设二次型f(x1,x2,x3)=x12+x22+x32-2x1x2-2x1x3+2ax2x3(a

admin2019-06-06  30

问题 设二次型f(x1,x2,x3)=x12+x22+x32-2x1x2-2x1x3+2ax2x3(a<0)通过正交变换化为标准形2y12+2y22+by32
(Ⅰ)求常数a,b的值;
(Ⅱ)求正交变换矩阵;
(Ⅲ)当|X|=1时,求二次型的最大值.

选项

答案(Ⅰ)令[*], 则 f(x1,x2,x3)=XTAX.因为二次型经过正交变换化为2y12+2y22+by32,所以矩阵A的特征值为λ1=λ2=2,λ3=b.由特征值的性质得[*]解得a=﹣1,b=﹣1. (Ⅱ)当λ1=λ2=2时,由(2E-A)X=0,得[*]当λ3=﹣1时;由(﹣E-A)X=0,得[*] 令[*], 单位化得[*] (Ⅲ)因为Q为正交矩阵,所以|X |=1时,|Y|=1,当|Y|=1时,二次型的最大值为2.

解析
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