1、aaaaa 32132132132131213213231312 称为三阶行列式.事实上行列式是所有不同行不同列元素乘积的代数和,所以对于二阶行列式和三阶行列式计算公式可以用对角展开来记,如图2.8,其中实线连接的无素乘积前用负号.三阶行列式的计算也可以用降阶的方法来计算; aaa321331223213231312 利用三阶行列式,我们可以把向量积写成行列式形式,如果, ,则)(azyx( )(bzyx(bazyxkjiba在上述行列式中,将 , , 看成是一般的参数,按行列式计算方ijk法计算即可.直接计算(或者通过 4.2 节的行列式性质 4.2.1,性质4.2.2,可以得到向量积的如下
2、性质:性质 4.2.3 设 , , ,是空间的任意向量, 是实数,则abcc(bacbijkikji)()4)()3)2(1;,例 2.2.11 设 ,求同时垂直于 , 的单位量.)123()1(, ba ab解 由向量积的定义知 kjikjiba53123同时垂直于 , ,所以 (3,5,1)就是要求的单位向量.ab5)(0ba例 2.2.12 已知 ABC 的顶点 A(1,2,3) ,B (3,4,5, ) ,C( 2, 4,7, ) ,求ABC 的面积和角 A 的正弦.解 .264123),(2kjikjiACBSABC = ,4.32sini ACBA例 2.2.13 证明恒等式 .)
3、()()( acbacba证明 设 则, )()()( 321321321 cba), ,)( 2323113 32312112ccba cbaba ).( )(),( ,(.)(3213 32132122 321cbac 所以 .()cbcba注意:上面的公式通常称为二重向量积展开式,我们也可以不用向量的坐标,而直接用向量的积来证明(请看补充题 2.2).从这个公式可以看出,向量积不满足结合律,就是说,一般 ).()(cba向量的混合积定义 2.2.14 设 为三个向量,定义混合积 =a321, a321, .)21(a3如果 则可以得到),11(zyx),22(zyx),33(zyx(2)
4、零向量 0 的公解式是唯一的;(3)把 , 任意公成两组 , 与,21vr ,2vil jt(s+t=r),则有,2jljt( ) ( )=0;iil2isiil2jt(4)设 的一个基为 (1ir),则 是vi ,ijil的一个基; r21(5) .dimidi)dim( 2121 vvvrr 这个定理的证明与 r=2 的情形基本一样,这里就不再重复了 .习题 6.5习题 6.5.1 设 M(R)是全体实函数所成的实数域上的线性空间,W 1 是全体偶函数所成的子集,W 2 是全体厅函数所成的子集,证明:W 1 与 W2 是 M(R)的子空间,且 M(R)= W 1 W2. +习题 6.5.2
5、 设 W1 与 W2 分别是齐次线性方程组 与0xn的解空间.证明 Rn= W1 W2,这里 R 是实数域.xn21 +习题 6.5.3 如果 ,而 ,证明: .v21vvv21习题 6.5.4 试用几何空间的例子来说明:若 U,V ,Y 是子空间,且满足条件 U V=X, ,是否必有 + X?)()(6.6 线性空间的同构定义 6.6.1 数域 F 上两个线性空间 V 与 称为同构,如果存在一个由 V 到 的又射 ,它具有性质:/ WV :(1) ;,)()( (2) .Fkk,这样的映射 称为线性空间 V 与 的同构映射,记作 . V由定义可以看出同构映射有如下性质: );()()()(2
6、;(),0)1 2121 rrr kkkka 、3、V 中向量 , 线性相关的充分必在条件是 中的对应r( V量 线性相关;)()()21r(4、如果 是线性空间 V 到线性空间 的同构映射,则V;Vdimi5、同构映射的逆映射以及两个同构映射的乘积仍是同构映射.这 5 条很容易证明的,作为习题留给读者自己来做.定理 6.6.2 数域 F 上的两个有限维线性空间同构的充分必要条件是它们的维数相同.证明 必要性上面已有,现证充分性。设 是线性空间 V 的一个基,,21anB是线性空间 的一个基,下面我们就来找一个 V,1 到 的同映射.V我们取 V 到 的这们一个映射:使关于基 B 与 有相同坐
7、标的向量 相对应,即, nn xxx21221:为双射是显然的.我们来证明 具有定义 6.6.1 中所述性质.任取 ,且设V,nxyx21则 nny)()()( 2211 按 的定义,同样可证 ,故 是同构映射,即 V 到 同构.)()(k 在线性空间的抽象讨论中,同构的线性空间都有相同的代数性质,因而对于同构的线性空间没有必在再加以区别,我们可以把同构的线性空间看作是同一个空间.因此,定理 6.6.2 说明了,维数是有限维线性空间唯一的本质特征.特别,每一个数域 F 上 n 维线性空间都与 Fn 同构,而同构的空间有相同的性质,所以,我们以前所得到的关于有序 n 元数组的向量空间的一些结果,在一般的线性空间中也是成立的,而不必一一重新证明.