【數(shù)學(xué)基礎(chǔ)36】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):
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(gè)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(shí),(a,b,c)>0;
b.當(dāng)a,b,c組成左手系時(shí),(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(shí)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(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(jí)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(duì)應(yīng)的行列式。
矩陣對(duì)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(jí)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(duì)調(diào)——
方陣A可逆,A對(duì)調(diào)i,j行成B矩陣:B=E(i,j)A
方陣A可逆,A對(duì)調(diào)i,j列成B矩陣:B=AE(i,j)
矩陣的轉(zhuǎn)置:把n級(jí)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(duì)稱矩陣,若A'=-A,則稱A為反對(duì)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(lái)自《數(shù)學(xué)分析習(xí)題演練(周民強(qiáng)?編著)》)——
試證明下列極限式:lim(n^2+n)^[1/(2n+1)]=1
證:
(n^2+n)^[1/(2n+1)]>1,令hn=(n^2+n)^[1/(2n+1)]-1>0;
顯然,2n+1>=3,所以二項(xiàng)式展開(kāi)至少存在前四項(xiàng),
n^2+n
=(1+hn)^(2n+1)
=1+(2n+1)hn+[(2n+1)2nhn^2]/2+[(2n+1)2n(2n-1)hn^3]/6+……
>[(2n+1)2n(2n-1)hn^3]/6
hn
<{[6n(n+1)]/[(2n+1)2n(2n-1)]}^(1/3);
2n+1>n,1/(2n+1)<1/n且n>=2時(shí),2n-1>=n+1,即(n+1)/(2n-1)<=1
則n>=2時(shí),(n+1)/[(2n+1)(2n-1)]<1/n,
則0<(n^2+n)^[1/(2n+1)]-1=hn<(3/n);
lim(3/n)=0,則lim(n^2+n)^[1/(2n+1)]=1.
解析幾何——
例題(來(lái)自《空間解析幾何(高紅鑄 王敬蹇 傅若男?編著)》)——
證明三個(gè)向量mb-nc,nc-la,la-mb必共面.
證:
(mb-nc,nc-la,la-mb)
=(mb-nc)x(nc-la)(la-mb)
=(mbxnc-mbxla-ncxnc+ncxla)(la-mb)
=(mbxnc-mbxla+ncxla)(la-mb)
=lmn(b,c,a)-l^2m(b,a,a)+l^2n(c,a,a)-m^2n(b,c,b)+lm^2(b,a,b)-lmn(c,a,b)
=lmn(b,c,a)-lmn(c,a,b)=0,則向量mb-nc,nc-la,la-mb必共面,證畢。
高等代數(shù)——
例題(來(lái)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=(B+E)/2,則A^2=A當(dāng)且僅當(dāng)B^2=E.
證:
A^2=(B+E)^2/4=(B^2+2B+E)/4;
若A^2=A,即(B^2+2B+E)/4=(B+E)/2,解得B^2=E.
到這里!