设二次型xTAx=ax12+2x22-x32+8x1x2+2bx1x3+2cx2x3,实对称矩阵A满足AB=0,其中B= (Ⅰ)用正交变换将二次型化为标准形,并写出所作的正交变换; (Ⅱ)判断矩阵A与B是否合同,并说明理由。

admin2020-01-15  19

问题 设二次型xTAx=ax12+2x22-x32+8x1x2+2bx1x3+2cx2x3,实对称矩阵A满足AB=0,其中B=
(Ⅰ)用正交变换将二次型化为标准形,并写出所作的正交变换;
(Ⅱ)判断矩阵A与B是否合同,并说明理由。

选项

答案(Ⅰ)二次型对应的实对称矩阵为A=[*],因为AB=0,所以 [*] 从而[*]解得[*] 下面求A的特征值 [*] A的特征值为0,6,-6。 当λ=0时,求解线性方程组(OE-A)x=0,解得a1=(1,0,1)T; 当λ=6时,求解线性方程组(6E-A)x=0,解得a2=(-1,-2,1)T; 当λ=-6时,求解线性方程组(-6E-A)x=0,解得a3=(-1,1,1)T。 下面将a1a2a3单位化 [*] 令 [*] 则二次型通过正交变换x=Qy化为标准型f=6y22-6y32,其中 [*] (Ⅱ)矩阵A与B不合同。因为r(A)=2,r(B)=1,由合同的必要条件可知矩阵A与B不合同。

解析
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