求正交線性替換X=PY,化二次型2x?2 +2x?x?為標(biāo)準(zhǔn)型
- 教育綜合
- 2024-02-21 17:44:45
求正交變換 x=Py,化二次型為標(biāo)準(zhǔn)形。
^二次型f (x1,x2,x3)=-2x1x2+2x1x3+2x2x3 的矩陣是 A=
[ 0 -1 1]
[-1 0 1]
[ 1 1 0]
解得特征值 λ=1,1, -2.
對(duì)應(yīng)特征向量分別為 (1,-1, 0)^T, (1,0, 1)^T, (1,1, -1)^T.
前兩個(gè)正交化,得 (1,-1, 0)^T, (1/2,1/2, 1)^T,
再單位化,得 (1/√2,-1/√2, 0)^T, (1/√6,1/√6, 2/√6)^T,
第3個(gè)單位化,得(1/√3,1/√3, -1/√3)^T
則正交矩陣 P=
[ 1/ √2 1/ √6 1/√3]
[-1/ √2 1/ √6 1/√3]
[ 0 2/ √6 -1/√3]
使得 P^T*AP=diag(1, 1, -2),
即 f(y1,y2,y3)=(y1)^2+(y2)^2-2(y3)^2.
擴(kuò)展資料:
在有限維空間中,正交變換在標(biāo)準(zhǔn)正交基下的矩陣表示為正交矩陣,其所有行和所有列也都各自構(gòu)成V的一組標(biāo)準(zhǔn)正交基。
因?yàn)檎痪仃嚨男辛惺街豢赡転?1或?1,故正交變換的行列式為+1或?1。行列式為+1和?1的正交變換分別稱為第一類的(對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)變換)和第二類的(對(duì)應(yīng)瑕旋轉(zhuǎn)變換)。可見,歐幾里得空間中的正交變換只包含旋轉(zhuǎn)、反射及它們的組合(即瑕旋轉(zhuǎn))。
參考資料來(lái)源:百度百科-正交變換
求正交變換X=PY,化二次型f (x1,x2,x3)=-2x1x2+2x1x3+2x2x3為標(biāo)準(zhǔn)形. 我想問這個(gè)二次型的矩陣是怎么
f(x1,x2,x3)=2x1x2+2x1x3+2x2x3對(duì)應(yīng)的實(shí)對(duì)稱矩陣為 a=[(0,1,1)t,(1,0,1) t,(1,1,0) t];下面將其對(duì)角化: 先求a的特征值,由|ke-a|=|(k,-1,-1) t,(-1,k,-1) t,(-1,-1,k) t |=(k-2)*(k+1)^2=0 解得:k=2或k=-1(二重)。 下求方程(ke-a)z=0的解向量 對(duì)特征值k=2,(2e-a)z=0解得特征向量z=(1,1,1)t, 單位化α1=(1/√3, 1/√3, 1/√3) t. 對(duì)特征值k=-1,(-e-a)z=0解得特征向量z=(1,-1,0)t或(1,0,-1)t, sch求正交變換x=py,將二次型f=-2x1x2+2x1x3+2x2x3,化為標(biāo)準(zhǔn)型
如下:
擴(kuò)展資料
設(shè)A是n維歐氏空間V的一個(gè)正交變換σ在一組標(biāo)準(zhǔn)正交基下的矩陣若丨A丨=1,則稱σ為第一類正交變換,若丨A丨=-1,則稱σ為第二類正交變換。n級(jí)實(shí)矩陣A稱為正交矩陣,如果A*A=E。(A*表示A的共軛轉(zhuǎn)置,E是單位矩陣)。
設(shè)σ是n維歐氏空間V的一個(gè)線性變換,于是下面命題等價(jià):
1、σ是正交變換;σ保持向量長(zhǎng)度不變,即對(duì)于任意α∈V,丨σ(α)丨=丨α丨。
2、如果ε_(tái)1,ε_(tái)2,...,ε_(tái)n是標(biāo)準(zhǔn)正交基,那么σ(ε_(tái)1),σ(ε_(tái)2),...,σ(ε_(tái)n)也是標(biāo)準(zhǔn)正交基。
3、σ在任意一組標(biāo)準(zhǔn)正交基下的矩陣是正交矩陣。
線性代數(shù)題急 求一個(gè)正交變換X=Py,將二次型f(x1,x2,x3)=x1x2+4x2x3化為標(biāo)準(zhǔn)型.
二次型 f(x1,x2,x3) = x1x2+4x2x3 的矩陣 A = [0 1/2 0] [1/2 0 2] [0 2 0] |λE-A| = λ^3-17λ/4, 解得特征值 λ=0,±√17/2. 對(duì)于 λ=0, λE-A = [0 -1/2 0] [-1/2 0 -2] [0 -2 0] 行初等變換為 [1 0 4] [0 1 0] [0 0 0] 得特征向量 (4, 0, -1)^T, 單位化為 (4/√17, 0, -1/√17)^T; 對(duì)于 λ=√17/2, λE-A = [√17/2 -1/2 0] [-1/2 √17/2 -2] [0 -2 √17/2] 行初等變換為 [1求一個(gè)正交變換X=PY ,把下列二次型化為標(biāo)準(zhǔn)形
二次型f的矩陣A=(4 0 0,0 3 1,0 1 3); 則矩陣A的特征多項(xiàng)式為|A-kE|=|4-k 0 0,0 3-k 1,0 1 3-k|=-(4-k)^2(k-2) ; 即A的特征值 :k1=k2=4,k3=2; 對(duì)于k1=k2=4,解齊次線性方程組(A-4E)x=0,得對(duì)應(yīng)的特征向量為a1=(0,1,1),a2=(1,0,0); 對(duì)于k3=2,解齊次線性方程組(A-2E)x=0,得對(duì)應(yīng)的特征向量為a3=(0,1,-1); 由于a1,a2,a3為正交向量組,單位化為B1=(0,1/√2,1/√2)B2=(1,0,0) B3=(0,1/√2,-1/√2) 令矩陣P=(B1,B2,B3)下一篇
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