【数学基础47】每天三道题(数学分析+解析几何+线性代数)
预备知识:
公式:(axb)^2+(ab)^2=a^2b^2;
双重向量积:给定空间三向量,先作其中两个向量的向量积,再作所得向量与第三个向量的向量积,那么最后的结果仍然是一向量,叫做所给三向量的双重向量积。例如(axb)xc就是三向量a,b,c的一个双重向量积;
性质:(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.
矩阵乘法运算律——
a.结合律:(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级矩阵,单位矩阵为E,则有:AE=EA=A
e.矩阵乘法与数量乘法满足:k(AB)=(kA)B=A(kB)
f.可逆方阵:设A为n阶方阵,若存在n阶方阵B,使AB=BA=E,则称B为A的逆方阵,而称A为可逆方阵。
矩阵A可逆的充要条件:|A|不为0——|A|为矩阵A对应的行列式。
矩阵对应行列式满足:|AB|=|A||B|;
设A与B都是数域K上的n级矩阵,如果AB=E,那么A与B都是可逆矩阵,并且A^(-1)=B,B^(-1)=A。
A的伴随矩阵A*满足:A*=|A|A^(-1)
E(i,j)为单位矩阵i,j行对调——
方阵A可逆,A对调i,j行成B矩阵:B=E(i,j)A
方阵A可逆,A对调i,j列成B矩阵:B=AE(i,j)
矩阵的转置:把n级矩阵A的行与列互换得到的矩阵称为A的转置,记作A',|A'|=|A|。
定义:设A为方阵,若A'=A,则称A为对称矩阵,若A'=-A,则称A为反/斜对称矩阵。
定义:如果AB=BA,则称A与B可交换。
矩阵转置运算律——
(A+B)'=A'+B'
(kA)'=kA'
(AB)'=B'A'
参考资料:
《数学分析习题演练》(周民强 编著)
《空间解析几何》(高红铸 王敬蹇 傅若男 编著)
《高等代数——大学高等代数课程创新教材》(丘维声 著)
数学分析——
例题(来自《数学分析习题演练(周民强 编著)》)——
设a1+a2+a3=0,试论lim In(In=a1n^(1/2)+a2(n+1)^(1/2)+a3(n+2)^(1/2)).
解:
a1+a2+a3=0,则a1=-a2-a3;
In
=a1n^(1/2)+a2(n+1)^(1/2)+a3(n+2)^(1/2)
=(-a2-a3)n^(1/2)+a2(n+1)^(1/2)+a3(n+2)^(1/2)
=a2[(n+1)^(1/2)-n^(1/2)]+a3[(n+2)^(1/2)-n^(1/2)]
=a2/[(n+1)^(1/2)+n^(1/2)]+2a3/[(n+2)^(1/2)+n^(1/2)];
lim In
=lim a2/[(n+1)^(1/2)+n^(1/2)]+lim 2a3/[(n+2)^(1/2)+n^(1/2)]
=0.
解析几何——
例题(来自《空间解析几何(高红铸 王敬蹇 傅若男 编著)》)——
已知axb+bxc+cxa=0,求证a,b,c共面.
证:
等式两边同时与c作内积得:
(axb+bxc+cxa)c
=(a,b,c)+(b,c,c)+(c,a,c)
=(a,b,c)=0,所以,a,b,c共面。
高等代数——
例题(来自《高等代数——大学高等代数课程创新教材(丘维声 著)》)——
证明:如果A可逆,那么A'也可逆,并且(A')^(-1)=(A^(-1))'
证:A'(A^(-1))'=(A^(-1)A)'=E'=E,因此A'可逆,且(A')^(-1)=(A^(-1))。
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