(17)设二次型f(x1,x2,x3)=2x12-x22+ax32+2x1x2-8x1x3+2x1x3在正交变换x=Qy下的标准形为λ1y12+λ2y22,求a的值及一个正交矩阵Q.

admin2021-01-19  69

问题 (17)设二次型f(x1,x2,x3)=2x12-x22+ax32+2x1x2-8x1x3+2x1x3在正交变换x=Qy下的标准形为λ1y122y22,求a的值及一个正交矩阵Q.

选项

答案二次型f(x1,x2,x3)的矩阵为A=[*] 由题设知Q-1AQ=QTAQ=[*],A的一个特征值为零,所以有 [*] 故得a=2,由A的特征方程 [*] =(λ-6)(λ+3)λ=0 得A的全部特征值,不妨设λ1=6,λ2=-3,λ3=0. 对于λ1=6,解方程组(6I-A)x=0,对应的单位特征向量可取为ξ1=[*](1,0,-1)T; 对于λ2=-3,解方程组(-3I-A)x=0,对应的单位特征向量可取为ξ2=[*](1,-1,1)T; 对于λ3=0,解方程组Ax=0,对应的单位特征向量可取为ξ3=[*](1,2,1)T. 因此,所求的正交矩阵可取为 Q=(ξ1,ξ2,ξ3)=[*].

解析
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