【數(shù)學(xué)基礎(chǔ)43】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:
數(shù)列l(wèi)im (1+1/n)^n=e,(1+1/n)^n<e.
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(gè)向量的向量積,再作所得向量與第三個(gè)向量的向量積,那么最后的結(jié)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(gè)雙重向量積;
性質(zhì):(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')。
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)
《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(qiáng)?編著)》)——
是證明下述命題:若lim(2an-an-1)=0,則lim an=0.
證:
lim(2an-an-1)=0,即對任意ε>0,存在自然數(shù)N,當(dāng)n>N時(shí),|2an-an-1|<ε;
簡單的絕對值不等式,|2an|-|an-1|<=|2an-an-1|<ε,即|an|<|an-1|/2+ε/2;
|an|
<|an-1|/2+ε/2
<(|an-2|/2+ε/2)/2+ε/2
=|an-2|/2^2+ε/2^2+ε/2
<……
<|aN|/2^(n-N)+ε/2^(n-N)……+ε/2^2+ε/2
=|aN|/2^(n-N)+(ε/2)[1-(1/2)^(n-N)]/(1-1/2)
=|aN|/2^(n-N)+ε[1-(1/2)^(n-N)]
<|aN|/2^(n-N)+ε;
{|aN|/2^(n-N)}顯然是無窮小,存在自然數(shù)N'>N,n>N'時(shí),|aN|/2^(n-N)<ε;
由3、4,當(dāng)n>N'時(shí),|an|<|aN|/2^(n-N)+ε<2ε,即lim an=0.
解析幾何——
例題(來自《解析幾何(呂林根 許子道?編)》)——
證明:(axb)x(a'xb')=(a,b,b')a'-(a,b,a')b'=(a,a',b')b-(b,a',b')a.
證:
令c=a'xb',
(axb)x(a'xb')
=(axb)xc
=(ac)b-(bc)a
=(ca)b-(cb)a
=(a',b',a)b-(a',b',b)a.
=(a,a',b')b-(b,a',b')a;
(axb)x(a'xb')
=-(a'xb')x(axb)
=-(a',a,b)b'+(b',a,b)a'
=(a,b,b')a'-(a,b,a')b',證畢。
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)》)——
方陣A如果滿足A^2=E,那么稱A為對合矩陣。證明:如果A、B都是n級對合矩陣,且|A|+|B|=0,那么A+B、E+AB都不可逆。
證:
因?yàn)锳為對合矩陣,即A^2=E,則|A^2|=1,|A|=1或-1,同理,|B|=1或-1;
由于|A|+|B|=0,不妨令|A|=1,|B|=-1;
|A+B|=|A||A+B|=|A(A+B)|=|A^2+AB|=|E+AB|,
|A+B|=-|A+B||B|=-|(A+B)B|=-|AB+B^2|=-|AB+E|=-|E+AB|=-|A+B|;
|A+B|=|E+AB|=0,所以A+B、E+AB都不可逆,證畢。
到這里!