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已知二次型f(x1,x2,x3)=(1一a)x12+(1一a)x22+2x32+2(1+a)1x2的秩为2. (I)求a的值; (Ⅱ)求正交变换x=Qy,把f(x1,x2,x3)化成标准形; (III)求方程f(x1,x2,x3)=0的解.
已知二次型f(x1,x2,x3)=(1一a)x12+(1一a)x22+2x32+2(1+a)1x2的秩为2. (I)求a的值; (Ⅱ)求正交变换x=Qy,把f(x1,x2,x3)化成标准形; (III)求方程f(x1,x2,x3)=0的解.
admin
2016-04-11
35
问题
已知二次型f(x
1
,x
2
,x
3
)=(1一a)x
1
2
+(1一a)x
2
2
+2x
3
2
+2(1+a)
1
x
2
的秩为2.
(I)求a的值;
(Ⅱ)求正交变换x=Qy,把f(x
1
,x
2
,x
3
)化成标准形;
(III)求方程f(x
1
,x
2
,x
3
)=0的解.
选项
答案
(1)f的秩为2,即f的矩阵 [*] 可知A的特征值为λ
1
=λ
2
=2,λ
3
=0. A的属于λ
1
=2的线性无关的特征向量为 η
1
=(1,l,0)
T
,η
2
=(0,0,1)
T
A的属于λ
3
=0的线性无关的特征量为 η
3
=(-1,1,0)
T
易见η
1
,η
2
,η
3
,两两正交.将η
1
,η
2
,η
3
单位化得 [*] 取Q=(e
1
,e
2
,e
3
),则Q为正交矩阵.作正交变换x=Qy,得f的标准形为 f(η
1
,η
2
,η
3
)=λ
1
y
1
2
+λ
2
y
2
2
+λ
3
y
3
2
=2y
1
2
+2y
1
2
. (3)在正交变换x=Qy下,f(η
1
,η
2
,η
3
)=0化成2y
1
2
+2y
1
2
=0,解之得y
1
一y
2
=0,从而得所求方程的解为x=Q[*]=y
3
e
3
=k(-1,1,0)
2
,其中k为任意常数。
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/m8w4777K
0
考研数学一
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