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设二次型f(x1,x2,x3)在正交变换x=Py下的标准形为2y12+y22一y32,其中P=(e1,e2,e3),若Q=(e1,一e3,e2),则f(x1,x2,x3)在正交变换x=Qy下的标准形为( )
设二次型f(x1,x2,x3)在正交变换x=Py下的标准形为2y12+y22一y32,其中P=(e1,e2,e3),若Q=(e1,一e3,e2),则f(x1,x2,x3)在正交变换x=Qy下的标准形为( )
admin
2021-01-19
27
问题
设二次型f(x
1
,x
2
,x
3
)在正交变换x=Py下的标准形为2y
1
2
+y
2
2
一y
3
2
,其中P=(e
1
,e
2
,e
3
),若Q=(e
1
,一e
3
,e
2
),则f(x
1
,x
2
,x
3
)在正交变换x=Qy下的标准形为( )
选项
A、2y
1
2
—y
2
2
+y
3
2
。
B、2y
1
2
+y
2
2
一y
3
2
。
C、2y
1
2
一y
2
2
一y
3
2
。
D、2y
1
2
+y
2
2
+y
3
2
。
答案
A
解析
方法一:由题设可知f=x
T
Ax=y
T
(P
T
AP)y=2y
1
2
+y
2
2
一y
3
2
。且
Q
T
AQ=B
T
(P
T
AP)B=
。
所以f=x
T
Ax=y
T
(Q
T
AQ)y=2y
1
2
—y
2
2
+y
3
2
。答案选A。
方法二:由题意可知,二次型f(x
1
,x
2
,x
3
)的矩阵A的特征值为2,1,一1,对应的特征向量分别为e
1
,e
2
,e
3
。由特征向量的性质可知,e
1
,e
2
,一e
3
仍然分别是属于特征值2,1,一1的特征向量,同时e
1
,e
2
,一e
3
仍为单位正交向量组,故Q
T
AQ=diag{2,一1,1}。所以二次型f(x
1
,x
2
,x
3
)在正交变换x=Qy下的标准形为2y
1
2
一y
2
2
+y
3
2
。故选A。
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