Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики
Кафедра «Прикладной математики и эконометрики»
МАТЕМАТИКА
ПРАКТИКУМ по выполнению
контрольных работ для студентов всех специальностей
Санкт-Петербург
2008
Утверждено Методическим Советом СПбГУСЭ
Математика. Практикум. СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2008. 31 с.
Практикум содержит задачи для контрольных работ по всем курсам математических дисциплин, предусмотренным учебными планами специальностей, и краткий перечень вопросов для подготовки к экзаменам.
Каждая контрольная работа состоит из задач одного или нескольких разделов данного сборника, выбранных в соответствии с рабочей программой.
Перечень разделов сборника, необходимых для выполнения контрольных работ по каждой специальности, сообщается студентам этой специальности в начале семестра.
Составители: канд. физ.-мат. наук, проф. С.И.Никитин;
канд. физ.-мат. наук, доц. Н.Ю.Кропачева;
старший преподаватель О.Х.Бритаева;
старший преподаватель М.Г.Хабурзания.
© Санкт-Петербургский государственный университет
сервиса и экономики
2008 г.
СОДЕРЖАНИЕ
[1] [2] Формирование исходных данных к задачам [3] 1. Линейная алгебра [4] 2. Аналитическая геометрия [5] 3. Дифференциальное исчисление [6] 4. Интегральное исчисление [7] 5. Функции нескольких переменных [8] 6. Двойные, тройные и криволинейные интегралы [9] 7. Элементы теории поля [10] 8. Дифференциальные уравнения [11] 9. Ряды [12] 10. Функции комплексного переменного [13] 11. Операционное исчисление [14] 12. теория вероятностей [15] 13. Элементы математической статистики [16] 14. Линейное программирование [17] 15. Математические методы в экономике [18] 16. Дискретная математика
[19] [19.0.1] 3. Дифференциальное исчисление.
[20] |
1. Контрольные работы следует выполнять в ученических тетрадях в клетку. На обложке необходимо указать: название Университета; название и номер контрольной работы; название (номер) специальности; фамилию, имя, отчество и личный шифр студента.
2. На каждой странице надо оставить поля для оценки решения задач и методических указаний проверяющего работу.
3. Условия задач переписывать полностью необязательно, достаточно указать номер задачи по данному сборнику. В условия задач надо сначала подставить конкретные числовые значения параметров т и п, и только после этого приступать к их решению.
4. Задачи в контрольной работе нужно располагать в порядке возрастания номеров.
Каждая контрольная работа состоит из задач одного или нескольких разделов сборника.
Условия задач, входящих в контрольную работу, одинаковы для всех студентов, однако числовые данные задач зависят от личного шифра студента, выполняющего работу.
Числовых данных параметров т и п определяются по двум последним цифрам своего шифра (А предпоследняя цифра, В последняя цифра). Значение параметра т выбирается из таблицы 1, а значение параметра п - из таблицы 2. Эти два числа т и п и нужно подставить в условия задач контрольной работы.
Таблица 1 (выбор параметра т)
А |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
т |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Таблица 2 (выбор параметра п )
В |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
п |
3 |
5 |
4 |
2 |
1 |
5 |
4 |
1 |
3 |
2 |
Например, если шифр студента 1604 037, то А = 3, В = 7, и из таблиц находим, что т =4, п =1. Полученные т = 4 и п = 1 подставляются в условия всех задач контрольной работы этого студента.
1.1. Действия с матрицами.
Выполнить действия:
а) ; б) .
1.2. Вычисление определителей.
Вычислить определитель двумя способами:
а) по правилу «треугольников»; б) разложением по строке.
1.3. Обратная матрица.
Найти обратную матрицу к матрице и проверить выполнение равенства .
1.4. Системы линейных уравнений.
Решить систему уравнений тремя способами: а) по формулам Крамера; б) методом Гаусса; в) с помощью вычисления обратной матрицы, записав систему в матричном виде :
1.5. Собственные числа и собственные векторы.
