Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

Podobne dokumenty
Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ zadania z odpowiedziami

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

Lista. Algebra z Geometrią Analityczną. Zadanie 1 Przypomnij definicję grupy, które z podanych struktur są grupami:

Lista nr 1 - Liczby zespolone

Lista. Algebra z Geometrią Analityczną. Zadanie 1 Zapisz za pomocą spójników logicznych i kwantyfikatorów: x jest większe niż 6 lub mniejsze niż 4

Algebra z Geometrią Analityczną. { x + 2y = 5 x y = 9. 4x + 5y 3z = 9, 2x + 4y 3z = 1. { 2x + 3y + z = 5 4x + 5y 3z = 9 7 1,

1. Liczby zespolone i

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

Algebra z geometrią Lista 1 - Liczby zespolone

ALGEBRA Z GEOMETRIA ANALITYCZNĄ

Przekształcenia liniowe

ELEKTROTECHNIKA Semestr 1 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Przedstaw w postaci algebraicznej liczby zespolone: (3 + 2j)(5 2j),

Zadania egzaminacyjne

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

φ(x 1,..., x n ) = a i x 2 i +

Indukcja matematyczna

ALGEBRA I GEOMETRIA ANALITYCZNA

Informatyka Stosowana. a b c d a a b c d b b d a c c c a d b d d c b a

Algebra liniowa z geometria. - zadania Rok akademicki 2010/2011

ALGEBRA LINIOWA 1. Lista zadań

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni ,5 1

= i Ponieważ pierwiastkami stopnia 3 z 1 są (jak łatwo wyliczyć) liczby 1, 1+i 3

3 1 + i 1 i i 1 2i 2. Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: [A, X] = B

WSTĘP DO ANALIZY I ALGEBRY, MAT1460

Algebra liniowa z geometrią

1 Macierze i wyznaczniki

DB Algebra liniowa semestr zimowy 2018

Aby przygotować się do kolokwiów oraz do egzaminów należy ponownie przeanalizować zadania

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

(a b 1 2); : ( b a + b ab 2 + c ). : a2 2ab+b 2. Politechnika Białostocka KATEDRA MATEMATYKI. Zajęcia fakultatywne z matematyki 2008

Geometria analityczna

Geometria analityczna - przykłady

1. Równania i nierówności liniowe

1 Logika (3h) 1.1 Funkcje logiczne. 1.2 Kwantyfikatory. 1. Udowodnij prawa logiczne: 5. (p q) (p q) 6. ((p q) r) (p (q r)) 3.

ZAGADNIENIA PROGRAMOWE I WYMAGANIA EDUKACYJNE DO TESTU PRZYROSTU KOMPETENCJI Z MATEMATYKI DLA UCZNIA KLASY II

1.1. Rachunek zdań: alternatywa, koniunkcja, implikacja i równoważność zdań oraz ich zaprzeczenia.

Repetytorium z matematyki ćwiczenia

GEOMETRIA ANALITYCZNA W PRZESTRZENI

1 Logika. 1. Udowodnij prawa logiczne: 3. (p q) (p q) 2. (p q) ( q p) 2. Sprawdź, czy wyrażenie ((p q) r) (p (q r)) jest tautologią.

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni 30 30

Zajmijmy się najpierw pierwszym równaniem. Zapiszmy je w postaci trygonometrycznej, podstawiając z = r(cos ϕ + i sin ϕ).

Definicja i własności wartości bezwzględnej.

1 Działania na macierzach

Geometria w R 3. Iloczyn skalarny wektorów

FUNKCJA LINIOWA, OKRĘGI

a 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn x 1 x 2... x m ...

dr Mariusz Grządziel 15,29 kwietnia 2014 Przestrzeń R k R k = R R... R k razy Elementy R k wektory;

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

MATEMATYKA I SEMESTR ALK (PwZ) 1. Sumy i sumy podwójne : Σ i ΣΣ

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE DRUGIEJ GIMNAZJUM w roku szkolnym 2015/2016

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Liczby zespolone. x + 2 = 0.

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

Wektory i wartości własne

Arkusz 6. Elementy geometrii analitycznej w przestrzeni

SIMR 2016/2017, Analiza 2, wykład 1, Przestrzeń wektorowa

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Egzamin wstępny z matematyki

1 + x 1 x 1 + x + 1 x. dla x 0.. Korzystając z otrzymanego wykresu wyznaczyć funkcję g(m) wyrażającą liczbę pierwiastków równania.

