 x 2 + ... + a mn
                                                                                              ′ x n = bm ′   
           a11 x1 + a12 x 2 + ... + a1n x n = b1 
          a 21 x1 + a 22 x 2 + ... + a 2n x n = b2         aij′ (i = 2,3,...m; j = 2,3,...n) –   некоторые           новые
                                                     (7 )   коэффициенты.
             . . . . . . . . . . . . . . 
                                                                                       ′ ≠ 0 и оставляя неизменными
                                                                    Предполагая, что a 22
         a m1 x1 + a m 2 x 2 + ... + a mn x n = bm 
                                                             первые два уравнения системы (8), преобразуем её так,
       Числа aij называются коэффициентами i-го              чтобы в каждом из остальных уравнений коэффициент при
уравнения при j-ом неизвестном, числа bi- свободными         х2 обратился в нуль. Продолжая этот процесс, систему (7)
членами.                                                     можно привести к виду:
       Решением системы (7) называется совокупность n
чисел α1 ,α 2 , α 3 ,α n при подстановке которых вместо
неизвестных х1,x2,…,xn каждое уравнение системы

                                                         9   10