Найти собственные числа и соответствующие им собственные векторы для матрицы .
2.1 Прямая на плоскости.
Построить треугольник, вершины которого находятся в точках , , и найти:
2.2 Кривые второго порядка на плоскости.
Составить уравнение кривой, для каждой точки которой отношение расстояния до точки к расстоянию до прямой равно . Привести уравнение к каноническому виду и определить тип кривой.
2.3 Прямая и плоскость в пространстве.
Дана треугольная пирамида с вершинами в точках , , , ,. Найти:
a) уравнение плоскости, проходящей через точки А, В и С;
б) величину угла между ребром SC и гранью АВС;
в) площадь грани АВС;
г) уравнение высоты, опущенной из вершины S на грань АВС, и ее длину;
д)объем пирамиды SАВС.
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
;
Производные функций.
а) ; б) ;
в) ; д) ; е) ;
ж)
а) методом деления отрезка пополам;
б) методом касательных.
Примечание. Можно считать, что точность достигнута, если разность между соседними приближениями и удовлетворяет неравенству .
а) б)
в) г) ;
д) ; е) .
;
.
.
а) .
.
.
.
.
.
а) поток поля через боковую поверхность цилиндра в направлении внешней нормали;
б) поток поля через всю поверхность цилиндра в направлении внешней нормали непосредственно и с помощью теоремы Остроградского Гаусса.
а) ; б) ; в) .
а)
б) .
с начальными условиями .
а) ; б) ;
в) ; г) .
а) ; б) .
а) ; б) .
а) ; б) .
а) ; б) .
а)
в интервале ;
б) в интервале .
в) в интервале .
а) ; б) .
а) ; б) .
.
а) ; б) .
а) ; б) .
а) ;
б) .
xi |
-2 |
-1 |
0 |
m |
m+n |
pi |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
p4 |
p5 |
Найти вероятности p4, p5, и дисперсию DX, если математическое ожидание MX=-0,5+0,5m+0,1n.
Найти:
а) параметр а; б) функцию распределения ;
в) вероятность попадания случайной величины X в интервал
;
г) математическое ожидание MX и дисперсию DX.
Построить график функций и .
Имеются следующие выборочные данные (выборка 10%-ная, механическая) о выпуске продукции и сумме прибыли, млн. руб.:
№ предприятия |
Выпуск продукции |
Прибыль |
№ предприятия |
Выпуск продукции |
Прибыль
|
1 |
60+n |
15,7 |
16 |
52,0 |
14,6 |
2 |
78,0 |
18,0 |
17 |
62,0 |
14,8 |
3 |
41,0 |
12,1 |
18 |
69,0 |
16,1 |
4 |
54,0 |
13,8 |
19 |
85,0 |
16,7 |
5 |
60+n |
15,5 |
20 |
70+n |
15,8 |
6 |
n•m+20 |
n+m+10 |
21 |
71,0 |
16,4 |
7 |
45,0 |
12,8 |
22 |
n•m+30 |
n+m+10 |
8 |
57,0 |
14,2 |
23 |
72,0 |
16,5 |
9 |
67,0 |
15,9 |
24 |
88,0 |
18,5 |
10 |
80+n |
17,6 |
25 |
70+n |
16,4 |
11 |
92,0 |
18,2 |
26 |
74,0 |
16,0 |
12 |
48,0 |
n+m+5 |
27 |
96,0 |
19,1 |
13 |
59,0 |
16,5 |
28 |
75,0 |
16,3 |
14 |
68,0 |
16,2 |
29 |
101,0 |
19,6 |
15 |
80+n |
16,7 |
30 |
70+n |
17,2 |
По исходным данным:
Задание 13.1.
Задание 13.2.
Задание 13.3.
При расчетах целесообразно использовать стандартные математические пакеты для персональных компьютеров.
