第六章二次型的正定性_第1页
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文档简介

第六章二次型的正定性第1页,课件共13页,创作于2023年2月定义5设二次型的任意一个标准形为则其中正项项数称为f的正惯性指数,负项项数称为f的负惯性指数,正惯性指数与负惯性指数的和r称为f的惯性指数.第2页,课件共13页,创作于2023年2月例如,二次型的正惯性指数等于3;的正惯性指数等于3,负惯性指数等于1.因此,二次型的惯性定理可以表述为二次型的正惯性指数、负惯性指数及惯性指数在可逆线性变换下都不变.

在二次型中,比较常用的是二次型的标准形的n个系数全为正或全为负的情形.第3页,课件共13页,创作于2023年2月定义6

设二次型,如果对任何非零向量X,都有(1),则称f为正定二次型,且称矩阵A为正定矩阵;(2),则称f为负定二次型,且称矩阵A为负定矩阵;既不是正定二次型也不是负定二次型的二次型称为不定二次型

二次型的正定、负定或不定统称为二次型的正定性.例如二次型,仅当时,f=0,除此之外,无论取何值,总有因此,f是正定二次型.第4页,课件共13页,创作于2023年2月定理8

(1)二次型为正定的充分必要条件是:它的标准形的n个系数全为正;(2)二次型为负定的充分必要条件是:它的标准形的n个系数全为负;推论(1)n阶实对称矩阵A为正定矩阵的充分必要条件是:A的n个特征值全为正.(2)n阶实对称矩阵A为负定矩阵的充分必要条件是:A的n个特征值全为负.第5页,课件共13页,创作于2023年2月由以上结论可知,要判断二次型的正定性,需将其化为标准形或求出对称矩阵A的全部特征值.下面将介绍一个利用矩阵的顺序主子式判断矩阵正定性的方法:第6页,课件共13页,创作于2023年2月定义7

n阶方阵的左上角r阶方阵的行列式称为A的r阶顺序主子式.第7页,课件共13页,创作于2023年2月定理9(1)n阶实对称矩阵为正定矩阵的充分必要条件是:A的各阶顺序主子式都为正,即(2)n阶实对称矩阵为负定矩阵的充分必要条件是:A的奇数阶顺序主子式都为负,偶数阶顺序主子式都为正.即第8页,课件共13页,创作于2023年2月例27判别二次型的正定性.解利用配方法将f化为标准形.第9页,课件共13页,创作于2023年2月令则由于二次型f的标准形的系数有正有负,故f不是正定二次型,也不是负定二次型即f是不定二次型.第10页,课件共13页,创作于2023年2月例28

判别二次型的正定性.解

f的矩阵为由于A的各阶主子式故矩阵A的各阶顺序主子式都为正,从而二次型f是正定二次型.第11页,课件共13页,创作于2023年2月例29判别二次型的正定性.解

f的矩阵为由A的特征多项式求得A的特征值为因为A的3个特征值全为负,故A是负定矩阵,从而f是负定二次型.第12页,课件共13页,创作于2023年2月例30t满足什么条件时,二次型是正定的.解f的矩阵为要使f为正定二次型,则矩阵A

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