已知二次型f(x1,x2,x3)=(1—a)x12+(1—a)x22+2x32+2(1+a)x1x2的秩为2。 求正交变换x=Qy,把f(x1,x2,x3)化为标准形。

admin2018-12-29  25

问题 已知二次型f(x1,x2,x3)=(1—a)x12+(1—a)x22+2x32+2(1+a)x1x2的秩为2。
求正交变换x=Qy,把f(x1,x2,x3)化为标准形。

选项

答案a=0,则A=[*],由特征多项式 |λE—A|=[*]=(λ—2)[(λ—1)2—1]=λ(λ—2)2 得矩阵A的特征值λ12=2,λ3=0。 当λ=2,由(2E—A)x=0得特征向量α1=(1,1,0)T,α2=(0,0,1)T。 当λ=0,由(OE—A)x=0得特征向量α3=(1,—1,0)T。 容易看出α1,α2,α3已两两正交,故只需将它们单位化 γ1=[*](1,1,0)T,γ2=(0,0,1)T,γ3=[*](1,—1,0)T。 那么令Q=(γ1,γ2,γ3)=[*],则在正交变换x=Qy下,二次型f(x1,x2,x3)化为标准形f(x1,x2,x3)=xTAx=yTΛy=2y12+2y22

解析
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