已知二次型f(x1,x2,x3)=x12+x22+x32-4x1x2-4x1x3+2ax2x3通过正交变换x=Qy化为标准形f(x1,x2,x3)=3y12+3y22+by32,求参数a,b及所用的正交变换.

admin2016-04-29  68

问题 已知二次型f(x1,x2,x3)=x12+x22+x32-4x1x2-4x1x3+2ax2x3通过正交变换x=Qy化为标准形f(x1,x2,x3)=3y12+3y22+by32,求参数a,b及所用的正交变换.

选项

答案本题主要考查特征值的性质及二次型通过正交变换化为标准形,是一道有一定难度的综合题. 二次型的矩阵为 [*] 由题设知矩阵A的特征值为λ1=3,λ2=3,λ3=b.由特征值的性质, [*] 解得a=-2,b=-3,从而矩阵A的特征值是3,3,-3. 当λ=3时,对(3E-A)x=0的系数矩阵作初等行变换, [*] 其基础解系为α1=(-1,1,0)T,α2=(-1,0,1)T. 当λ=-3时,对(-3E-A)=0的系数矩阵作初等行变换, [*] 其基础解系为α2=(1,1,1)T. 将α1,α2,Schmidt正交化,令 [*] 令Q=(γ1,γ2,γ3),经过正交变换x=Qy,f(x1,x2,x3)化成标准形 f(x1,x2,x3)=3y12+3y22-3y32

解析
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