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

1 Elementy logiki i teorii mnogości

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

Elementy logiki (4 godz.)

Matematyka rozszerzona matura 2017

Spis treści Wstęp Liczby zespolone Funkcje elementarne zmiennej zespolonej Wielomiany Macierze i wyznaczniki

, to liczby γ +δi oraz γ δi opisują pierwiastki z a+bi.

Wykład 16. P 2 (x 2, y 2 ) P 1 (x 1, y 1 ) OX. Odległość tych punktów wyraża się wzorem: P 1 P 2 = (x 1 x 2 ) 2 + (y 1 y 2 ) 2

GEOMETRIA ANALITYCZNA. Poziom podstawowy

WYMAGANIA EDUKACYJNE Rok szkolny 2018/2019

SYLABUS PRZEDMIOTU MATEMATYKA W RAMACH ZAJ

Przestrzenie wektorowe

Algebra liniowa II. Lista 1. 1 u w 0 1 v 0 0 1

WYMAGANIA WSTĘPNE Z MATEMATYKI

FUNKCJE ZESPOLONE Lista zadań 2005/2006

Przestrzenie liniowe

Przykładowe zadania na egzamin z matematyki - dr Anita Tlałka - 1

Tematy: zadania tematyczne

5. Rozwiązywanie układów równań liniowych

Geometria analityczna

Algebra liniowa z geometria

Wektor, prosta, płaszczyzna; liniowa niezależność, rząd macierzy

Blok III: Funkcje elementarne. e) y = 1 3 x. f) y = x. g) y = 2x. h) y = 3x. c) y = 3x + 2. d) y = x 3. c) y = x. d) y = x.

WYMAGANIA Z WIEDZY I UMIEJĘTNOŚCI NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE SZKOLNE DLA KLASY CZWARTEJ H. zakres rozszerzony. Wiadomości i umiejętności

Spis treści 1. Macierze, wyznaczniki, równania liniowe 2 2. Geometria analityczna 7 3. Granice, pochodne funkcji i ich zastosowania 10 4.

Rozdział 2. Liczby zespolone

Met Me ody numer yczne Wykład ykład Dr inż. Mic hał ha Łanc Łan zon Instyt Ins ut Elektr Elektr echn iki echn i Elektrot Elektr echn olo echn

Wektory i wartości własne

Poniżej przedstawiony został podział wymagań na poszczególne oceny szkolne:

Funkcje wymierne. Jerzy Rutkowski. Teoria. Działania dodawania i mnożenia funkcji wymiernych określa się wzorami: g h + k l g h k.

Zagadnienia do małej matury z matematyki klasa II Poziom podstawowy i rozszerzony

1 Układy równań liniowych

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy VII

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

Spis treści 1. Macierze, wyznaczniki, równania liniowe 2 2. Geometria analityczna 7 3. Przestrzenie liniowe Granice, pochodne funkcji i ich

Matematyka liczby zespolone. Wykład 1

XXV Rozkosze Łamania Głowy konkurs matematyczny dla klas I i III szkół ponadgimnazjalnych. zestaw A klasa I


Rozkład materiału nauczania

Transkrypt:

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami Maciej Burnecki Spis treści 0 Wyrażenia algebraiczne, indukcja matematyczna 2 2 2 1 Geometria analityczna w R 2 3 3 3 2 Liczby zespolone 4 4 4 3 Wielomiany i funkcje wymierne 5 5 6 4 Macierze i wyznaczniki 6 6 7 5 Układy równań liniowych 8 8 9 6 Geometria analityczna w R 3 i R n 9 9 10 7 Przestrzenie i przekształcenia liniowe 11 11 12 8 Powtórzenie 13 13 14 1

