证明:二次型f=xTAx在|x|=1时的最大值为对称阵A的最大特征值.

admin2020-06-05  22

问题 证明:二次型f=xTAx在|x|=1时的最大值为对称阵A的最大特征值.

选项

答案设λ1≥λ2≥…≥λn为矩阵A的n个特征值,由于对称阵一定可正交对角化,故存在正交矩阵P=(p1,p2,…,pn),使得PTAP=diag(λ1,λ2,…,λn)=[*],并且P的第i个列向量pi是对应于特征值λi的单位特征向量.作正交变换x=Py,其中x=(x1,x2,…,xn)T,y=(y1,y2,…,yn)T,则 ||x||2=xTx=yTPTPy=yTy=||y||2 从而 [*] 另一方面,取y0=e1=(1,0,…,0)T,则||y0||=||e1||=1,令x0=Py0,则||x0||=1,且二次型f(x)在x0处的值为 f(x0)=xTAx0=y0TPTAPy0=y0T[*]y0=λ1 综上所述[*]

解析
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