(2012年试题,三)已知二次型f(x1,x2,x3)=xT(ATA)x的秩为2, (1)求实数α的值; (2)求正交变换x=Qy将f化为标准形.

admin2021-01-19  48

问题 (2012年试题,三)已知二次型f(x1,x2,x3)=xT(ATA)x的秩为2,
(1)求实数α的值;
(2)求正交变换x=Qy将f化为标准形.

选项

答案(1)由题,二次型的秩为2,意即矩阵ATA的秩也为2,|ATA|=0,[*]=(a2+3)(a+1)2=0,得a=一1(2)将a=一1代入ATA中,得[*][*]得ATA的特征值λ1=0,λ2=2,λ3=6.分别将特征值λ1,λ2,λ3代入(ATE—ATA)X=0,求得对应各自特征值的特征向量为ξ1=(1,1,一1)Tξ2=(1,一1,0)Tξ3=(1,1,2)T再分别将ξ123单位化,得[*]则令Q=(η1,η2,η3),则(x1,x2,x3)=xT(ATA)x=(Qy)T(ATA)(Qy)=yTQTATAQy=2y22+6y32即为f的标准形.

解析
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