TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN TOÁN HƢỚNG DẪN ÔN TẬP ĐẠI SỐ Tài liệu lưu hành nội bộ, không được sao chép 2019-2020 2 MỤC LỤC CHƢƠNG 1. 7 HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ. MA TRẬN, ĐỊNH THỨC. 14 VÀ HỆ PHƢƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH.
29 HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ. KHÔNG GIAN VÉC TƠ. 48 HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ. ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH,.
57 GIÁ TRỊ RIÊNG VÀ VÉC TƠ RIÊNG. 69 HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ. KHÔNG GIAN EUCLID, DẠNG SONG TUYẾN TÍNH,. 81 VÀ DẠNG TOÀN PHƢƠNG.
SỐ PHỨC TÓM TẮT LÝ THUYẾT Các dạng biểu diễn: + Dạng chính tắc: , trong đó a, b R, là đơn vị ảo thỏa mãn. + Dạng hình học: Số phức được biểu diễn bởi véc tơ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hoặc bởi điểm trong mặt phẳng. + Dạng lượng giác: , trong đó | | √ là Module, và ̂ là Argument. Tập các số phức được ký hiệu là.
Phép toán dạng chính tắc: ̅̅̅̅̅̅̅̅ ( Phép toán dạng lượng giác: nếu thì [ ] [ ] Công thức Moivre: Căn bậc n: Số phức có n căn bậc n như sau √ ( * ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ VÍ DỤ MẪU Ví dụ 1. Biểu diễn hình học số phức thỏa mãn | | ̅ Lời giải. Bất phương trình tương đương | | (√ ) { hoặc {. Miền của thỏa mãn giả thiết là miền gạch sọc có kể biên.
Tìm căn bậc 3 của số phức √ 5 Lời giải. Từ các đẳng thức √ ( ) √ ( ), ta có √ ( ) ( ) ( ( * ( *+ √ ( ( * ( *) ( * √ √ Do đó, có 3 căn bậc 3 như sau √ ( + √ ( * ̅̅̅̅ √ Ví dụ 1. Tìm căn bậc 2 của số phức. Giả sử căn bậc hai của có dạng.
Vậy có 2 căn bậc 2 là và ). Giải phương trình ̅. Phương trình trở thành { Từ (2), hoặc. Thế vào (1), ta có 6 { hoặc {.
Vậy phương trình có 3 nghiệm hoặc. Biểu diễn , theo và. Áp dụng công thức Moivre. Khai triển vế trái theo nhị thức Newton +.
So sánh với vế phải ta có {. Biểu diễn hình học các số phức thỏa mãn a) | |. Đưa về dạng lượng giác các số phức a) b) c) √ √ √ √ 1. Tìm phần thực, phần ảo, căn bậc 3, bậc 4 của các số phức a) √.
Tìm số phức z thỏa mãn: a) z (2 i) 10 và z. 2 2 g) z 1 và z 2 z 3, với z có phần thực dương, phần ảo âm. Tìm căn bậc 2 của các số phức a) b) c) 1. Giải phương trình a) ( √ ) √ b) √ c).
Cho là các nghiệm của , tính. Chứng minh rằng , nếu. Chứng minh rằng ( * 1. Biểu diễn a) theo ; b) theo.
HƢỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ 1. a) Hình tròn tâm 0 bán kính 2, không kể biên. b) Hình tròn tâm I(1,0), bán kính R=1, có kể biên. c) Hình tròn tâm I(1,1), bán kính R=1, không kể biên.
9 d) Tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là miền bên trong đường tròn tâm I(0; -1) bán kính 2, và bên trên trục hoành, không kể biên. e) Tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là hypebol có phương trình: 2 2 1 1 x- y- 2 2 = 1. 2 2 f) Tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là miền nằm ngoài hình tròn tâm I(1/2,0) , bán kính R=1/2 , không kể biên. g) Tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là miền nằm bên phải 0y, không kể 0y.
k) Tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là Ellipse (E) có hai tiêu điểm (0, 4) ; (0, 4) , trục lớn bằng 10, trục nhỏ bằng 6. a) 1=cos0 + i sin0; i cos isin ; 2 2(cos+isin) ; 2 2 3 3 3i 3(cos isin ). 4 4 Số phức z1 có 3 căn bậc 3 sau đây: 1 17 2k 17 2k k 6 cos( + )+isin( + ) , k 0,1, 2. 2 36 3 36 3 Số phức z1 có 4 căn bậc 4 sau đây : 1 17 k 17 k k 8 cos( + )+isin( + ) , k 0,1, 2,3.
4374 4374 Số phức z 2 có 3 căn bậc 3 sau đây: 6 2 17 2k 17 2k k cos( + )+isin( + ) , k 0,1, 2. 9 3 3 36 3 36 3 Số phức z 2 có 4 căn bậc 4 sau đây: 2 17 k 17 k k 4 cos( + )+isin( + ) , k 0,1, 2,3. a) z có 2 căn bậc hai là - 2 + i và 2 - i. b) z có 2 căn bậc hai là 1 – 2i và -1 + 2i.
c) z có 2 căn bậc hai là 1 + 3i và -1 – 3i. a) cos5x cos5 x 10cos3 x sin 2 x 5cos x sin 4 x. sin 5x 5cos4 x sin x 10cos2 x sin 3 x sin 5 x. 5tan x 10 tan 3 x tan 5 x b) tan 5x .