Предприятие планирует выпуск двух видов продукции I и II, на производство которых расходуется три вида сырья А, В, и С. Потребность на каждую единицу -го вида продукции -го вида сырья, запас соответствующего вида сырья и прибыль от реализации единицы -го вида продукции заданы таблицей:
Виды сырья |
Виды продукции |
Запасы сырья |
|
I |
II |
||
А |
|||
В |
|||
С |
|||
прибыль |
|||
план (ед.) |
На трех складах , и хранится , и единиц одного и того же груза. Этот груз требуется доставить трем потребителям , и , заказы которых составляют , и единиц груза соответственно. Стоимость перевозок единицы груза с -го склада -му потребителю указаны в правых верхних углах соответствующих клеток транспортной таблицы:
потребности запасы |
||||
4 |
2 |
|
||
|
5 |
3 |
||
1 |
|
6 |
,
обеспечивающий минимальную стоимость перевозок . Найти эту стоимость. (Рекомендуется воспользоваться методом потенциалов.)
Найти вероятности применения стратегий 1-м и 2-м игроком для получения цены игры. (Задачу решить аналитическим методом.)
для - четного
и
для - нечетного.
Применяя графический метод, найти смешанные оптимальные стратегии обоих игроков и определить цену игры.
Прогресс производства сложной продукции разбивается на отдельные этапы, зашифрованные номерами 1, 2,..., 10. 1 начальный этап производства продукции, 10 завершающий. Переход от -го этапа к -му этапу назовем операцией. Возможны выполнения операций и их продолжительности задаются таблицей.
N п/п |
шифр операции |
продолжительность операции |
15.1.1. Составьте и упорядочите по слоям сетевой график производства работ. Номера этапов необходимо обвести кружками, а операции обозначить стрелками, проставляя над ними продолжительность операции. |
1 |
1→2 |
||
2 |
1→3 |
4 |
|
3 |
1→4 |
||
4 |
2→3 |
3 |
|
5 |
2→6 |
5 |
|
6 |
4→3 |
2 |
|
7 |
4→6 |
6 |
|
8 |
3→5 |
3 |
15.1.2. Считая, что начало работы происходит во время , определите время окончания каждого -го этапа и проставьте его над соответствующим кружком. |
9 |
3→7 |
||
10 |
5→9 |
||
11 |
6→7 |
4 |
|
12 |
6→8 |
3 |
|
13 |
7→8 |
7 |
|
14 |
7→9 |
||
15 |
7→10 |
5 |
|
16 |
8→10 |
4 |
|
17 |
9→10 |
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
A5 |
A6 |
|
A1 |
|
c+2 |
2c |
c+3 |
2c |
c+1 |
A2 |
c |
|
c+5 |
c1 |
c1 |
3c |
A3 |
c |
c+1 |
|
c+7 |
c+2 |
c+3 |
A4 |
c-1 |
c+2 |
c |
|
c+1 |
c1 |
A5 |
c+5 |
c+2 |
c |
c |
|
2c |
A6 |
c |
c+1 |
c+2 |
c+5 |
c+7 |
|
где с = m+n
В парикмахерский салон приходит в среднем клиента в час (т.е. интенсивность поступления заявок в систему равна /час), а среднее время обслуживания одного клиента равно 1/ часов. Содержание одного рабочего места обходится в тысяч рублей за 1 час, а доход от обслуживания одного клиента составляет тысяч рублей в час.
Три отрасли промышленности I, II и III являются производителями и в то же время потребителями некоторой продукции. Их взаимосвязь определяет матрица А коэффициентов прямых затрат
,
в которой число , стоящее на пересечении -ой строки и -го столбца равно , где поток средств производства из -ой отрасли в -ую, а валовой объем продукции -ой отрасли (все объемы продукции выражаются в единицах стоимости).
Задан также вектор объемов конечной продукции.