Warto także korzystać ze zbioru zadań, ułożonego przez pp dra M Gewerta i doc Z Skoczylasa Na stronach Instytutu Matematyki i Informatyki http://impwredupl/onlinetoolsphp znajdują się wskazówki do korzystania z pożytecznych narzędzi do obliczeń matematycznych, aby np weryfikować wyniki 0 Wyrażenia algebraiczne, indukcja matematyczna 1 Uprościć wyrażenie a b a b a a 2 2ab+b 2 b 1, b a b + a 2 b 2 a 1, c a4 +a 3 b+a 2 b 2 a 3 b 3 b 2 a 2 1 2 W rozwinięciu dwumianowym wyrażenia fx wyznaczyć współczynnik przy x m, jeśli a fx = x 5 + 1 x 10, m = 39, b fx = x 4 1 x 2 9, m = 24 3 Zapisać w prostszej postaci liczbę n a 3 k, b n k k=0 n n k k=0 2 k 4 Za pomocą indukcji matematycznej udowodnić, że dla wszystkich liczb naturalnych dodatnich n N + : a 1 2 + 2 2 + 3 2 + + n 2 = nn+12n+1 6, b 4 n 1 n 2, c liczba 7 n 4 n jest podzielna przez 3 1 a 1 b, b 1 a, c a b 2 a a 2 = 10 2 = 45, b a 2 = 9 2 = 36 3 a 4 n, b 1 n 4 Najpierw należy przez podstawienie sprawdzić, że teza zachodzi dla n = 1 Prawdziwe zatem jest twierdzenie T 1 Następnie z prawdziwości twierdzeń T 1, T 2,, T n może wystarczyć użycie tylko T n należy wywnioskować prawdziwość twierdzenia T n+1, gdzie n N + 2

1 Geometria analityczna w R 2 1 Wyznaczyć w mierze łukowej kąt pomiędzy wektorami u, v, jeśli a u = 1, 3, v = 1, 3, b u = 3, 1, v = 1, 3, c u = 2, 2, v = 1, 3, d u = 2, 2, v = 3, 1 Wskazówka: dla dwóch ostatnich przykładów wyniki można otrzymać jako sumy lub różnice odpowiednich kątów 2 Wyznaczyć kąt przy wierzchołku C w trójkącie o wierzchołkach A = 1, 1, B = 3, 2 + 3, C = 1 + 3, 2 3 Obliczyć długość wysokości opuszczonej z wierzchołka B w trójkącie o wierzchołkach A = 3, 5, B = 0, 6 oraz C = 2, 2 4 Wyznaczyć punkt { przecięcia oraz kąt, pod { jakim przecinają się proste, określone przez x = 2 3 3 t, x = s, układy równań oraz y = 5 + t y = 1 gdzie t, s R 3 s, 5 Wyznaczyć równanie okręgu przechodzącego przez punkty 4, 6, 5, 5 i 2, 2 6 Nazwać i opisać równaniem zbiór tych punktów z płaszczyzny, których odległość od punktu A = 1, 2 jest dwa razy większa od odległości od punktu B = 4, 5 7 Wyznaczyć równanie takiego okręgu o środku w punkcie S, którego jedną ze stycznych jest prosta przechodząca przez punkty A, B, jeśli a S = 1, 3, A = 1, 2, B = 2, 4, b S = 2, 1, A = 1, 2, B = 4, 1 8 Napisać równania tych stycznych do okręgu o równaniu x 2 +2x+y 2 3 = 0, które przecinają się z prostą 3 x y + 1 = 0 pod kątem π 3 1 a π 3, 2 π 2 b π 6, c 5 12 π, d 7 12 π 3 10 4 Proste przecinają się pod kątem π 6 w punkcie 3, 4 5 x 1 2 + y 2 2 = 25 6 okrąg zwany okręgiem Apoloniusza, o równaniu x 4 2 + y 5 2 = 2 3