1 10 tan 2 x 5tan 4 x 13 CHƢƠNG 2. MA TRẬN, ĐỊNH THỨC VÀ HỆ PHƢƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH TÓM TẮT LÝ THUYẾT 2. Ma trận và phép toán Ma trận cỡ là một bảng số gồm hàng và cột: =( ,. + Nếu thì là ma trận vuông cấp.
+ Nếu thì là ma trận chữ nhật hàng, cột. + Ký hiệu là tập các ma trận cỡ và là tập các ma trận vuông cấp. Một số ma trận cơ bản: + Ma trận cột là ma trận chỉ có 1 cột. + Ma trận hàng là ma trận chỉ có 1 hàng.
+ Ma trận không:. + Ma trận đường chéo: với. + Ma trận đơn vị cấp n: với và. + Ma trận tam giác trên: với.
+ Ma trận tam giác dưới: với + Ma trận bậc thang là ma trận có phần tử khác 0 đầu tiên ở hàng dưới nằm phía bên phải phần tử khác 0 đầu tiên của hàng trên. Phép toán ma trận: 14 + Phép cộng và trừ:. + Phép nhân với mộthằng số thực hoặc phức:. + Phép nhân ma trận với ma trận: , trong đó,.
+ Phép chuyển vị: [ ] trong đó. Tính chất phép nhân ma trận với ma trận: Giả sử các phép nhân ma trận dưới đây là thực hiện được. Khi đó, + Phép nhân nói chung không giao hoán. + Phép nhân có tính kết hợp:.
+ Phép nhân có tính phân phối: + Nhân với ma trận đơn vị, ma trận không:. + Chuyển vị của tích: 2. Định thức Nghịch thế: Trong hoán vị ( của { }, một nghịch thế là một cặp số mà số bên trái lớn hơn số bên phải. Số các nghịch thế của hoán vị ( được ký hiệu là Định thức: Cho Định thức của A được cho bởi | | ∑ tổng ở trên lấy theo tất cả các hoán vị của { }.
Định thức cấp 2, cấp 3: + Định thức cấp 2: 15 | |. + Định thức cấp 3: | |. Định lý Laplace: Giả sử và là ma trận thu được từ A bằng cách bỏ đi hàng i và cột j. Khi đó, được gọi là phần bù đại số của phần tử.
+ Khai triển định thức theo hàng i:. + Khai triển định thức theo cột j: Tính chất định thức: + Định thức không đổi khi chuyển vị ma trận. + Đinh thức đổi dấu khi đổi chỗ 2 hàng (cột). + Định thức bằng 0 khi có 1 hàng (cột) bằng 0.
+ Định thức nhân thêm k khi nhân 1 hàng (cột) với k. + Định thức bằng 0 khi có 2 hàng (cột) giống nhau. + Định thức bằng 0 khi có 2 hàng (cột) tỉ lệ. + Có thể tách định thức thành tổng theo từng hàng (cột).
+ Định thức không đổi khi cộng 1 hàng (cột) với k lần hàng (cột) khác. + Định thức ma trận tam giác bằng tích các phần tử trên đường chéo chính. + Định thức của tích bằng tích các định thức. 16 Tính định thức bằng biến đổi sơ cấp: + Các phép biến đổi sơ cấp: đổi chỗ 2 hàng (cột); nhân 1 hàng (cột) với ; cộng k lần một hàng (cột) vào một hàng (cột) khác.
+ Nguyên tắc tính định thức: Dùng các phép biến đối sơ cấp đưa ma trận đã cho về ma trận tam giác. Ma trận nghịch đảo Định nghĩa: Cho. Nếu tồn tại sao cho thì được gọi là nghịch đảo của , ký hiệu: Khi đó, còn được gọi là ma trận khả nghịch hay khả đảo. + Nếu (tức suy biến) thì không khả nghịch.
+ Nếu (tức không suy biến) thì khả nghịch và có duy nhất một ma trận nghịch đảo là ới Tính chất: 2. Hạng ma trận Khái niệm: Cho. + Định thức của 1 ma trận con vuông (gồm các phần tử giao trên k hàng và k cột của , với { }) được gọi là 1 định thức con của ma trận A. + Cấp cao nhất của định thức con khác 0 của A được gọi là hạng của , ký hiệu.
+ Nếu thì khi và chỉ khi. Phương pháp tìm hạng: Biến đối sơ cấp ma trận về ma trận bậc thang. Khi đó, số hàng khác không của ma trận bậc thang đúng bằng. Hệ phƣơng trình tuyến tính Hệ phương trình tuyến tính là hệ gồm phương trình và ẩn {.
Hệ Cramer: + Hệ là hệ Cramer nếu vuông, không suy biến và B là véc tơ cột. + Hệ Cramer có duy nhất nghiệm. Hơn nữa, nếu là ma trận thu được từ khi thay cột bởi cột thì ̅̅̅̅̅ 18 + Phương pháp Gauss - Jordan giải hệ Cramer: Biến đổi sơ cấp trên hàng của ma trận hệ số mở rộng ̅ | về dạng |. Khi đó, nghiệm của hệ là + Hệ quả (phương pháp Gauss - Jordan tìm ma trận nghịch đảo): Nếu khả nghịch thì ta có thể biến đổi sơ cấp trên hàng ma trận | về dạng |.
Hệ tổng quát: + Phương pháp Gauss giải hệ tổng quát: Biến đối sơ cấp ma trận ̅ | về dạng | sao cho là ma trận bậc thang, ta được hệ phương trình tương đương. Giải hệ mới từ dưới lên trên. + Biện luận số nghiệm của (I). Nếu ̅ thì hệ có duy nhất nghiệm.
Nếu ̅ thì hệ có vô số nghiệm.