потребляющие отрасли отрасли производящие |
I |
II |
III |
конечный продукт |
валовой продукт |
I |
|||||
II |
|||||
III |
|||||
общий доход |
|||||
валовой продукт |
Например:
Так: ,
Пусть принимает значения 0 либо 1 ( = 1, 2, 3, 4). Положим
По четырехзначному двоичному числу , полученному в задаче 16.1.2, составьте формулу логики высказываний
для своего задания. Так, например, двоичному числу 0110 (где ) соответствует формула , а двоичному числу 1010 - формула . Для полученной формулы:
16.2.1. Найти таблицу истинности.
16.2.2. Определить, эквивалентны ли она и формула .
16.2.3. Найти совершенную дизъюнктивную нормальную форму и совершенную конъюнктивную нормальную форму:
а) табличным методом, б) непосредственным преобразованием.
16.2.4 Составить минимальную релейно-контактную схему, приведя формулу к минимальной дизъюнктивной форме.
1. Линейная алгебра.
Матрицы, действия над ними. Определители, их свойства и вычисление. Обратная матрица. Системы линейных уравнений, условие их совместности. Формулы Крамера, метод Гаусса и матричный способ решения систем. Линейный оператор. Собственные векторы и собственные значения линейных операторов.
2. Аналитическая геометрия.
Простейшие задачи аналитической геометрии (расстояние между точками, деление отрезка в заданном отношении). Прямая на плоскости, различные виды ее уравнений, угол между прямыми. Расстояние от точки до прямой. Геометрический смысл линейных уравнений и неравенств. Кривые второго порядка, их канонические уравнения.
Векторы, линейные операции над ними. Координаты вектора, его длина, направляющие косинусы. Скалярное, векторное и смешанное произведения векторов, условия их перпендикулярности, коллинеарности, компланарности.
Плоскость в пространстве, ее уравнения, угол между плоскостями, расстояние от точки до плоскости. Прямая в пространстве, ее общие и канонические уравнения. Угол между прямой и плоскостью.
Основные понятия теории множеств. Функция, область её определения, способы задания. Сложные, обратные функции. Предел функции. Бесконечно малые функции, их свойства. Бесконечно большие функции. Сравнение бесконечно малых, их эквивалентность. Основные теоремы о пределах. Замечательные пределы. Непрерывность функции. Точки разрыва.
Производная, её смысл. Правила дифференцирования. Дифференцирование сложных, неявных и параметрических функций. Дифференциал функции, его свойства. Производные и дифференциалы высших порядков. Теоремы Ролля, Лагранжа, Коши. Правило Лопиталя. Признаки монотонности функции, ее экстремумы. Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке. Выпуклость и вогнутость кривой, точки перегиба. Асимптоты. Построение графиков функций.
4. Интегральное исчисление.
Неопределенный интеграл, его основные свойства. Таблица интегралов. Интегрирование подстановкой и по частям. Интегрирование дробно-рациональных, тригонометрических и иррациональных функций.
Интегральная сумма. Определенный интеграл, его геометрический смысл. Свойства определенного интеграла. Формула Ньютона-Лейбница. Интегрирование по частям и замена переменной в определенном интеграле. Несобственные интегралы. Приложения определенного интеграла.
Использование понятия определенного интеграла в экономике.
5. Функции нескольких переменных.
Определение функций нескольких переменных. Предел и непрерывность. Частное и полное приращения функции. Частные производные. Полный дифференциал. Производная по направлению, градиент. Наибольшее и наименьшее значения функции в области.
6. Двойные, тройные и криволинейные интегралы.
Определение двойного интеграла, свойства. Двукратные интегралы, их свойства. Вычисление двойного интеграла в декартовых координатах. Определение тройного интеграла, его свойства и вычисление. Геометрические приложения двойного и тройного интегралов. Криволинейные интегралы, свойства, вычисление.
7. Элементы теории поля.
Поверхностные интегралы. Поток векторное поля через ориентированную поверхность, его физический смысл. Дивергенция векторного поля, свойства. Теорема Остроградского. Линейный интеграл. Циркуляция векторного поля. Ротор (вихрь) векторного поля, свойства ротора. Теорема Стокса. Потенциальное поле. Потенциал. Соленоидальное поле.