7 a x 1 2 + y + 3 2 = 192 13, b x + 2 2 + y + 1 2 = 122 10 8 y = 2, y = 2, y = 3 x + 3 + 14, y = 3 x + 3 14 2 Liczby zespolone 1 Zapisać w postaci algebraicznej liczbę zespoloną a z = 1+i 2 i, b z = 2+3i 4+5i 2 Opisać oraz zaznaczyć na płaszczyźnie zbiór A liczb zespolonych z spełniających warunek a Re 2iz + 4 0, b Imz i = Im2 iz + i, c Re z 2 = [Imiz] 2 4, d iz + 2 = iz 2i, e 2z = 4z 4 3 Zapisać w postaci algebraicznej liczbę zespoloną a z = 1 + 3i 20 1 i 40, b z = c z = 1 + i40 3 i 20, 3 i 24 1 3i 14 1 i 20 4 Opisać oraz zaznaczyć na płaszczyźnie zbiór A liczb zespolonych z spełniających warunek a 0 arg1 + iz π/2, b Im z 4 < 0 5 Zapisać w postaci algebraicznej wszystkie pierwiastki trzeciego stopnia z liczby z = 2 + 2i 6 W zbiorze liczb zespolonych rozwiązać równanie z 4 = 1 + 2z 4 7 Wyznaczyć pole figury F = {z C : Im z 3 0 1 Imz < 0} 1 a z = 1 5 + 3 5 i, b z = 23 41 + 2 41 i 2 a półpłaszczyzna y 2, b prosta y = 1 3 x 2 3, c proste y = 2, y = 2, d prosta y = x, 4

e okrąg o środku w punkcie 4 3, 0 i promieniu 2 3 3 a 1 2 + 3 2 i, b 1 2 3 2 i, c 1 2 3 2 i 4 a Zbiór A składa się z liczb zespolonych z, określonych przez warunki Rez 0 Imz 1 z i przesunięta o wektor 0, 1 czwarta ćwiartka układu współrzędnych, z brzegiem i bez punktu 0, 1, b argz π 4, π 2 wnętrz czterech kątów 3π 4, π 5π 4, 3π 2 5 w 0 = 1 + i, w 1 = 1 2 3 2 + 6 z { 1, 2 5 1 5 i, 1 3, 2 5 + 1 5 i} 7 3 3 1 2 + 3 2 3 Wielomiany i funkcje wymierne 7π 4, 2π, co na płaszczyźnie przedstawia sumę i, w 2 = 1 3 2 + 2 + 1 3 2 i 2 1 Wyznaczyć iloraz i resztę z dzielenia wielomianu P x przez Qx, jeśli a P x = x 5 x 4 + 3x 3 + x + 7, Qx = x 3 + x + 1, b P x = x 4 + 2x 3 + x 2 + x + 1, Qx = x 2 + x + 3 2 Rozłożyć na nierozkładalne czynniki rzeczywiste wielomian W x = x 4 +x 3 3x 2 4x 4 3 Nie wykonując dzielenia, wyznaczyć resztę z dzielenia wielomianu W x = x 4 +x 3 +x 2 +x+1 przez x 2 1 4 Rozłożyć na czynniki liniowe wielomian zespolony W z = z 3 2z 2 + 4z 8 5 Rozłożyć na sumę rzeczywistych ułamków prostych funkcję wymierną właściwą a fx = b fx = x 2 + 3 x 3 + 2x 2 + 5x + 4, x 2 x 3 + 3x 2 + 4x + 4, c fx = 2x3 + 4x 2 + 5x + 5 x 4 + 3x 3 + 3x 2 + 3x + 2 6 Rozłożyć na sumę wielomianu i rzeczywistych ułamków prostych funkcję wymierną fx = x4 5x 3 + 5x 2 19x 1 x 3 5x 2 + 4x 20 5

1 a Ix = x 2 x + 2, Rx = 5, b Ix = x 2 + x 3, Rx = x + 10 2 W x = x + 2x 2 x 2 + x + 1 3 Rx = 2x + 3 4 W z = z 2z + 2iz 2i 5 a fx = 1 + 1, x 2 +x+4 x+1 b fx = 1 + 1, x 2 +x+2 x+2 c fx = 1 + 1 + 1 x+1 x+2 x 2 +1 6 fx = x + 1 x 5 + 1 x 2 +4 4 Macierze i wyznaczniki 1 Wyznaczyć macierz A wymiaru 3 3, której wyrazy określone są za pomocą wzoru a ij = i 2j 2 Podać przykład dwóch macierzy wymiaru 2 2 dowodzący, że mnożenie macierzy nie jest przemienne 0 0 1 1 1 1 2 3 Rozwiązać równanie macierzowe 1 0 0 0 1 + 2 A T = 3 3 0 1 0 1 0 2 1 4 Wyznaczyć iloczyn A = x y 1 a h g h b f g f c x y 1, a następnie z jego pomocą, w notacji macierzowej zapisać równanie okręgu x 2 + y 2 + 4x + 6y 12 = 0 Zaznaczyć ten okrąg na płaszczyżnie 5 Rozłożyć na iloczyn cykli rozłącznych, a następnie transpozycji permutację 1 2 3 4 5 6 a σ =, 2 4 6 1 5 3 1 2 3 4 5 6 7 b σ = 7 5 4 1 2 6 3 Określić parzystość i znak permutacji σ W rozkładach stosować zapis cykliczny 6 Za pomocą permutacyjnej definicji wyznacznika wyprowadzić wzory na wyznaczniki macierzy stopnia 2 i 3 wzór Sarrusa 7 Dwoma sposobami, za pomocą rozwinięcia Laplace a oraz przez sprowadzenie do wyznacznika macierzy trójkątnej, a dodatkowo w podpunkcie a ze wzoru, w podpunkcie b ze wzoru Sarrusa, obliczyć wyznacznik a 1 2 3 5, 6

