【数学基础48】每天三道题（数学分析+解析几何+线性代数）

预备知识：

1. 公式：（axb）^2+（ab）^2=a^2b^2；

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；

3. 性质：（axb）xc是和a，b共面且垂直于c的向量；

4. （axb）xc=（ac）b-（bc）a；

5. 拉格朗日恒等式：（axb）（a'xb'）=（aa'）（bb'）-（ab'）（ba'）；

6. （axb）x（a'xb'）=（a，b，b'）a'-（a，b，a'）b'=（a，a'，b'）b-（b，a'，b'）a.
   

7. 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。

8. 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。

9. 矩阵对应行列式满足：|AB|=|A||B|；

10. 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。

11. A的伴随矩阵A*满足：A*=|A|A^（-1）

12. 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）

13. 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|。

14. 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。

15. 定义：如果AB=BA，则称A与B可交换。

16. 矩阵转置运算律——

    （A+B）'=A'+B'

    （kA）'=kA'

    （AB）'=B'A'

17. 定理：如果A可逆，那么A'也可逆，并且（A'）^（-1）=（A^（-1））'。

参考资料：

1. 《数学分析习题演练》（周民强 编著）

2. 《空间解析几何》（高红铸 王敬蹇 傅若男 编著）

3. 《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）》）——

试求下述（和式）数列{an}的极限lim an：an=（1^n+2^n+……+n^n）^（1/n）/n.

解：

1. 1=（n^n）^（1/n）/n<an<（n*n^n）^（1/n）/n；

2. lim（n*n^n）^（1/n）/n=lim[n^（1/n）][（n^n）^（1/n）]/n=1；

3. 由夹逼准则：lim an=1.

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）》）——

对于任意四个向量a，b，c，d，试证

b（a，c，d）-a（b，c，d）+d（c，a，b）-c（d，a，b）=0.

证：

1. 四个三维向量必线性相关，故不妨设d=λa+μb+νc；

2. b（a，c，d）-a（b，c，d）+d（c，a，b）-c（d，a，b）

   =b（a，c，（λa+μb+νc））-a（b，c，（λa+μb+νc））+（λa+μb+νc）（c，a，b）-c（（λa+μb+νc），a，b）

   =b（a，c，μb）-a（b，c，λa）+（λa+μb+νc）（c，a，b）-c（νc，a，b）

   =μb（a，c，b）-λa（a，b，c）+（λa+μb+νc）（a，b，c）-νc（a，b，c）

   =（-μb-λa+（λa+μb+νc）-νc）（a，b，c）

   =0（a，b，c）

   =0，证毕。

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：可逆的斜对称矩阵的逆矩阵仍是斜对称矩阵。

证：设A是可逆的斜对称矩阵，则（A^（-1））'=（A'）^（-1）=（-A）^（-1）=-A^（-1），因此A^（-1）是斜对称矩阵。

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