已知三元二次型f(x1,x2,x3)=xTAx经正交变换化为y12+y22-2y32,又A*α=α,其中矩阵A*是矩阵A的伴随矩阵,α=(1,1,1)T,求此二次型的表达式.

admin2020-10-30  53

问题 已知三元二次型f(x1,x2,x3)=xTAx经正交变换化为y12+y22-2y32,又A*α=α,其中矩阵A*是矩阵A的伴随矩阵,α=(1,1,1)T,求此二次型的表达式.

选项

答案因为二次型f=xTAx经正交变换化为y12+y22-2y32,所以矩阵A的特征值分别为1,1,-2,从而|A|=-2,将A*α=α两端左乘矩阵A,得AA*α=Aα,由AA*=|A|E,得Aα=-2α,故α=(1,1,1)T是矩阵A的特征值-2对应的特征向量. 设矩阵A的特征值1对应的特征向量α1=(x1,x2,x3)T,因为A是对称矩阵,所以αTα1=x1+x2+x3=0,取α11=(-1,-1,2)T,α12=(1,-1,0)T,则α11,α12是矩阵A的特征值1对应的特征向量,且正交. 将α11,α12,α单位化,得 [*] 取P=(β1,β2,β2)=[*],则P是正交矩阵,且[*] 所以[*] 故二次型的表达式为f=xTAx=-2x1x2-2x1x3-2x2x3

解析
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