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已知二次型f(x1,x2,x3)=xTAx在正交变换x=Qy下的标准形为y12+y22,且Q的第3列为 (1)求矩阵A. (2)证明A+E为正定矩阵,其中E为3阶单位矩阵.
已知二次型f(x1,x2,x3)=xTAx在正交变换x=Qy下的标准形为y12+y22,且Q的第3列为 (1)求矩阵A. (2)证明A+E为正定矩阵,其中E为3阶单位矩阵.
admin
2020-09-25
79
问题
已知二次型f(x
1
,x
2
,x
3
)=x
T
Ax在正交变换x=Qy下的标准形为y
1
2
+y
2
2
,且Q的第3列为
(1)求矩阵A.
(2)证明A+E为正定矩阵,其中E为3阶单位矩阵.
选项
答案
(1)由于二次型在正交变换x=Qy下的标准形为y
1
2
+y
2
2
,所以A的特征值为λ
1
=λ
2
=1,λ
3
=O. 由于Q的第3列为[*].所以A对应于λ
3
=0的特征向量为α
3
=[*] 由于A是实对称矩阵,所以对应于不同特征值的特征向量是相互正交的,设属于λ
1
=λ
2
=1的特征向量为α=(x
1
,x
2
,x
3
)
T
,则α
T
α
3
=0,即[*] 取α
1
=(0,1,0)
T
,α
2
=(一1,0,1)
T
,则α
1
,α
2
与α
3
是正交的,即为对应于λ
1
=λ
2
=1的特征向量.由于α
1
,α
2
是相互正交的,所以只需单位化: [*] (2)由于A的特征值为1,1,0,所以A+E的特征值为2,2,1,则A+E的特征值全大于零,故A+E是正定矩阵.
解析
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考研数学三
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