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设二次型xTAx=x12+4x22+x32+2ax1x2+2bx1x3+2cx2x3,矩阵 满足AB=0. ①用正交变换化xTAx为标准形,写出所作变换. ②求(A一3E)6.
设二次型xTAx=x12+4x22+x32+2ax1x2+2bx1x3+2cx2x3,矩阵 满足AB=0. ①用正交变换化xTAx为标准形,写出所作变换. ②求(A一3E)6.
admin
2017-11-23
46
问题
设二次型x
T
Ax=x
1
2
+4x
2
2
+x
3
2
+2ax
1
x
2
+2bx
1
x
3
+2cx
2
x
3
,矩阵
满足AB=0.
①用正交变换化x
T
Ax为标准形,写出所作变换.
②求(A一3E)
6
.
选项
答案
[*] ①先作正交矩阵Q,使得Q
-1
AQ是对角矩阵. 条件说明B的3个列向量都是A的特征向量,并且特征值都是0.由于B的秩大于1,特征值的重数大于1.于是A的特征值为0,0,6.(tr(A)=6.) 求属于特征值0的两个单位正交特征向量: 对B的第1,2两个列向量α
1
=(1,0,1)
T
,α
2
=(2,一1,0)
T
作施密特正交化: η
1
=α
1
/||α
1
||=[*](1,0,1)
T
,η
2
=β
2
/||β
2
||=[*](1,一1,一1)
T
. 求属于特征值6的一个单位特征向量:属于特征值6的特征向量与α
1
,α
2
都正交, [*] 的非零解,求出α
3
=(1,2,一1)
T
是属于6的一个特征向量,单位化 η
3
=α
3
/||α
3
||=[*](1,2,-1)
T
. 记Q=(η
1
,η
2
,η
3
,则Q是正交矩阵,Q
-1
AQ= [*] 作正交变换x=Qy,它x
T
Ax化为标准二次型6y
3
2
. ②A的特征值为0,0,6,则A一3E的特征值为一3,一3,3,(A一3E)
6
的3个特征值都是3
6
. 于是(A一3E)
6
~3
6
E=>(A一3E)
6
=3
6
E.
解析
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考研数学一
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