【數(shù)學(xué)基礎(chǔ)35】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))。
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)》)——
試證明下列極限式:.lim n^(1/n)=1
證:利用伯努利不等式(牛頓二項式展開):對a>1,令a=1+α,
a^n=(1+α)^n=1+nα+n(n-1)α^2/2+……>1+nα,
a^n=(1+α)^n=1+nα+n(n-1)α^2/2+……>n(n-1)α^2/2,n>=2——
n>1時,n^(1/n)>1,令hn=n^(1/n)-1(n>1);
n>1時,n=(1+hn)^n>n(n-1)hn^2/2,即hn<2^(1/2)/(n-1)^(1/2);
0<n^(1/n)-1=hn<2^(1/2)/(n-1)^(1/2);
lim?2^(1/2)/(n-1)^(1/2)=0,則lim n^(1/n)=1.
解析幾何——
例題(來自《解析幾何(呂林根 許子道?編)》)——
已知四面體ABCD的頂點坐標(biāo)A(0,0,0),B(6,0,6),C(4,3,0),D(2,-1,3),求它的體積.
解:
已知四面體ABCD的體積V等于以AB,AC的和AD為棱的平行六面體的體積的六分之一,因此V=|(AB,AC,AD)|/6;
AB=(6,0,6),AC=(4,3,0),AD=(2,-1,3);
(AB,AC,AD)=-6,V=|(AB,AC,AD)|/6=1.
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:若B1,B2都與A可交換,則B1+B2,B1B2也都與A可交換.
證:
B1,B2都與A可交換,即B1A=AB1,B2A=AB2;
(B1+B2)A=B1A+B2A=AB1+AB2=A(B1+B2);
(B1B2)A=B1(B2A)=B1(AB2)=(B1A)B2=(AB1)B2=A(B1B2),證畢。
到這里!