设n元实二次型f(x1,x2,…,xn)=(x1+a1x2)2+(x2+a2x3)2+…+(xn-1+an-1xn)2+(xn+anx1)2,其中ai(i=1,2,…,n)为实数. 试问a1,a2,…,an满足何条件时,二次型f(x1,x2,…,xn)

admin2020-09-25  45

问题 设n元实二次型f(x1,x2,…,xn)=(x1+a1x2)2+(x2+a2x3)2+…+(xn-1+an-1xn)2+(xn+anx1)2,其中ai(i=1,2,…,n)为实数.
  试问a1,a2,…,an满足何条件时,二次型f(x1,x2,…,xn)为正定二次型.

选项

答案若f(x1,x2,…,xn)为正定二次型,则对任意x1,x2,…,xn有f(x1,x2,…,xn)≥0, 其中等号成立当且仅当x1=x2=…=xn=0. 由f(x1,x2,…,xn)的表达式可知对任意x1,x2,…,xn有f(x1,x2,…,xn)≥0, 其中等号成立当且仅当x1+a1x2=x2+a2x3=…=xn-1+an-1xn=xn+anx1=0. 所以f(x1,x2,…,xn)为正定二次型的充要条件是x1+a1x2=x2+a2x3=…=xn-1+an-1xn =xn+anx1=0的解为x1=x2=…=xn=0. 即方程组[*]仅有零解. 又方程组的系数行列式为[*]=1+(一1)n+1a1a2…an, 所以当1+(一1)n+1a1a2…an≠0即a1a2…an≠(一1)n时方程组仅有零解,此时f(x1,x2,…,xn)为正定二次型.

解析
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