理论教育 配方法详解:将含平方项的二次型化为标准形的实例

配方法详解:将含平方项的二次型化为标准形的实例

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面我们用两个实例来说明如何利用配方法将二次型化为标准形.1.含平方项的二次型的配方法[例5.4]利用配方法将二次型化为标准形,并求出所作的可逆线性变换.解由于的系数不为零,先将所有含有x1的项配成一个完全平方,得再将余下的所有含x2的项配成一个完全平方,得令即由于=1≠0,则由x1,x2,x3到y1,y2,y3的可逆线性变换为通过此变换可将二次型化为标准形对于n元二次型f(x1,x2,…

配方法详解:将含平方项的二次型化为标准形的实例

下面我们用两个实例来说明如何利用配方法将二次型化为标准形.

1.含平方项的二次型的配方法

[例5.4] 利用配方法将二次型

化为标准形,并求出所作的可逆线性变换.

解 由于的系数不为零,先将所有含有x1的项配成一个完全平方,得

再将余下的所有含x2的项配成一个完全平方,得

由于=1≠0,则由x1,x2,x3到y1,y2,y3的可逆线性变换为

通过此变换可将二次型化为标准形

对于n元二次型f(x1,x2,…,xn),如果的系数不全为零,参照例5.4的方法可将其化为标准形;如果的系数全为零,此时可按下面例5.5的方法,将其化为标准形.

2.不含平方项的二次型的配方法(www.daowen.com)

[例5.5] 设二次型f(x1,x2,x3)=x1x2+x1x3-3x2x3,试用配方法将其化为标准形,并求出所作的可逆线性变换.

解 由于二次型中没有平方项,又x1x2的系数不为零,故先作一个可逆线性变换,将二次型化为含有平方项的形式,再用例5.4的方法解决.

简记为X=C1Y,其中为可逆矩阵,代入原二次型中,有

再参照例5.4中的配方法,先对含y1的项配完全平方,然后对余下的含y2的项配完全平方,得

简记为Y=C2Z,其中为可逆矩阵.

由X=C1Y,Y=C2Z,得X=(C1C2)Z.记

从而有可逆线性变换X=CZ,即

通过此变换可将二次型化为标准形

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