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今天我们来探讨一个有趣的数学概念——好数。如果一个有理数m可以表示为3x²减8xy加6y²的形式,其中x和y是有理数,那么我们就称m为好数。让我们通过几个具体例子来理解这个定义。当x等于1,y等于0时,我们得到m等于3。当x等于0,y等于1时,m等于6。当x和y都等于1时,m等于1。当x等于2,y等于1时,m等于2。这些都是好数的例子。
现在我们将好数的二次型表示转换为矩阵形式。二次型3x²减8xy加6y²可以写成矩阵乘积的形式,即x和y组成的行向量,乘以系数矩阵,再乘以x和y组成的列向量。系数矩阵的对角元素是3和6,非对角元素是负4。接下来计算这个矩阵的行列式,等于3乘以6减去负4乘以负4,即18减16等于2。由于行列式为正,这是一个正定二次型,这意味着所有的好数都是正数。
现在我们来验证两个好数的乘积是否仍然是好数。设m1等于3x1²减8x1y1加6y1²,m2等于3x2²减8x2y2加6y2²,我们需要证明m1乘以m2也能表示为3X²减8XY加6Y²的形式。我们可以使用复数表示的方法。每个好数都可以写成某个复数的模长的平方。利用复数乘积的性质,两个复数的模长的乘积等于它们乘积的模长,因此两个好数的乘积仍然可以表示为同样的二次型形式。例如,3乘以6等于18,而18确实可以表示为好数的形式。
现在我们来分析好数的商是否仍然是好数。这个问题比乘积更复杂。让我们通过一个具体的反例来验证。取m1等于2,这可以通过x等于1,y等于负1得到。取m2等于3,这可以通过x等于1,y等于0得到。那么m1除以m2等于三分之二。现在我们需要检验三分之二是否能表示为3x²减8xy加6y²的形式。通过尝试各种有理数值,我们发现无法找到合适的x和y使得等式成立。因此,三分之二不是好数,这说明好数的商不一定是好数。
现在我们进行深入的商的判定分析。根据二次型的表示理论,我们可以系统地说明并非所有好数的商都是好数。让我们看更多的例子:6除以3等于2,这是好数;但3除以6等于二分之一,这不是好数;三分之一也不是好数。通过这些分析,我们得出最终结论:两个非零好数的积是好数,但两个非零好数的商不一定是好数。换句话说,好数集合在乘法运算下是封闭的,但在除法运算下不封闭。这完整回答了原问题。