下列二次型中,正定二次型是( )。

admin2022-03-23  35

问题 下列二次型中,正定二次型是(          )。

选项 A、f1(x1,x2,x3,x4)=(x1-x2)2+(x2-x3)2+(x3-x4)2+(x4-x1)2
B、f2(x1,x2,x3,x4)=(x1+x2)2+(x2+x3)2+(x3+x4)2+(x4+x1)2
C、f3(x1,x2,x3,x4)=(x1-x2)2+(x2+x3)2+(x3-x4)2+(x4+x1)2
D、f4(x1,x2,x3,x4)=(x1-x2)2+(x2-x3)2+(x3+x4)2+(x4+x1)2

答案D

解析 方法一
选项A:取x1=(1,1,1,1)T,使得f1(x1)=0,f1不正定。
选项B:取x2=(1,-1,1,-1)T,使得f2(x2)=0,f2不正定。
选项C:取x3=(1,1,-1,-1)T,使得f3(x3)=0,f3不正定。
由排除法知,f4(x)是正定二次型,应选D。
方法二
对于D,f4(x1,x2,x3,x4)=(x1-x2)2+(x2+x3)2+(x3+x4)2+(x4+x1)2,令

故x=C-1y是可逆线性变换,则由f4y12+y22+y32+y42知,f4是正定二次型。
方法三
f4(x1,x2,x3,x4)=(x1-x2)2+(x2+x3)2+(x3+x4)2+(x4+x1)2
=(x1-x2,x2+x3,x3+x4,x4+x1)
=(x1,x2,x3,x4
=xTDTDx=xTAx.
其中A=DTD,|D|==2≠0,D是可逆矩阵。
故知A=DTD是正定矩阵,f4是正定二次型。
方法四
写出各二次型的对应矩阵,利用顺序主子式是否都大于零来判别。
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