【數(shù)學(xué)基礎(chǔ)38】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:
混合積:向量a與b的外積,再與向量c作內(nèi)積,結(jié)果是一個數(shù)量,稱為三向量依順序a,b,c的混合積,記為(a,b,c),即(a,b,c)=(axb)c;
混合積性質(zhì):
a.當(dāng)a,b,c組成右手系時,(a,b,c)>0;
b.當(dāng)a,b,c組成左手系時,(a,b,c)<0;
幾何意義:(a,b,c)是以a,b,c為鄰邊的平行六面體的體積;
性質(zhì):
a.(a,a,c)=0;
b.(a,b,c)=(b,c,a)=(c,a,b)=-(b,a,c)=-(c,b,a)=-(a,c,b);
c.(a1+a2,b,c)=(a1,b,c)+(a2,b,c);
d.(λa,b,c)=λ(a,b,c)(λ是實數(shù));
三向量a,b,c共面的充要條件是(a,b,c)=0。
矩陣乘法運算律——
a.結(jié)合律:(AB)C=A(BC)
b.左分配律:A(B+C)=AB+AC
c.右分配律:(B+C)D=BD+CD
d.若A是n級矩陣,單位矩陣為E,則有:AE=EA=A
e.矩陣乘法與數(shù)量乘法滿足:k(AB)=(kA)B=A(kB)
f.可逆方陣:設(shè)A為n階方陣,若存在n階方陣B,使AB=BA=E,則稱B為A的逆方陣,而稱A為可逆方陣。
矩陣A可逆的充要條件:|A|不為0——|A|為矩陣A對應(yīng)的行列式。
矩陣對應(yīng)行列式滿足:|AB|=|A||B|;
設(shè)A與B都是數(shù)域K上的n級矩陣,如果AB=E,那么A與B都是可逆矩陣,并且A^(-1)=B,B^(-1)=A。
A的伴隨矩陣A*滿足:A*=|A|A^(-1)
E(i,j)為單位矩陣i,j行對調(diào)——
方陣A可逆,A對調(diào)i,j行成B矩陣:B=E(i,j)A
方陣A可逆,A對調(diào)i,j列成B矩陣:B=AE(i,j)
矩陣的轉(zhuǎn)置:把n級矩陣A的行與列互換得到的矩陣稱為A的轉(zhuǎn)置,記作A',|A'|=|A|。
定義:設(shè)A為方陣,若A'=A,則稱A為對稱矩陣,若A'=-A,則稱A為反對稱矩陣。
定義:如果AB=BA,則稱A與B可交換。
矩陣轉(zhuǎn)置運算律——
(A+B)'=A'+B'
(kA)'=kA'
(AB)'=B'A'
參考資料:
《數(shù)學(xué)分析習(xí)題演練》(周民強?編著)
《解析幾何》(呂林根 許子道?編)
《高等代數(shù)——大學(xué)高等代數(shù)課程創(chuàng)新教材》(丘維聲 著)
數(shù)學(xué)分析——
例題(來自《數(shù)學(xué)分析習(xí)題演練(周民強?編著)》)——
求數(shù)列極限:I=lim[(n+1)^α-n^α](0<α<1).
解:
0
<=I=lim[(n+1)^α-n^α]
=lim n^α[(1+1/n)^α-1]
<=lim?n^α[(1+1/n)-1]
=lim 1/n^(1-α)
=0
由夾逼準(zhǔn)則:I=0.
解析幾何——
例題(來自《解析幾何(呂林根 許子道?編)》)——
設(shè)向徑OA=r1,OB=r2,OC=r3,證明R=(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)垂直于ABC平面.
解:證明向量垂直于平面內(nèi)兩個不共線向量即可——
AB=OB-OA=r2-r1,AC=OC-OA=r3-r1;
R AB
=[(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)](r2-r1)
=[(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)]r2-[(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)]r1
=(r1,r2,r2)+(r2,r3,r2)+(r3,r1,r2)-(r1,r2,r1)-(r2,r3,r1)-(r3,r1,r1)
=(r3,r1,r2)-(r2,r3,r1)
=0,則R垂直于AB,
R?AC
=[(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)](r3-r1)
=[(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)]r3-[(r1xr2)+(r2xr3)+(r3xr1)]r1
=(r1,r2,r3)+(r2,r3,r3)+(r3,r1,r3)-(r1,r2,r1)-(r2,r3,r1)-(r3,r1,r1)
=(r1,r2,r3)-(r2,r3,r1)
=0,則R垂直于AC,
所以R垂直于ABC平面.
高等代數(shù)——
例題(來自《高等代數(shù)——大學(xué)高等代數(shù)課程創(chuàng)新教材(丘維聲 著)》)——
證明:如果A是冪零矩陣,它的冪零指數(shù)為k,那么I-A可逆;并且求(I-A)^(-1)。
證:
A是冪零矩陣,它的冪零指數(shù)為k,即A^k=0;
I
=I-0
=I-A^k
=(I-A)[I+A+A^2+……+A^(k-1)],則I-A可逆,
(I-A)^(-1)=I+A+A^2+……+A^(k-1).
到這里!