每日一题274|一道经典积分不等式与欧氏空间的反对称变换问题

教育   2024-12-02 21:22   江西  

在25考研不到几周的时间,以后考前每天都更新一道数分与一道高代考题,直到考研结束,都是考研中常考题型,希望同学们好好加油!

2023/2024年名校数学专业考研真题分类.pdf

例1.  设函数 上有二阶连续导数, 且 . 求证:

并指出不等式中等号成立的条件.

证. 考虑三次多项式 ,则满足 . 此时,

由于

所以

当且仅当 ,即 时取等号成立.

例2.维欧氏空间内的一个线性空间, 满足

(1) 若的一个特征值, 证明.
(2) 证明:内存在一组标准正交基, 使在此组基下的矩阵为对角矩阵.
(3) 设的某组标准正交基下的矩阵为, 证明: 把看作复数域上的阶方阵, 其特征值必为0或纯虚数.

证. (1) 设对应的特征向量为,即,则有

所以,由于,即.

(2) 由于

是对称变换,故存在的一组标准正交基使在该基下的矩阵为对角矩阵,即证.

当然这题一开始你可能从是反对称变换角度思考,那也是没问题,那么标准正交基下矩阵为实对称矩阵,则,故在该基下的矩阵为,又为实对称矩阵,故可正交相似于对角矩阵.

(3) 设是属于特征值的特征向量,由于是实反对称矩阵,即,即

只能是和特征值.


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