8. Обыкновенные дифференциальные уравнения и их системы.
Дифференциальные уравнения первого порядка, их общее, частное, особое решения. Задача Коши, теорема существования и единственности решения задачи Коши. Уравнения с разделяющимися переменными. Однородные уравнения первого порядка. Линейные уравнения первого порядка. Уравнения Бернулли. Уравнения в полных дифференциалах. Дифференциальные уравнения высших порядков, их общее и частное решения, задача Коши. Понижение порядка в дифференциальных уравнениях. Линейные дифференциальные уравнения n-го порядка, структура их решения. Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. Метод Эйлера. Метод вариации произвольных постоянных. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения с правой частью специального вида. Метод неопределенных коэффициентов. Системы линейных дифференциальных уравнений, основные понятия. Задача Коши для нормальной системы дифференциальных уравнений. Решение систем линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.
9. Ряды.
Числовые ряды, сходимость и сумма ряда. Необходимое условие сходимости. Свойства сходящихся рядов. Достаточные признаки сходимости рядов с неотрицательными членами (признаки сравнения, Даламбера, Гаусса, радикальный признак Коши, интегральный признак). Знакочередующиеся ряды. Признак Лейбница. Знакопеременные ряды. Абсолютно и условно сходящиеся ряды. Функциональные ряды, область сходимости, методы её определения.Степенные ряды, действия над ними. Теорема Абеля о сходимости степенных рядов. Формулы для вычисления радиуса сходимости степенных рядов. Ряды Тейлора и Маклорена. Разложение функций у =sin x, cos x, ex, (1+x)m, ln (1+x), arctg x в степенные ряды. Применение степенных рядов в приближенных вычислениях (приближенное вычисление значений функций, определенных интегралов, приближенное решение дифференциальных уравнений). Тригонометрические ряды Фурье. Разложение функций в тригонометрические ряды Фурье.
10. Функции комплексного переменного.
Комплексные числа, изображение на плоскости. Модуль и аргумент комплексного числа. Алгебраическая, тригонометрическая и показательная формы комплексного числа. Действия над комплексными числами. Понятие функции комплексного переменного. Непрерывность. Производная функции комплексного переменного. Условия Коши-Римана. Свойства аналитических функций. Геометрический смысл производной функции комплексного переменного. Конформные отображения. Интеграл по комплексному переменному. Теорема Коши. Интегральная формула Коши. Ряды Тейлора и Лорана. Изолированные особые точки функции, их классификация. Вычеты. Основная теорема о вычетах. Применение вычетов к вычислению интегралов.
11. Операционное исчисление.
Начальная функция (оригинал) и ее изображение. Теорема о существовании изображения. Теорема единственности оригинала. Свойство линейности изображения. Таблица оригиналов и изображений изображений некоторых функций. Теорема подобия. Теорема смещения. Теорема запаздывания. Теорема свертывания. Дифференцирование оригиналов. Интегрирование оригиналов. Таблица оригиналов и их изображений. Интегрирование линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.
12. Теория вероятностей.
Случайные события, алгебра событий. Относительная частота, статистическое определение вероятности. Классическое определение вероятности. Геометрическое определение вероятности, задача о встрече. Формулы комбинаторики. Теоремы сложения. Независимые события, теоремы умножения. Формула полной вероятности. Формулы Байеса. Повторение испытаний. Формула Бернулли. Наивероятнейшее число событий. Локальная и интегральная теоремы Лапласа. Случайные величины. Функция распределения (интегральный закон распределения). Плотность распределения (дифференциальный закон распределения). Математическое ожидание, его свойства. Дисперсия, ее свойства, среднее квадратическое отклонение. Основные примеры распределений случайных величин (биномиальное, геометрическое, гипергеометрическое, Пуассона, равномерное, показательное, нормальное). Вероятность попадания в заданный интервал нормально распределенной случайной величины Оценка отклонения теоретического распределения от нормального. Асимметрия и эксцесс. Распределения, связанные с нормальным. Многомерные случайные величины. Числовые характеристики системы случайных величин. Коэффициент корреляции. Законы больших чисел. Предельные теоремы.
