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1、一、二次型及其标准形的概念,称为二次型.,例如,都为二次型;,为二次型的标准形.,1用和号表示,对二次型,二、二次型的表示方法,2用矩阵表示,例1、将二次型,用矩阵表示。,三、二次型的矩阵及秩,在二次型的矩阵表示中,任给一个二次型,就唯一地确定一个对称矩阵;反之,任给一个对称矩阵,也可唯一地确定一个二次型这样,二次型与对称矩阵之间存在一一对应的关系,解,例2,设,四、化二次型为标准形,对于二次型,我们讨论的主要问题是:寻求可逆的线性变换,将二次型化为标准形,证明,即 为对称矩阵.,定义5.2.2 对于n阶矩阵A和B,如果存在n阶可逆矩阵C,使得B=CTAC,就称A合同于B,记作AB对进行运算称
2、为对进行合同变换.,矩阵间的合同关系具有反身性,对称性,和传递性.,说明,用正交变换化二次型为标准形的具体步骤,解,1写出对应的二次型矩阵,并求其特征值,例3,从而得特征值,2求特征向量,3将特征向量正交化,得正交向量组,4将正交向量组单位化,得正交矩阵,于是所求正交变换为,利用配方法化二次型为标准型,例5、化二次型为标准型,解:将 的项归并起来,得,令,经过可逆线性变换,将二次型化为标准型:,例5、化二次型为标准型,解:不含有平方项,含有 乘积项,因此用代换产生平方项,令则,再配方,得,则有,令,所求得可逆变换矩阵为,说明:用配方的方法化二次型为标准型方法:1)、若二次型不含平方项,仅含乘积项,先引入代换产生平方项后,再配方;2)、若二次型含平方项,集中含有平方项的某一个变量所有项的平方,对余下的变量同样进行配方作平方和。注:用配方法作的变换是可逆变换,但是不一定是正交变换,因此标准型中平方项前的系数不一定是特征值。,思考题,思考题解答,