【數(shù)學(xué)基礎(chǔ)127】每天三道題(數(shù)學(xué)分析+解析幾何+線性代數(shù))
預(yù)備知識(shí):
夾逼準(zhǔn)則:若三個(gè)數(shù)列{xn},{yn},{zn}從某項(xiàng)開始成立xn<=yn<=zn,n>n0,且lim xn =lim zn=a,則lim yn=a.
兩個(gè)多項(xiàng)式f(x),g(x)互素的充分必要條件是存在多項(xiàng)式u(x),v(x),使得u(x)f(x)+v(x)g(x)=1;
如果(f1(x),g(x))=1,(f2(x),g(x))=1,那么(f1(x)f2(x),g(x))=1.
已知(f(x),g(x))=1,則(f(x),f(x)+g(x))=1,(g(x),f(x)+g(x))=1.
參考資料:
《數(shù)學(xué)分析》(陳紀(jì)修 於崇華 金路)
《解析幾何》(呂林根 許子道?編)
《大學(xué)教材全解 高等代數(shù)(北大第三版)》(總策劃:薛金星 主編:劉建波)
數(shù)學(xué)分析——
例題(來自《數(shù)學(xué)分析(陳紀(jì)修?於崇華?金路)》)——
按定義證明下列數(shù)列是無窮小量——
lim n/a^n,a>1;
lim n^k/a^n,a>1;
lim n^2/3^n.
證:
用牛頓二項(xiàng)式定理/伯努利不等式——
a>1,則令a=1+λ,則當(dāng)n>3時(shí),
a^n
=(1+λ)^n
=1+nλ+n(n-1)λ^2/2+…
>n(n-1)λ^2/2;
對(duì)任意ε>0,存在N∈N*,當(dāng)n>N時(shí),
|n/a^n|
<|n/[n(n-1)λ^2/2]|
=1/|[(n-1)λ^2/2]|
=2/[(n-1)(a-1)^2]
<ε,
取N=【2/[ε(a-1)^2]+1】即可,于是,lim n/a^n=0.
用牛頓二項(xiàng)式定理/伯努利不等式——
a>1,則a^(1/k)>1,由1:對(duì)任意ε>0,存在N∈N*,當(dāng)n>N時(shí),|n/[a^(1/k)]^n|<ε^(1/k);
于是,對(duì)任意ε>0,存在N∈N*,當(dāng)n>N時(shí),|n^k/a^n|=|n/[a^(1/k)]^n|^k<ε,于是,lim n^k/a^n=0.
按照上述思路——
先證lim n/[3^(1/2)]^n=0——
3^(1/2)>1,則令3^(1/2)=1+λ,則當(dāng)n>3時(shí),
[3^(1/2)]^n
=(1+λ)^n
=1+nλ+n(n-1)λ^2/2+…
>n(n-1)λ^2/2;
對(duì)任意ε>0,存在N∈N*,當(dāng)n>N時(shí),
|n/[3^(1/2)]^n|
<|n/[n(n-1)λ^2/2]|
=1/|[(n-1)λ^2/2]|
=2/[(n-1)[3^(1/2)-1]^2]
<ε^(1/2),
取N=【2/[ε^(1/2)[3^(1/2)-1]^2]+1】即可,于是,lim n/[3^(1/2)]^n=0.
再證lim n^2/3^n=0——
由a:對(duì)任意ε>0,存在N∈N*,當(dāng)n>N時(shí),|n^2/3^n|=|n/[3^(1/2)]^n|^2<ε,取N=【2/[ε^(1/2)[3^(1/2)-1]^2]+1】即可,于是,lim n^2/3^n=0.
解析幾何——
例題(來自《解析幾何(呂林根 許子道?編)》)——
在平行六面體ABCD-EFGH中,設(shè)AB=e1,AD=e2,AE=e3,三個(gè)面上對(duì)角線向量設(shè)為AC=p,AH=q,AF=r,試把向量a=λp+μq+νr寫成e1,e2,e3的線性組合。
解:
AC=AB+AD=e1+e2=p,AH=AD+AE=e2+e3=q,AB+AE=e1+e3=r;
a=λp+μq+νr=λ(e1+e2)+μ(e2+e3)+ν(e1+e3)=(λ+ν)e1+(λ+μ)e2+(μ+ν)e3.
高等代數(shù)——
例題(來自《大學(xué)教材全解 高等代數(shù)(北大第三版)(總策劃:薛金星 主編:劉建波)》)——
證明:對(duì)于任意額正整數(shù)n,都存在多項(xiàng)式f(x),使得
(x-1)^n|f(x)+1,(x+1)^n|f(x)-1.
證:存在性證明,在于找到/構(gòu)造一個(gè)符合或者不符合條件的例子,只要找到/構(gòu)造一個(gè)符合條件的f(x)即可——
由預(yù)備定理2易得:(-1/2)(x-1)+(1/2)(x+1)=1,等價(jià)于,(x-1,x+1)=1;
由預(yù)備定理3易得:((x-1)^n,(x+1)^n)=1,等價(jià)于,
存在多項(xiàng)式u(x),v(x),使得u(x)(x-1)^n+v(x)(x+1)^n=1,等價(jià)于
2u(x)(x-1)^n+2v(x)(x+1)^n=2,等價(jià)于
2u(x)(x-1)^n-1=1-2v(x)(x+1)^n;
令f(x)=2u(x)(x-1)^n-1=1-2v(x)(x+1)^n,
所以f(x)+1=2u(x)(x-1)^n,即(x-1)^n|f(x)+1,同理,(x+1)^n|f(x)-1.