13. Математическая статистика.
Выборочный метод, статистическое распределение. Эмпирическая функция распределения. Полигон и гистограмма. Оценка параметров, свойства точечных оценок. Условные варианты, метод произведений. Доверительный интервал. Метод наибольшего правдоподобия. Статистическая проверка статистических гипотез. Критерии согласия. Метод наименьших квадратов. Уравнение прямой линии регрессии. Выборочный коэффициент корреляции.
14. Линейное программирование.
Общая и основная задачи линейного программирования (ЛП). Основные теоремы ЛП. Геометрический метод решения задач ЛП. Симплек-метод: определение первоначального допустимого базисного решения; проверка решения на оптимальность; переход к другому допустимому решению. Двойственные задачи: их свойства; теоремы двойственности; объективно обусловленные оценки и их смысл. Транспортная задача: экономико-математическая модель транспортной задачи; нахождение первоначального базисного распределения поставок (метод «северо-западного» угла, метод наименьших затрат); критерий оптимальности базисного распределения поставок; перераспределение поставок; вырождение транспортной задачи; открытая модель транспортной задачи. Элементы теории игр: основные понятия; антагонистические игры, платежная матрица; решение игр в смешанных стратегиях; геометрические решения игр размера 2xn, mx2; приведение матричной игры к задаче ЛП.
15. Математические методы в экономике.
Элементы теории массового обслуживания: основные понятия, классификация СМО; марковский случайный процесс; уравнения Колмогорова; финальные вероятности; процесс гибели и размножения; СМО с отказами; СМО с ожиданием (очередью). Задача межотраслевого баланса (модель Леонтьева): управления межотраслевого баланса; продуктивные матрицы; ограничения на ресурсы; прибыльные матрицы. Управление запасами: основные понятия; модель производственных поставок; модель поставок со скидкой. Модели динамического программирования: общая постановка задачи; принцип оптимальности и уравнения Беллмана; задача о распределении средств между предприятиями.
16. Дискретная математика.
Высказывания, логические операции над ними. Равносильность формул логики высказываний. Алгебра Буля. Представление булевой функции формулой логики высказываний. Закон двойственности. Нормальные и совершенные нормальные формы формул. Предикаты, логические операции над ними. Кванторные операции. Формулы логики предикатов, их равносильность, нормальная форма. Комбинаторные схемы. Основные понятия и определения теории графов. Изоморфизм. Матричное задание графов. Операции над графами. Кратчайший путь между вершинами. Алгоритм Дейкстры. Поток в транспортной сети. Теорема Форда-Фалкерсона. Задача о максимальном потоке. Алгоритм Форда-Фалкерсона.
Никитин Сергей Ильич
Кропачева Наталия Юрьевна
Бритаева Ольга Хаджи-Муратовна
Хабурзания Манана Георгиевна
МАТЕМАТИКА
ПРАКТИКУМ по выполнению контрольных работ для студентов всех специальностей
Подп. к печати 11.06.2008 г. |
Формат 6084 1/16 |
|
Усл. печ. л. 0,86 |
Уч.-изд. л. 2,0 |
Тираж 1500 экз. |
Изд. № 001 |
Заказ № 029 |
РИО СПбГУСЭ, лицензия ЛР № 040849
Член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России
Государственный регистрационный номер 2047806003595 от 06.02.2004 г.
СПб государственный университет сервиса и экономики
192171, г. Санкт-Петербург, ул. Седова, 55/1
Отпечатано в ЦОП ООО «Альфа»,
196084, г. Санкт-Петербург, ул. Заставская, 33, лит. ТА