设二次型 f(x1,x2,x3)=xTAx=ax12+2x22-2x32+2bx1x3(b>0), 其中二次型的矩阵A的特征值之和为1,特征值之积为-12. 利用正交变换将二次型f化为标准形,并写出所用的正交变换和对应的

admin2019-12-26  45

问题 设二次型
                 f(x1,x2,x3)=xTAx=ax12+2x22-2x32+2bx1x3(b>0),
其中二次型的矩阵A的特征值之和为1,特征值之积为-12.
利用正交变换将二次型f化为标准形,并写出所用的正交变换和对应的正交矩阵.

选项

答案由矩阵A的特征多项式 [*] 得A的特征值λ12=2,λ3=-3. 对于λ12=2,解齐次线性方程组(2E-A)x=0,得其基础解系 ξ1=(2,0,1)T,ξ2=(0,1,0)T. 对于λ3=-3,解齐次线性方程组(-3E-A)x=0,得基础解系 ξ3=(1,0,-2)T. 由于ξ1,ξ2,ξ3已是正交向量组,为得到规范正交向量组,只需将ξ1,ξ2,ξ3单位化,由此得 [*] 令矩阵 [*] 则Q为正交矩阵,在正交变换x=Qy下,有 [*] 且二次型的标准形为 f=2y12+2y22-3y32

解析
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