【數(shù)學(xué)基礎(chǔ)32】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):
數(shù)列l(wèi)im sin an/an=1,如果lim an=0;
定比分點(diǎn):在線段P1P2上求一點(diǎn)P,使得由P分成的兩個(gè)有向線段P1P與PP2的量的比為定數(shù)λ(λ不為-1),即P1P/PP2=λ,則P為線段P1P2以λ為定比的分點(diǎn),且OP=(OP1+λOP2)/(1+λ)——定比分點(diǎn)公式。
矩陣乘法運(yùn)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(yùn)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(qiáng) 編著)
《空間解析幾何》(高紅鑄 王敬蹇 傅若男 編著)
《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(qiáng)?編著)》)——
試求下述數(shù)列{an}的斂散性:an=4^n(1-bn)(bn+1=[(1+bn)/2]^(1/2),-1<b1<1).
解:
-1<b1<1,由歸納法:假設(shè)-1<bn<1,0<1+bn<2,0<[(1+bn)/2]^(1/2)<1,即對于任意n,-1<bn<1;
令b1=cos θ,則b2=[(1+cos?θ)/2]^(1/2)=cos?θ/2,……,bn=cos?θ/2^(n-1);
an
=4^n(1-bn)
=4^n[1-cos?θ/2^(n-1)]
=4^n[1-cos?θ/2^(n-1)][1+cos?θ/2^(n-1)]/[1+cos?θ/2^(n-1)]
=4^n{1-[cos?θ/2^(n-1)]^2}/[1+cos?θ/2^(n-1)]
=4^n[sin?θ/2^(n-1)]^2/2(cos?θ/2^n)^2
=2^(2n-1)[sin?θ/2^(n-1)]^2/(cos?θ/2^n)^2
lim?an
=lim?2^(2n-1)[sin?θ/2^(n-1)]^2/(cos?θ/2^n)^2
=lim{[sin?θ/2^(n-1)]/[θ/2^(n-1)]}^2*lim (2θ^2)/(cos?θ/2^n)^2
=lim(2θ^2)/(cosθ/2^n)^2
=2θ^2
=2arccos?b1.
解析幾何——
例題(來自《空間解析幾何(高紅鑄 王敬蹇 傅若男?編著)》)——
設(shè)三個(gè)非零向量a,b,c等長,且兩兩互相垂直,求證a+b+c與a,b,c所夾之角相等。
解:
三個(gè)非零向量a,b,c等長,且兩兩互相垂直,即|a|=|b|=|c|,ab=bc=ca=0;
(a+b+c)a=aa+ab+ac=a^2,同理,(a+b+c)b=b^2,(a+b+c)c=c^2;
|a+b+c|
=[(a+b+c)^2]^(1/2)
=[(a+b+c)a+(a+b+c)b+(a+b+c)c]^(1/2)
=(a^2+b^2+c^2)^(1/2)
=(3|a|^2)^(1/2)
=3^(1/2)|a|;
cos∠(a+b+c,a)
=(a+b+c)a/|a+b+c||a|
=a^2/[3^(1/2)|a||a|]
=3^(-1/2),
同理,cos∠(a+b+c,b)=3^(-1/2),cos∠(a+b+c,c)=3^(-1/2),
所以a+b+c與a,b,c所夾之角相等。
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:設(shè)A是n級矩陣,如果AA'=E,那么|A|=1或|A|=-1。
證:
AA'=E,則|AA'|=|E|,則|A||A'|=1;
|A|=|A'|,則|A|^2=1,即|A|=1或|A|=-1。
到這里!