用正交变换化二次型为标准形.ppt
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1、第三节 用正交变换化二次型为标准形,一、正交变换,二、利用正交变换化二次型为标准形,下页,一、正交变换,定义1 设P为n阶正交矩阵,X、Y是 中的n维向量,,称线性变换 XPY 是 上的正交变换.,性质:,(1)正交变换是可逆线性变换;,(2)正交变换不改变向量的内积.,定理2 实对称矩阵的不同特征值对应的特征向量是正交的.,定理1 实对称矩阵的特征值是实数;实对称矩阵A的 ri 重特征值li 对应 ri 个线性无关的特征向量.,下页,定理3 设A为n 阶实对称矩阵,则必有正交矩阵P使,其中,为A的n个特征值,,正交矩阵P的n个列向量,是矩阵A对应于这n个特征值的标准正交的特征向量.,二、用正
2、交变换化二次型为标准形,利用正交变换化二次型为标准形的方法(熟练掌握):,(1)写出二次型的矩阵形式;(2)求出A的全部特征值1,2,,n;(3)对每一个特征值i,解方程(i E-A)X=0,求出基础解系,然后用施密特正交化方法将其正交化,再标准化;(4)将所有经过正交化标准化的特征向量作为列向量构成一 个矩阵就得到了正交矩阵P,所求的正交变换为 XPY;(5)所求二次型的标准形为,下页,例1.用正交变换化下列二次型为标准形,解:二次型的 f 系数矩阵为,矩阵的特征方程为:,解得,1=-2,2=3=7,下页,对于1=-2,解方程组(-2E-A)X=0,(7E-A)X=0,得基础解系,将其正交化
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- 正交 变换 二次 标准

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