【数学基础72】每天三道题（数学分析+解析几何+线性代数）
预备知识：
设lim an=a，若a>0，an>0，则lim an^（1/n）=1；
lim（1+1/n）^n=e；
定理：数列{an}收敛的充要条件是：{an}的任何子列都收敛。
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；
（axb，cxd，exf）=（a，b，d）（c，e，f）-（a，b，c）（d，e，f）；
右手系/左手系：设有不共面的三个向量a，b，c，将它们移到同一始点，则a，b决定一个平面，而c指向平面的一旁，将右手四指并拢与拇指分开，使四指向掌心弯曲的方向，表示从a的方向经过小于平角的转动达到b的方向，此时若拇指方向与c方向指向平面的同一旁，则称向量组{a，b，c}构成右手系，否则称为左手系；
直角标架/直角坐标系：设i，j，k是空间中以O为起点的三个向量，它们两两垂直并且都是单位向量，则O；i，j，k称为空间的一个以O为原点的直角标架或直角坐标系，记为{O；i，j，k}；
右手直角标架/右手直角坐标系：如果向量i，j，k成右手系，那么{O；i，j，k}称为一个右手架标或右手直角坐标系；否则称为左手直角架标或左手直角坐标系；
直角坐标系的基向量：我们把i，j，k称为该直角坐标系的基向量；
仿射架标/仿射坐标系：如果我们不要求i，j，k单位长度且两两正交，只要求它们不共面，那么{O；i，j，k}称为空间一个以O为原点的仿射架标或仿射坐标系；
右手仿射架标/右手仿射坐标系：如果向量i，j，k成右手系，那么{O；i，j，k}称为一个右手仿射架标或右手仿射坐标系；否则称为左手仿射架标或左手直仿射坐标系；
仿射坐标系的基向量：我们把i，j，k称为该仿射坐标系的基向量；
坐标：O；i，j，k是空间的一个仿射坐标系（直角坐标系），则任意一个向量v可以唯一表示成v=xi+yj+zk，称（x，y，z）为向量v在该坐标系{O；i，j，k}下的坐标，记为v=（x，y，z）；
点的坐标：设{O；i，j，k}是空间的一个以O为原点的仿射坐标系（直角坐标系），规定P点的坐标为向量OP的坐标，向量OP成为P点的定位向量或矢径，若P点的坐标为{x，y，z}，记为P（x，y，z）；
坐标轴/坐标平面/卦限：i，j，k所在的直线通常成为坐标轴或分别成为x，y，z轴，每两根坐标轴所决定的平面称为坐标平面或xOy，yOz，zOx坐标平面，3个坐标平面把空间分割成8个部分，称为该坐标系的8个卦限；
两向量的内积等于它们的对应坐标的乘积之和；
向量的长度等于它的坐标的平方和的平方根。
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'
定理：如果A可逆，那么A'也可逆，并且（A'）^（-1）=（A^（-1））'；
克莱姆法则：设A是n*n矩阵，线性方程组Ax=B——
若|A|≠0，则方程组有唯一解：xi=Δi/Δ，其中Δ=|A|，Δi为|A|中第i列换为B，其它各列与|A|相同的n阶行列式（i=1，2，……，n）.
参考资料：
《数学分析》（华东师范大学数学系 编）
《空间解析几何》（高红铸 王敬蹇 傅若男 编著）
《高等代数题解精粹》（钱吉林 编著）
数学分析——
例题（来自《数学分析（华东师范大学数学系 编）》）——
判断以下结论是否成立（若成立，说明理由；若不成立，举出反例）：若{a3k-2}、{a3k-1}和{a3k}都收敛，且有相同极限，则{an}收敛。
解：该命题成立，因为{a3k-2}、{a3k-1}和{a3k}都收敛与同一极限为a，则{an}的任一子列都收敛于a，所以{an}收敛。
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a=（3，5，6），b=（1，-2，3），求∠（a，b）.
解：
cos∠（a，b）
=ab/|a||b|
=[3*1+5*（-2）+6*3]/{[（3*3+5*5+6*6）^（1/2）]{[1*1+（-2）*（-2）+3*3]^（1/2）}}
=11/{[70^（1/2）][14^（1/2）]}
=11/{14[（5）^（1/2）]}
=（11/70）[（5）^（1/2）]；
∠（a，b）=arccos（11/70）[（5）^（1/2）].
高等代数——
例题（来自《高等代数题解精粹（钱吉林 编著）》）——
设：
（1+λ）x1+x2+x3=λ^2+2λ
x1+（1+λ）x2+x3=λ^3+2λ^2
x1+x2+（1+λ）x3=λ^4+2λ^2
当λ为何值时方程组有解，并求解.
解：由克莱姆法则，先求系数行列式
当系数行列式不为0时，即λ≠0且λ≠-3时，原方程有唯一解：
x1=（4-λ^3）/（λ+3）
x2=（4λ^2+λ-2）/（λ+3）
x3=[（λ^3+λ-1）（λ+2）]/（λ+3）
当λ=0，原方程组都可以化为x1+x2+x3=0，因此所求同阶为x1=-x2-x3，其中x2，x3为自由未知量；
当λ=-3，原方程无解。
到这里！
