设二次型f(x1,x2,x3)=2x12-x22+ax32+2x1x2-8x1x3+2x2x3在正交变换x=Qy下的标准形为λ1y12+λ2y22,求a的值及一个正交矩阵Q.

admin2022-11-28  7

问题 设二次型f(x1,x2,x3)=2x12-x22+ax32+2x1x2-8x1x3+2x2x3在正交变换x=Qy下的标准形为λ1y122y22,求a的值及一个正交矩阵Q.

选项

答案设二次型f(x1,x2,x3)=xTAx,其中[*]  由于二次型f(x1,x2,x3)经正交变换后,得到的标准形为λ1y122y22,可知r(A)=2.  解得a=2.  当a=2时,二次型矩阵A为实对称矩阵,且其特征多项式为  [*]  解得特征值为λ1,2,3=﹣3,0,6.  由(﹣3E-A)x=0,可得A的属于特征值为﹣3的特征向量为α1=(1,﹣1,1)T;  由(0E-A)x=0,可得A的属于特征值为0的特征向量为α2=(1,2,1)T;  由(6E-A)x=0,可得A的属于特征值为6的特征向量为α3=(﹣1,0,1)T.  由于实对称矩阵A的不同特征值对应的特征向量是正交的,则将α1,α2,α3单位化可得  [*]

解析
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