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设二次型F(x1,x2,x3)=xTAx=(x1,x2,x3) (Ⅰ)用正交变换化二次型为标准形,并求所作正交变换; (Ⅱ)求该二次型; (Ⅲ)f(x1,x2,x3)=1表示什么曲面?
设二次型F(x1,x2,x3)=xTAx=(x1,x2,x3) (Ⅰ)用正交变换化二次型为标准形,并求所作正交变换; (Ⅱ)求该二次型; (Ⅲ)f(x1,x2,x3)=1表示什么曲面?
admin
2020-04-22
37
问题
设二次型F(x
1
,x
2
,x
3
)=x
T
Ax=(x
1
,x
2
,x
3
)
(Ⅰ)用正交变换化二次型为标准形,并求所作正交变换;
(Ⅱ)求该二次型;
(Ⅲ)f(x
1
,x
2
,x
3
)=1表示什么曲面?
选项
答案
(Ⅰ)由题设条件 [*] 故B的3个列向量都是Ax=0的解向量,也是A的对应λ=0的特征向量,其中 [*] 线性无关且正交, [*]=ξ
1
+ξ
2
,故λ=0至少是二重特征值. 又因[*] 另一个特征值是λ
3
=2,故λ
1
=λ
2
=0是二重特征值.因A是实对称矩阵,故对应λ
3
=2的特征向量应与ξ
1
,ξ
2
正交,设ξ
3
=(x
1
,x
2
,x
3
)
T
,则有 [*] 故存在正交变换x=Qy,其中 [*] (Ⅱ)先求二次型对应矩阵,因 [*] 故所求二次型为f(x
1
,x
2
,x
3
)=[*](x
1
2
+x
2
2
+4x
3
2
+2x
1
x
2
-4x
1
x
3
-4x
2
x
3
)=[*](x
1
+x
2
-2x
3
)
2
. (Ⅲ)由(Ⅱ)得二次型 f(x
1
,x
2
,x
3
)=[*](x
1
2
+x
2
2
+4x
3
2
+2x
1
x
2
-4x
1
x
3
-4x
2
x
3
)=[*](x
1
+x
2
-2x
3
)
2
, 若f(x
1
,x
2
,x
3
)=1,得x
1
+x
2
-2x
3
=[*]表示两个平行平面.
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/B7S4777K
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考研数学一
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