本周作业:
尤承业书 207-211 页 12、16、17(2)、18(2),19,60-62 页 3、4、8,72-74 页 5、7、9、10,81-84 页 13(1),14(1)。
另外补充三道题如下。(如果你做了“选做题”中任何一道,那么上面这些尤书中的习题,你可以酌情跳过一些不做。选择权交给你自己吧。)
1. (选做题一)在平面上建立适当坐标系,用坐标法证Pappus定理(尤书 223 页有定理表述,对应 224 页图 5.2)。(注意课上的提醒,想想怎样才能简化计算、澄清关系。)
2. (选做题二)设 \(a\) 是一个单位四元数,也就是模长为 1 的四元数。考虑它在四元数空间上的“共轭作用” \(f_a\) 如下:任给一个四元数 \(v\), \(f_a\) 把它映为 \(f_a(v)=av\bar{a}\) . 这里右边是三个四元数相乘, \(\bar{a}\) 是 \(a\) 的共轭(参考第 6 周习题课文档)。证明:这个作用是全体纯虚四元数(包括 0)构成的三维空间(假设 \(i,j,k\) 构成幺正基)上的一个等距变换,保定向,保原点0,从而是一个旋转。(这个旋转的转轴与这个单位四元数 \(a\) 是什么关系?)
3. (选做题三,借此总结和检验你的理解)对于空间等距变换,可以根据“是否有不动点”和“保定向/反定向”分成四类。请自选其中一类,用矩阵和特征值方法,完成这个类型的刻画与分类,并要求写清完整的讨论过程和证明。(例如,保定向且有不动点,必定是绕某个固定轴的空间旋转)。