b c 1 1 1 1 2 2 1 2 4, 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 8 Dla jakich wartości parametru a R macierz a a a A =, 2 a a 1 1 b A = 1 1 a, 1 a 1 c B = jest nieosobliwa? a 1 1 1 1 a 1 1 1 1 1 a 1 1 a 1 9 Dwoma sposobami, za pomocą dopełnień algebraicznych oraz przez przekształcanie razem z macierzą jednostkową, wyznaczyć macierz odwrotną do macierzy 1 1 a A =, 1 4 1 1 1 b B = 1 1 1, 1 1 1 c C = 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 3 5 1 A = 0 2 4 1 1 3 1 1 1 1 2 np = 0 1 0 0 0 1 1 3 A = 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 = 1 1 0 0 4 A = ax 2 + 2hxy + by 2 + 2gx + 2fy + c, x y 1 1 1 0 1 1 0 2 0 1 3 2 3 12 równanie przedstawia okrąg o środku w punkcie 2, 3 i promieniu 5 x y 1 = 0 ; 5 a Przykładowy zapis: σ = 1 2 4 3 6 = 1 4 1 2 3 6, permutacja nieparzysta, znak sgnσ = 1, 7

b przykładowy zapis: σ = 1 7 3 4 2 5 = 1 4 1 3 1 7 2 5, permutacja parzysta, znak sgnσ = 1 6 Dla n = 2 są dwie permutacje, zatem dwa składniki w sumie Permutacji zbioru trzyelementowego jest 6 7 a 1, b 2, c 1 8 a a R \ {0, 2}, b a R \ { 2, 1}, c a R \ { 3, 1} 4 9 a A 1 = 1 5 5 1 1, 5 5 1 1 0 b B 1 2 2 1 = 0 1 2 2, 0 1 1 2 2 c C 1 = 3 1 1 1 1 0 1 0 1 5 Układy równań liniowych 1 Trzema sposobam, metodą eliminacji Gaussa, za pomocą wzorów Cramera oraz metodą macierzy odwrotnej rozwiązać układ równań { x + y = 3 a x 3y = 8, x + y + z = 0 b x y + z = 0 x + y z = 2, c a x + y + z t = 4 x + y z + t = 4 x y + z + t = 2 x + y + z + t = 2 2 Rozwiązać układ równań b x y + z + t = 4 x y z + t = 0 x y z t = 8 x + y + z = 1 2x + y + 2z = 1 3x + 2y + 3z = 3 3 Dla jakich wartości parametru a R układ równań ma nieskończenie wiele rozwiązań? x + y + az = 1 x + ay + z = a ax + y + z = a 1 8

