已知二次型f(x1,x2,x3)=4x22-3x32+4x1x2-4x1x3+8x2x3. 用正交变换把二次型f化为标准形,并求出相应的正交矩阵.

admin2016-01-11  19

问题 已知二次型f(x1,x2,x3)=4x22-3x32+4x1x2-4x1x3+8x2x3
用正交变换把二次型f化为标准形,并求出相应的正交矩阵.

选项

答案矩阵A的特征多项式为[*] 由此得矩阵A的特征值为λ1=1,λ2=6,λ3=一6.于是,二次型f可通过正交变换x=Oy化为标准形f=y12+6y22—6y32. 对于特征值λ1=1,由于[*] 故对应于特征值λ1=1的特征向量可取为ξ1=(2,0,一1)T. 类似地,对应于特征值λ1=6,λ2=-6的特征向量可分别取为 ξ2=(1,5,2)T,ξ3=(1,一1,2)T. 因为A是实对称矩阵,且λ1,λ2,λ3互异,故x1,x2,x3构成正交向量组,将其单位化得[*] 故对二次型f作正交变换[*] 则可将f化为标准形f=y12+6y22一6y32

解析 本题主要考查用正交变换化二次型为标准形的方法,矩阵特征值、特征向量的求法.先求出二次型f的矩阵A及A的特征值与特征向量,再将特征向量正交单位化,求出正交矩阵,即可把f化为标准形.
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