空间几何
向量
数量积
定义
设 a,ba, ba,b 是两个几何向量,称 ∣a∣∣b∣cosθ\left\vert a\right\vert \left\vert b\right\vert \cos\theta∣a∣∣b∣cosθ 为 aaa 与 bbb 的数量积或内积,记作 a⋅ba \cdot ba⋅b,即
a⋅b=∣a∣∣b∣cosθa \cdot b = \left\vert a\right\vert \left\vert b\right\vert \cos\theta
a⋅b=∣a∣∣b∣cosθ
性质
a⋅b=b⋅aa \cdot b = b \cdot aa⋅b=b⋅a(交换律)
(ka)⋅b=k(a⋅b)(ka) \cdot b = k(a \cdot b)(ka)⋅b=k(a⋅b)
(a+b)⋅c=a⋅c+b⋅c(a + b) \cdot c = a \cdot c + b \cdot c(a+b)⋅c=a⋅c+b⋅c(分配律)
a⋅a≥0a \cdot a \ge 0a⋅a≥0。此外,a⋅a=0a \cdot a = 0a⋅a=0 的充要条件是 a=0a = 0a=0 ...
连续
连续
定义
设函数 y=f(x)y = f(x)y=f(x) 在点 x0x_0x0 的某一邻域内有定义,如果
limΔx→0=limΔx→0∣f(x0+Δx)−f(x0)∣=0\lim\limits_{\Delta x \to 0} = \lim\limits_{\Delta x \to 0}\left\vert f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)\right\vert = 0
Δx→0lim=Δx→0lim∣f(x0+Δx)−f(x0)∣=0
那么就称函数 y=f(x)y = f(x)y=f(x) 在点 x0x_0x0 连续。
也可表述为:
设函数 y=f(x)y = f(x)y=f(x) 在点 x0x_0x0 的某一邻域内有定义,如果
limx→x0f(x)=f(x0)\lim\limits_{x \to x_0}f(x) = f(x_0)
x→x0limf(x)=f(x0)
那么就称函数 f(x)f(x)f(x) 在点 x0x_0x0 连续。
也可用 ε − δ\varepsilon\!-\!\deltaε−δ 语言表述为:
f( ...
导数
导数
定义
设函数 y=f(x)y = f(x)y=f(x) 在点 x0x_0x0 的某个邻域内有定义,当自变量 xxx 在 x0x_0x0 处取得增量 Δx\Delta xΔx(点 x0+Δxx_0 + \Delta xx0+Δx 仍在该邻域内)时,相应地,因变量取得增量 Δy=f(x0+Δx)−f(x0)\Delta y = f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)Δy=f(x0+Δx)−f(x0);如果 Δy\Delta yΔy 与 Δx\Delta xΔx 之比当 Δx→0\Delta x \to 0Δx→0 时的极限存在,那么称函数 y=f(x)y = f(x)y=f(x) 在点 x0x_0x0 处可导,并称这个极限为函数 y=f(x)y = f(x)y=f(x) 在点 x0x_0x0 处的导数,记为 f′(x0)f^\prime(x_0)f′(x0),即
f′(x0)=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0f(x0+Δx)−f(x0)Δxf^\prime (x_0) = \lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{\D ...
函数
映射
定义
设 X,YX, YX,Y 是两个非空集合,如果存在一个法则 fff,使得对 XXX 中每个元素 xxx,按法则 fff,在 YYY 中有唯一确定的元素 yyy 与之对应,那么称 fff 为从 XXX 到 YYY 的映射,记作
f:X→Yf:X\rightarrow Y
f:X→Y
其中 yyy 称为元素 xxx(在映射 fff 下)的像,并记作 f(x)f(x)f(x),即
y=f(x)y = f(x)
y=f(x)
而元素 xxx 称为元素 yyy(在映射 fff 下)的一个原像;集合 XXX 称为映射 fff 的定义域,记作 Df=XD_f = XDf=X;XXX 中所有元素的像所组成的集合称为映射 fff 的值域,记作 RfR_fRf 或 f(X)f(X)f(X),即
Rf=f(X)={f(x)∣x∈X}R_f = f(X) = \{f(x) | x \in X\}
Rf=f(X)={f(x)∣x∈X}
从上述映射的定义中,需要注意的是:
构成一个映射必须具备以下三个要素:集合 XXX,即定义域 Df=XD_f = XDf=X;集合 YYY,即值域的范围:R ...
二次型
合同矩阵
定义
给定两个 nnn 阶方阵 AAA 和 BBB,如果存在可逆矩阵 CCC,使得
B=C′ACB = C^\prime A C
B=C′AC
则称 AAA 和 BBB 合同。
性质
自反性:任一 nnn 阶方阵 AAA 都与自身合同
对称性:若 AAA 与 BBB 合同,则 BBB 与 AAA 合同
传递性:若 AAA 与 BBB 合同,且 BBB 与 CCC 合同,则 AAA 与 CCC 合同
对任一实对称矩阵 AAA,存在正交矩阵 PPP,使 P−1AP=P′AP=DP^{-1}AP = P^\prime AP = DP−1AP=P′AP=D 为对角矩阵,因此,任一实对称矩阵都与对角矩阵合同。
对称矩阵与非对称矩阵不合同。
若 A,BA, BA,B 均为实对称矩阵,则
A⋍B⇔A 与 B 的正惯性指数,负惯性指数对应相等A \backsimeq B \Leftrightarrow A\,与\,B\,的正惯性指数,负惯性指数对应相等
A⋍B⇔A与B的正惯性指数,负惯性指数对应相等
二次型
定义
含有 nnn 个变量 x1,x2,⋯ ,xnx_1, x_2, \cdot ...
