设二次型,其中二次型的矩阵A的特征值的和为l,特征值的乘积为-12。 (Ⅰ)求a,b的值; (Ⅱ)利用正交变换将二次型化为标准形,并写出所作的正交变换和对应的正交矩阵。

admin2019-11-03  21

问题 设二次型,其中二次型的矩阵A的特征值的和为l,特征值的乘积为-12。
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)利用正交变换将二次型化为标准形,并写出所作的正交变换和对应的正交矩阵。

选项

答案(Ⅰ)二次型f对应的矩阵为A[*] 设A的特征值λ1,λ2,λ3满足已知条件,则λ1+λ2+λ3=a+2-2=1,λ1+λ2+λ3=|A|=-4a-2b2=-12。解得a=l,b=±2,已知b>0,因此a=1,b=2。 (Ⅱ)由矩阵A的特征多项式 [*] 解得A的三个特征值分别为2,2,-3。 由 [*] 可求得属于特征值2的特征向量有两个,分别为ξ1=(0,1,0)T,ξ2=(2,0,1)T。 由 [*] 可求得属于特征值一3的特征向量为ξ3=(1,0,一2)T。 由于A的三个特征向量已经两两正交,因此只需要单位化,即 [*] 可得正交矩阵 [*] 令x=Qy,则有 [*]

解析 本题主要考查特征值的性质、特征值和特征向量的求解以及用正交变换法化二次型为标准形。
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