已知A=,二次型f(x1,x2,x3)=xT(ATA)x的秩为2. (I)求实数a的值; (II)求正交变换x=Qy将f化为标准形.

admin2016-04-11  51

问题 已知A=,二次型f(x1,x2,x3)=xT(ATA)x的秩为2.
(I)求实数a的值;
(II)求正交变换x=Qy将f化为标准形.

选项

答案(I) 因为r(ATA)=r(A),对A施以初等行变换 [*] 可见当a=一1时,r(A)=2,所以a=一1. (Ⅱ)[*] =(λ一2)(λ2一6λ)=λ(λ一2)(λ一6) 于是得ATA的特征值为λ1=2,λ2=6,λ3=0. 对于λ=2,由求方程组(2E—ATA)x=0的一个非零解, 可得属于λ1=2的一个单位特征向量[*](1,一1,0)T; 对于λ2=6,由求方程组(6E一ATA)x=0的一个非零解, 可得属于λ2=6的一个单位特征向量[*](1,1,2)T; 对于λ3=0,由求方程组(ATA)x=0的一个非零解, 可得属于λ3=0的一个单位特征向量[*](1,1,一1)T. 令矩阵Q=[*] 则f在正交变换x=Qy下的标准形为f=2y12+6y22

解析
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