【數學基礎59】每天三道題(數學分析+解析幾何+線性代數)
預備知識:
公式:(axb)^2+(ab)^2=a^2b^2;
雙重向量積:給定空間三向量,先作其中兩個向量的向量積,再作所得向量與第三個向量的向量積,那么最后的結果仍然是一向量,叫做所給三向量的雙重向量積。例如(axb)xc就是三向量a,b,c的一個雙重向量積;
性質:(axb)xc是和a,b共面且垂直于c的向量;
(axb)xc=(ac)b-(bc)a;
拉格朗日恒等式:(axb)(a'xb')=(aa')(bb')-(ab')(ba');
(axb)x(a'xb')=(a,b,b')a'-(a,b,a')b'=(a,a',b')b-(b,a',b')a;
(axb,cxd,exf)=(a,b,d)(c,e,f)-(a,b,c)(d,e,f).
矩陣乘法運算律——
a.結合律:(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.矩陣乘法與數量乘法滿足:k(AB)=(kA)B=A(kB)
f.可逆方陣:設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對應的行列式。
矩陣對應行列式滿足:|AB|=|A||B|;
設A與B都是數域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——
方陣A可逆,A對調i,j行成B矩陣:B=E(i,j)A
方陣A可逆,A對調i,j列成B矩陣:B=AE(i,j)
矩陣的轉置:把n級矩陣A的行與列互換得到的矩陣稱為A的轉置,記作A',|A'|=|A|。
定義:設A為方陣,若A'=A,則稱A為對稱矩陣,若A'=-A,則稱A為反/斜對稱矩陣。
定義:如果AB=BA,則稱A與B可交換。
矩陣轉置運算律——
(A+B)'=A'+B'
(kA)'=kA'
(AB)'=B'A'
定理:如果A可逆,那么A'也可逆,并且(A')^(-1)=(A^(-1))'。
參考資料:
《數學分析》(華東師范大學數學系?編)
《空間解析幾何》(高紅鑄?王敬蹇 傅若男 編著)
《高等代數題解精粹》(錢吉林?編著)
數學分析——
例題(來自《數學分析(華東師范大學數學系?編)》)——
求下述極限:lim(1/2+1/2^2+……+1/2^n)/(1/3+1/3^2+……+1/3^n).
解:
(1/2+1/2^2+……+1/2^n)/(1/3+1/3^2+……+1/3^n)
=[(1-1/2^n)/2(1-1/2)]/[(1-1/3^n)/3(1-1/3)]
=2(1-1/2^n)/(1-1/3^n);
lim(1/2+1/2^2+……+1/2^n)/(1/3+1/3^2+……+1/3^n)
=lim[2(1-1/2^n)/(1-1/3^n)]=2.
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)》)——
若e1,e2,e3是兩兩垂直的組成右手系的單位向量,試證(e1,e2,e3)=1.
證:
(e1,e2,e3)
=(e1xe2)e3
=e3e3
=1.
高等代數——
例題(來自《高等代數題解精粹(錢吉林?編著)》)——
設A為n階非零矩陣,E為n階單位矩陣.若A^3=0,求證:E-A可逆,E+A可逆。
證:
(E-A)(E+A+A^2)=E-A^3=E,E-A可逆,(E-A)^(-1)=(E+A+A^2);
(E+A)(E-A+A^2)=E+A^3=E,E+A可逆,(E+A)^(-1)=(E-A+A^2).
到這里!