多元函数
多元函数的基本概念
N 维空间
称有序数组 (x1,x2,⋯ ,xn)(x_1, x_2, \cdots, x_n)(x1,x2,⋯,xn) 为一个 nnn 维点(nnn 维向量)。所有 nnn 维点组成的集合称之为 nnn 维空间,记为 Rn\mathbb{R}^nRn。
N 维空间的距离
设 A(x1,x2,⋯ ,xn)A(x_1, x_2, \cdots, x_n)A(x1,x2,⋯,xn) 和 B(y1,y2,⋯ ,yn)B(y_1, y_2, \cdots, y_n)B(y1,y2,⋯,yn) 为 Rn\mathbb{R}^nRn 空间上任意两点,称
ρ(A,B)=(x1−y1)2+(x2−y2)2+⋯+(xn−yn)2\rho(A, B) = \sqrt{(x_1 - y_1)^2 + (x_2 - y_2)^2 + \cdots + (x_n - y_n)^2}
ρ(A,B)=(x1−y1)2+(x2−y2)2+⋯+(xn−yn)2
为 A,BA, BA,B 两点间的距离。
邻域
设 α=(a1,a2,⋯ ,an)∈Rn\alpha = ( ...
第二型积分
第二型积分
定义
设 Ω\OmegaΩ 为空间上一有向几何体,即在 Ω\OmegaΩ 上每一点 PPP 处都确定了一方向 eP→\overrightarrow{e_P}eP,P∈ΩP \in \OmegaP∈Ω,A→(P)\overrightarrow{A}(P)A(P) 为 Ω\OmegaΩ 上一向量值函数。首先,将 Ω\OmegaΩ 任意分成 nnn 个有向几何体 ΔΩ1,ΔΩ2,⋯ ,ΔΩn\Delta\Omega_1, \Delta\Omega_2, \cdots, \Delta\Omega_nΔΩ1,ΔΩ2,⋯,ΔΩn;然后在每一个有向几何体上做内积 A→(P)⋅ΔΩi→(i=1,2,⋯ ,n),Pi∈ΔΩi\overrightarrow{A}(P) \cdot \Delta\overrightarrow{\Omega_i}(i = 1, 2, \cdots, n), P_i \in \Delta\Omega_iA(P)⋅ΔΩi(i=1,2,⋯,n),Pi∈ΔΩi,ΔΩi→\Delta\overrightarrow{\Omega_i}ΔΩi 是以 ΔΩi ...
函数项级数
函数项级数
定义
设 fn(x)f_n(x)fn(x) 是定义在 DDD 上的一串函数(n=1,2,3,⋯n = 1, 2, 3, \cdotsn=1,2,3,⋯),也称之为函数序列,用 + 号将其一次连接起来,f1(x)+f2(x)+⋯+fn(x)+⋯≜∑n=1∞fn(x)f_1(x) + f_2(x) + \cdots + f_n(x) + \cdots \triangleq \sum\limits_{n=1}^\infty f_n(x)f1(x)+f2(x)+⋯+fn(x)+⋯≜n=1∑∞fn(x) 称之为 DDD 上的函数项级数。Sn=f1(x)+f2(x)+⋯+fn(x)S_n = f_1(x) + f_2(x) + \cdots + f_n(x)Sn=f1(x)+f2(x)+⋯+fn(x) 称为部分和。rn(x)=fn+1(x)+fn+2(x)+⋯r_n(x) = f_{n+1}(x) + f_{n+2}(x) + \cdotsrn(x)=fn+1(x)+fn+2(x)+⋯ 为函数项级数的余项。
对 x0∈Dx_0 \in Dx0∈D,若 ∑n= ...
数项级数
级数
定义
设 {an}\{a_n\}{an} 为一个无穷数列,用 + 将 ana_nan 的项依次连起来,得到一个式子 a1+a2+⋯+an+⋯a_1 + a_2 + \cdots + a_n + \cdotsa1+a2+⋯+an+⋯,称此式子为 (无穷数项)级数,简记为 ∑n=1∞an\sum\limits_{n=1}^\infty a_nn=1∑∞an
a1a_1a1 称为第一项,ana_nan 称为通项,Sn=a1+a2+⋯+anS_n = a_1 + a_2 + \cdots + a_nSn=a1+a2+⋯+an 称为部分和。
敛散性
设 ∑n=1∞an\sum\limits_{n=1}^\infty a_nn=1∑∞an 为一级数,Sn=a1+a2+⋯+anS_n = a_1 + a_2 + \cdots + a_nSn=a1+a2+⋯+an 为其部分和,若 limn→∞Sn\lim\limits_{n\to\infty} S_nn→∞limSn 存在,则称级数 ∑n=1∞an\sum\limits_{n=1}^\infty a_ ...
黎曼积分
在实分析中,由黎曼创立的黎曼积分(英语:Riemann integral)首次对函数在给定区间上的积分给出了一个精确定义。黎曼积分在技术上的某些不足之处可由后来的黎曼-斯蒂尔杰斯积分和勒贝格积分得到修补。