设有n元实二次型f(x1,x2,…,xn)=(x1+α1x2)2+(x2+x2x3)2+…+(xn-1+an-1xn)2+(xn+anx1)2,其中ai(i=1,2,…,n)为实数。试问:当a1,a2,…,an满足何种条件时,二次型f(x1,x2,…,xn

admin2019-05-08  48

问题 设有n元实二次型f(x1,x2,…,xn)=(x11x2)2+(x2+x2x3)2+…+(xn-1+an-1xn)2+(xn+anx1)2,其中ai(i=1,2,…,n)为实数。试问:当a1,a2,…,an满足何种条件时,二次型f(x1,x2,…,xn)为正定二次型。

选项

答案由题设条件知,对任意的x1,x2,…,xn,有 f(x1,x2,…,xn)≥0 其中等号成立当且仅当 [*] 方程组(*)仅有零解的充分必要条件是其系数行列式不为零,即 [*] 所以,当1+(一1)n+1a1,a2…an≠0时,对于任意的不全为零的x1,x2,…,xn,有f(x1,x2,…,xn)>0,即当 a1a2…,an≠(一1)n时,二次型,为正定二次型。

解析 本题综合考查二次型的正定性、齐次方程组仅有零解的条件、行列式的展开法则等知识及其灵活应用。注意,本题将f正定归结为齐次方程组(*)仅有零解,是求解的关键。本题f是平方和,所以也可以考虑用标准形来作:若矩阵

就可将f化成规范形f=y12+y22+…+yn2。因此,由|A|≠0,就可得a1a2…an≠(一1)n,此时,f正定。
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