1 dla x, 0 4 Niech sgna = 0 dla x = 0 oznacza znak liczby a R Wyznaczyć te wartości a, dla których układ równań 1 dla x 0, x + 2y + z = 2 x + y + 2z = sgna 1 2x + y + z = 2 2y + 2z = 0 nie ma rozwiązań 1 a x = 1, y = 2, b x = 1, y = 0, z = 1, c x = 1, y = 1, z = 2, t = 2 2 a y = 4, t = 2, z = x + 2, z dowolne, b układ sprzeczny brak rozwiązań 3 a = 2 4 a, 0] 6 Geometria analityczna w R 3 i R n 1 Dla jakich wartości parametru a R równoległościan o trzech kolejnych wierzchołkach podstawy A = 5, 2, 1, B = 2, 1, 2, C = 3, a 2, 3 i wierzchołku E = a 5, 4, 18 nad A, jest prostopadłościanem? 2 Dla jakich wartości parametru a R kąt pomiędzy wektorami u = a, 16, 4 oraz v = 2a, 1, 4 jest prosty? 3 Za pomoca iloczynu wektorowego wyznczyć te wartości parametru a R, dla których wektory u = 1, a 2, 1, v = 3, 12, 3 są równoległe 4 Podać przykład równania ogólnego płaszczyzny a przechodzącej przez punkty A = 1, 1, 1, B = 0, 1, 2, C = 3, 0, 5, x = 1 + t + s b o równaniu parametrycznym y = 2 + t s gdzie t, s R z = 1 + t + s, 5 Podać przykład równania parametrycznego płaszczyzny o równaniu ogólnym x + y + 2z + 1 = 0 6 Podać przykład równania parametrycznego prostej o równaniu krawędziowym { x + y + z 1 = 0 x + 2y + 3z 2 = 0 7 Podać przykład równania krawędziowego prostej o równaniu parametrycznym x = 1 + t y = 2 t gdzie t R z = 4 + t, 9

8 Podać przykład równania parametrycznego prostej prostopadłej do prostych o równaniach x = t x = s y = 1 y = 2 + s gdzie t, s R w punkcie ich przecięcia z = 1 + t, z = 1 s, 9 Wyznaczyć kąt pomiędzy płaszczyznami π 1, π 2, jeśli π 1 jest określona równaniem parametrycznym y = t s gdzie t, s R, a π 2 równaniem ogólnym y z 1 = 0 x = 1 + t + s z = t + s, 10 Wyznaczyć kąt pomiędzy prostą l : { x + y + z + 2 = 0 x y + z + 3 = 0 i płaszczyzną π : x + y + 5 = 0 11 Wyznaczyć pole a równoległoboku o kolejnych wierzchołkach A = 2, 2, 4, B = 0, 2, 2, C = 2, 1, 2, b równoległoboku o środku w punkcie O = 2, 1, 2 i końcach jednego z boków A = 2, 2, 4, B = 0, 2, 2, c trójkąta o wierzchołkach A = 2, 2, 4, B = 0, 2, 2, C = 2, 1, 2 12 Wyznaczyć objętość a czworościanu o wierzchołkach A = 1, 1, 1, B = 2, 2, 2, C = 1, 2, 2 i D = 1, 1, 1, b równoległościanu rozpietego na wektorach u = 1, 1, 1, v = 1, 1, 2 oraz w = 1, 1, 3 1, 2, 3 13 Wyznaczyć odległość pomiędzy punktami P, Q R n, jeśli a n = 4, P = 1, 2, 3, 2, Q = 2, 1, 4, 3, b n = 8, P = 5, 3, 2, 7, 9, 11, 1, 2, Q = 3, 4, 3, 5, 9, 9, 2, 1 14 Wyznaczyć kosinus kąta pomiędzy wektorami u, v R n, jeśli a n = 5, u = 1, 0, 2, 2, 0, v = 1, 1, 1, 1, 0, b n = 7, u = 1, 2, 0, 3, 1, 0, 1, v = 2 1, 1, 1, 1, 1, 2 3, 5 1, 1, 0, 0, 0, 3 3, 10 1 a = 3 2 a = 4 lub a = 4 3 a = 2 lub a = 2 4 a x z + 2 = 0, 5 6 b x z = 0 x = 1 + t + 2s y = t z = s x = 1 + t y = 1 2t z = 1 + t 10

