已知二次型f(x1,x2,x3)=(x1)^2+a(x2)^2+(x3)^2+2bx1x2+2x1x3+2x2x3经过正交变换(x1 x2 x3)=P(y1 y2 y3)化成了标准型f=(y2)^2+4(y3)^2,求a,b的值和正交矩阵P.

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/18 09:52:25
已知二次型f(x1,x2,x3)=(x1)^2+a(x2)^2+(x3)^2+2bx1x2+2x1x3+2x2x3经过正交变换(x1x2x3)=P(y1y2y3)化成了标准型f=(y2)^2+4(y3

已知二次型f(x1,x2,x3)=(x1)^2+a(x2)^2+(x3)^2+2bx1x2+2x1x3+2x2x3经过正交变换(x1 x2 x3)=P(y1 y2 y3)化成了标准型f=(y2)^2+4(y3)^2,求a,b的值和正交矩阵P.
已知二次型f(x1,x2,x3)=(x1)^2+a(x2)^2+(x3)^2+2bx1x2+2x1x3+2x2x3经过正交变换
(x1 x2 x3)=P(y1 y2 y3)化成了标准型f=(y2)^2+4(y3)^2,求a,b的值和正交矩阵P.

已知二次型f(x1,x2,x3)=(x1)^2+a(x2)^2+(x3)^2+2bx1x2+2x1x3+2x2x3经过正交变换(x1 x2 x3)=P(y1 y2 y3)化成了标准型f=(y2)^2+4(y3)^2,求a,b的值和正交矩阵P.
二次型f的矩阵 A=
1 b 1
b a 1
1 1 1
相似于对角矩阵 B=diag(0,1,4).
所以 tr(A)=2+a=tr(B)=5,且 |A|=|B|=0
所以 a=3.
所以 |A|=-(b-1)^2
所以 b=1.
所以 A=
1 1 1
1 3 1
1 1 1
且A的特征值为0,1,4.
AX=0的基础解系为 a1=(1,0,-1)^T
(A-E)X的基础解系为 a2=(1,-1,1)^T
(A-4E)X的基础解系为 a3=(1,2,1)^T
单位化得
a1=(1/√2,0,-1/√2)^T
a2=(1/√3,-1/√3,1/√3)^T
a3=(1/√6,2/√6,1/√6)^T
令P=(a1,a2,a3),则P为所求的正交矩阵.