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文档简介

第四节二次型及其标准型演示文稿目前一页\总数二十五页\编于十八点优选第四节二次型及其标准型目前二页\总数二十五页\编于十八点只含有平方项的二次型称为二次型的标准形(或法式).例如都为二次型;为二次型的标准形.2/21目前三页\总数二十五页\编于十八点1.用和号表示对二次型二、二次型的表示方法目前四页\总数二十五页\编于十八点2.用矩阵表示目前五页\总数二十五页\编于十八点目前六页\总数二十五页\编于十八点三、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.目前七页\总数二十五页\编于十八点解例1目前八页\总数二十五页\编于十八点设四、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.8/21目前九页\总数二十五页\编于十八点9/21目前十页\总数二十五页\编于十八点说明10/21定理4.4.6经可逆线性变换,二次型的矩阵变为即

且二次型的秩不变.

目前十一页\总数二十五页\编于十八点11/21目前十二页\总数二十五页\编于十八点用正交变换化二次型为标准形的具体步骤12/21目前十三页\总数二十五页\编于十八点解1.写出对应的二次型矩阵,并求其特征值例213/21目前十四页\总数二十五页\编于十八点从而得特征值2.求特征向量3.将特征向量正交化得正交向量组14/21目前十五页\总数二十五页\编于十八点4.将正交向量组单位化,得正交矩阵15/21目前十六页\总数二十五页\编于十八点于是所求正交变换为16/21目前十七页\总数二十五页\编于十八点五、惯性定理一个实二次型,既可以通过正交变换化为标准形,也可以通过其他方法化为标准形,显然,其标准形一般来说是不唯一的,但标准形中所含有的项数是确定的,项数等于二次型的秩.下面我们限定所用的变换为实变换,来研究二次型的标准形所具有的性质.目前十八页\总数二十五页\编于十八点目前十九页\总数二十五页\编于十八点为正定二次型为负定二次型六、正(负)定二次型的概念例如目前二十页\总数二十五页\编于十八点定义4.4.12设有实二次型,(1)若对任何,都有,则称为半正定二次型,而对称矩阵称为半正定矩阵,记作;(2)若对任何,都有,则称为半负定二次型,而对称矩阵称为半负定矩阵,记作.二次型的正定性与它的矩阵的正定性是一致的.

目前二十一页\总数二十五页\编于十八点证明充分性故七、正(负)定二次型的判别目前二十二页\总数二十五页\编于十八点必要性故推论4.4.14对称矩阵为正定的充分必要条件是:的特征值全为正.目前二十三页\总数二十五页\编于十八点定义4.4.15设有n阶方阵

位于左上角的各阶子式

称为n阶方阵A的主子式.目前二十四页\总数二十五页\编于十八点定理4.4.16(霍尔维茨定理)实对称矩阵A为正定矩阵的充要条件是:A的各阶主子式都为正;

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