{ x + y 4 = 0 7 y + z 6 = 0 x = 1 + t 8 y = 1 z = 2 t 9 π 3 10 π 6 11 a 2 6, b 4 5, c 6 12 a 1, b 15 13 a 2, b 4 14 a 1 6, b 9 20 7 Przestrzenie i przekształcenia liniowe 1 Zbadać liniową niezależność układu złożonego z wektorów a 1, 2, 3, 4 R 2, b 1, 2, 3, 3, 4, 5 R 3, c 1, 2, 3, 3, 4, 5, 4, 6, 8 R 3, d 1, 0, 2, 2, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 2, 0, 5, 7 R 5, e 1, 2, 0, 3, 1, 0, 1, 3, 1, 2, 2, 2, 3, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2 3, 5, 1, 1, 0, 0, 0, 3 3, 10 R 7 2 Zbadać, czy układy niezależne w poprzednim zadaniu tworzą bazy danej przestrzeni, a jeśli nie, to uzupełnić do bazy 3 Załóżmy, że przekształcenie liniowe f : R n R m jest określone wzorem a fx, y, z, t = x y, x + y + z + 2t, b fx, y, z = x y, x + y + z, x + y, x z, gdzie x, y, z, t R Wyznaczyć n, m N +, a następnie zapisać w standardowych bazach macierz A f przekształcenia f 4 Wyznaczyć jądro, obraz i rząd przekształceń f z poprzedniego zadania 5 Załóżmy, że macierz A f przekształcenia liniowego f : R n R m ma postać 5 1 1 0 0 a A f =, 8 4 1 1 2 11

b A f = 1 1 0 1 3 2 1 4 6 1 5 7 Wyznaczyć n, m N +, a następnie zapisać przekształcenie f za pomocą wzoru 6 Wyznaczyć, o ile istnieją, macierze złożeń f g oraz f g w bazach standardowych, jeżeli f : R 3 R 5 oraz g : R 4 R 3 są przekształceniami linowymi, danymi wzorami: fx, y, z = x, x + y, x + y + z, x + z, y + z, gs, t, u, v = u + v, t + u + v, s + t + u + v 7 Wyznaczyć wartości własne i odpowiadające im wektory własne przekształcenia liniowego f : R 2 R 2, jeśli a fx, y = y, 6x 5y, b fx, y = x + y, 2x 1 a liniowo niezależny, b liniowo niezależny, c liniowo zależny, d liniowo niezależny, e liniowo zależny 2 Bazą jest tylko układ z pierwszego podpunktu 1 1 0 0 3 a n = 4, m = 2, A f =, 1 1 1 2 1 1 0 1 1 1 b n = 3, m = 4, A f = 1 1 0 1 0 1 4 a Kerf = {x, x, 2t 2x, t : x, t R} = {x1, 1, 2, 0 + t0, 0, 2, 1 : x, t R} jedna z możliwości zapisu, Imf = R 2, Rzf = 2, b Kerf = {0, 0, 0}, Imf = {x1, 1, 1, 1 + y 1, 1, 1, 0 + z0, 1, 0, 1 : x, y, z R}, Rzf = 3 5 a n = 5, m = 2, fx, y, z, t, u = 5x y z, 8x 4y + z + t + u, b n = 3, m = 4, fx, y, z = x y, x + 3y + 2z, x + 4y + 6z, x + 5y + 7z 6 Złożenie g f nie istnieje Macierz złożenia f g ma postać 1 0 0 1 1 0 M f g = M f M g = 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 = 0 0 1 1 0 1 2 2 1 2 3 3 1 1 2 2 1 2 2 2 7 a Wartości własnej a 1 = 2 odpowiadają wektory własne postaci v 1 = α1, 2, wartości własnej a 2 = 3 odpowiadają wektory własne postaci v 2 = α1, 3, gdzie α R \ {0}, b wartości własnej a 1 = 1 odpowiadają wektory własne postaci v 1 = α1, 2, wartości własnej a 2 = 2 odpowiadają wektory własne postaci v 2 = α1, 1 dla α R \ {0} 12

