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设二次型f(x1,x2,x3)=(x1-x2)2+(x1-x3)2+(x3-x2)2, (Ⅰ)求二次型f的秩; (Ⅱ)求正交变换Q,使二次型f化为标准形.
设二次型f(x1,x2,x3)=(x1-x2)2+(x1-x3)2+(x3-x2)2, (Ⅰ)求二次型f的秩; (Ⅱ)求正交变换Q,使二次型f化为标准形.
admin
2017-10-25
41
问题
设二次型f(x
1
,x
2
,x
3
)=(x
1
-x
2
)
2
+(x
1
-x
3
)
2
+(x
3
-x
2
)
2
,
(Ⅰ)求二次型f的秩;
(Ⅱ)求正交变换Q,使二次型f化为标准形.
选项
答案
(Ⅰ)实对称矩阵A的特征多项式为 |λE-A|=(λ-1)
2
(λ-3), 故A的特征值为λ
1
=λ
2
=1,λ
3
=3.于是,A与对角矩阵[*]相似,又因为A与B相似,故B也与对角矩阵[*]相似,因此,B的特征值为λ
1
=λ
2
=1,λ
3
=3,且R(E-B)=1, 又因为x+5=λ
1
+λ
2
+λ
3
=5,解得x=0. 由 [*] 得y=-2,z=3. (Ⅱ)经计算可知,将实对称矩阵A化为对角矩阵的相似变换矩阵可取为P
1
=[*],即 P
1
-1
AP
1
=[*] 把矩阵B化为对角矩阵的相似变换矩阵可取为P
2
=[*],即 P
2
-1
BP
2
=[*] 取 P=P
1
P
2
-1
=[*] 有 PAP=P
2
P
1
-1
AP
1
P
2
-1
=P
2
[*]P
2
-1
=B.
解析
将A,B分别与同一个对角阵相似,再由相似的传递性,可得A,B相似.
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/Hkr4777K
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考研数学一
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