8 Powtórzenie 1 Obliczyć długość wysokości opuszczonej z wierzchołka A w trójkącie o wierzchołkach A = 1, 5, B = 2, 4 oraz C = 1, 1 2 Wyznaczyć w mierze łukowej kąt przy wierzchołku C w trójkącie o wierzchołkach A = 2, 1, B = 3, 2 oraz C = 2 3, 1 + 3 3 Wyznaczyć punkt przecięcia oraz kąt, pod { jakim przecinają { się proste na płaszczyźnie, x = 3 t, x = 3, określone równaniami parametrycznymi oraz gdzie t, s R y = t y = 1 + s, 1 2 1 4 Wyznaczyć macierz odwrotną do macierzy A = 1 3 1 1 2 2 5 Zbadać, dla jakich rzeczywistych parametrów a R istniejemacierz odwrotna A 1 do 1 1 1 macierzy A, a następnie wyznaczyć A 1, jeśli A = 1 2 1 1 1 a 6 Dla jakich wartości parametru a R układ równań 2x + 1 + ay + 1 + az = 1 + a x + ay + z = a ma nieskończenie wiele rozwiązań? ax + y + z = a 1 7 W zależności od rzeczywistego parametru a R, rozwiazać układ równań 2x + 3y z = 1 x ay + 2z = 3 2x ay + 3z = 5 8 Wyznaczyć równanie ogólne płaszczyzny o równaniu parametrycznym x = 1 + t + s y = t + s gdzie t, s R z = 1 t + 2s, x = 1 + t x = 3 s 9 Wyznaczyć punkt przecięcia prostych y = 1 oraz y = s z = 1 + t z = 5 s, a następnie napisać równanie ogólne płaszczyzny zawierającej te proste 10 Wyznaczyć odległość punktu P = 1, 2, 1 od płaszczyzny π, zadanej w postaci parametrycznej y = 2 + s x = 1 + s + t z = 1 + s t 11 Opisać oraz zaznaczyć na płaszczyżnie zbiór liczb zespolonych z spełniających warunek a 0 arg2 iz π 2, b Im z 4 > 0 12 Zapisać w postaci algebraicznej liczbę zespoloną a z = 3 + i 12 1 i 24, 13

b z = 1 i 3 700 1 + i 1400 13 Zapisać w postaci algebraicznej wszystkie pierwiastki trzeciego stopnia z liczby z = 2 2 14 Rozłożyć na nierozkładalne czynniki rzeczywiste wielomian W x = x 4 + 2x 3 x 2 15 Rozłożyć na sumę rzeczywistych ułamków prostych funkcję wymierną fx = 3x2 + 5x + 1 x 3 + 3x 2 + 3x + 2 16 Wyznaczyć jądro, obraz i rząd przekształcenia f : R 4 R 2, określonego wzorem fx, y, z, t = z y, x + y + z + 2t, gdzie x, y, z, t R 17 Wyznaczyć, o ile istnieją, macierze złożeń f g oraz g f w bazach standardowych, jezeli f : R 3 R 2 oraz g : R 2 R 5 są przekształceniami linowymi, danymi wzorami: fx, y, z = x 2y, x + y + 3z, gu, v = u + v, v, u 2v, 3u, u 1 10 2 π 6 3 P 0 = 2 3, 1, ϕ = 3 π 4 2 1 4 A 1 = 1 1 0 1 0 1 5 Macierz odwrotna istnieje dla a R \ {1} i wtedy A 1 = 6 a = 2 2a 1 a 1 1 1 a 1 1 1 0 1 a 1 0 1 a 1 7 Dla a R \ {1} układ ma dokładnie jedno rozwiązanie x = 1, y = 0, z = 1, a dla a = 1 x = 2 z, nieskończenie wiele rozwiązań postaci y = 1 + z, z R 8 x + 3y 2z + 1 = 0 9 Punktem wspólnym prostych jest P = 2, 1, 4 dla t = 3 i s = 1, a płaszczyzna ma równanie x + z 2 = 0 2 10 Równaniem ogólnym płaszczyzny jest x + 2y z 4 = 0, a odległość dp, π = 3 11 a Jest to zbiór {z C : Rez 0 Imz 2 z 2i}, b argz 0, π π 4 2, 3π π, 5π 3π 4 4 4, 7π, co na płaszczyźnie jest sumą 4 wnętrz czterech kątów 12 a z = 1, b z = 1 2 + 3 2 i 14

13 2 6 2 6 2 + i 2, 2, 2 i 2 14 W x = x 1x + 2x 2 + x + 1 15 fx = 2x x 2 + x + 1 + 1 x + 2 16 Kerf = {z, z, 2t 2z, t : z, t R} = {z1, 1, 2, 0 + t0, 0, 2, 1 : z, t R} jedna z możliwości zapisu, Imf = R 2, Rzf = 2 17 Złożenie f g nie istnieje Macierz złożenia g f ma postać 2 1 3 1 1 1 2 1 2 0 M g f = M g M f = 3 0 1 1 3 = 1 4 6 1 1 3 3 6 0 1 0 1 2 0 15