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配方法标准化二次型的步骤是什么

发布时间:2022-07-30 21:54:06

1. 用配方法把二次型化为标准型。要写出具体的步骤


2. 二次型配方法

3. 用配方法化二次型为标准型怎么作线性变换

1、先将二次型配方,然后化简(合并同类项)。

2、使用变量替换,将向量x替换为向量y。

3、根据向量y与x之间的关系,写成变换矩阵。

4、具体,可参看下列例子:

(3)配方法标准化二次型的步骤是什么扩展阅读:

线性变换的性质:

线性空间V上的一个变换A称为线性变换,对于V中任意的元素α,β和数域P中任意k,都有

A(α+β)=A(α)+A(β)

A (kα)=kA(α)

线性变换是线性代数研究的一个对象,即向量空间到自身的保运算的映射。例如,对任意线性空间V,位似是V上的线性变换,平移则不是V上的线性变换。

对线性变换的讨论可借助矩阵实现。σ关于不同基的矩阵是相似的。Kerσ={a∈V|σ(a)=θ}(式中θ指零向量)称为σ的核,Imσ={σ(a)|a∈V}称为σ的象,是刻画σ的两个重要概念。

对于欧几里得空间,若σ关于标准正交基的矩阵是正交(对称)矩阵,则称σ为正交(对称)变换。正交变换具有保内积、保长、保角等性质,对称变换具有性质:〈σ(a),β〉=〈a,σ(β)〉。

在数学中,线性映射(也叫做线性变换或线性算子)是在两个向量空间之间的函数,它保持向量加法和标量乘法的运算。术语“线性变换”特别常用,尤其是对从向量空间到自身的线性映射(自同态)。

在抽象代数中,线性映射是向量空间的同态,或在给定的域上的向量空间所构成的范畴中的态射。

特征:

(1)设A是V的线性变换,则A(0)=0,A(-α)=-A(α);

(2)线性变换保持线性组合与线性关系式不变;

(3)线性变换把线性相关的向量组变成线性相关的向量组。

注意:线性变换可能把线性无关的向量组变成线性相关的向量组。

4. 二次型化为标准型的步骤。

1、含平方项的情形

用配方法化二次型f(x1,X2,X3)=X1^2-2X2^2-2X3^2-4X1X2+12X2X3为标准形

解: f=x1^2-2x2^2-2x3^2-4x1x2+12x2x3

--把含x1的集中在第一个平方项中, 后面多退少补

= (x1-2x2)^2 -6x2^2-2x3^2+12x2x3

--然后同样处理含x2的项

= (x1-2x2)^2 -6(x2-x3)^2+4x3^2


2、不含平方项的情形

比如 f(x1,x2,x3) = x1x2+x2x3

令 x1=y1+y2, x2=y1-y2

代入后就有了平方项, 继续按第一种情形处理


3、特征值方法

写出二次型的矩阵

求出矩阵的特征值

求出相应的特征向量

5. 求二次型转换标准型的具体过程 (配方法)

解: f = 2(x1+x2-x3)^2+3(x2-(2/3)x3)^2+(5/3)x3^2
= 2y1^2 + 3y2^2 + (5/3)y3^2

第1个括号中包含了x1的所有的项
其余的项 x2^2,x3^2,x2x3 多退少补
然后处理含 x2 的项, ...

6. 用配方法将下列二次型化为标准形,求具体过程,用什么技巧配的方

2x1∧2+4x1x2+5x1x3+7x2∧2+6x2x3-x3∧2=(x1+2x2)^2+(x1+5x3/2)^2+3(x2+x3)^2-41x3^2/4,首先将2x1^2拆成两个x1^2相加(因为有x1x2和x1x3项),再根据x1x2和x2x3的系数来配,也可以将x2^2或者x3^2项拆掉来配

7. 怎样用配方法求二次型的标准型重点是如何配方

x1^2-4x1x2+4x1x3

=x1^2-4x1(x2-x3)+4(x2-x3)^2-4(x2-x3)^2

=[x1-(x2-x3)]^2-4(x2-x3)^2

配方的方法:

1、若二次型中不含有平方项则先凑出平方项。

方法:令x1=y1+y2,x2=y1-y2, 则 x1x2 = y1^2-y2^2

2、若二次型中含有平方项x1。

方法:则将含x1的所有项放入一个平方项里, 多退少补,将二次型中所有的x1处理好,接着处x2,以此类推。

(7)配方法标准化二次型的步骤是什么扩展阅读

配方法的其他运用:

①求最值:

【例】已知实数x,y满足x²+3x+y-3=0,则x+y的最大值为____。

分析:将y用含x的式子来表示,再代入(x+y)求值。

解:x²+3x+y-3=0<=>y=3-3x-x²,

代入(x+y)得x+y=3-2x-x²=-(x²+2x-3)=-[(x+1)²-4]=4-(x+1)²。

由于(x+1)²≥0,故4-(x+1)²≤4.故推测(x+y)的最大值为4,此时x,y有解,故(x+y)的最大值为4。

②证明非负性:

【例】证明:a²+2b+b²-2c+c²-6a+11≥0

解:a²+2b+b²-2c+c²-6a+11=(a-3)²+(b+1)²+(c-1)²,结论显然成立。

8. 如何用配方法化二次型为标准型

用配方法化二次型(为了书写方便,我把x₁,x₂,x₃依次改名为x,y,z)
f(x,y,z)=x²+y²+5z²-6xy+2xz-2yz
=(x-3y)²-8y²+(x+z)²-x²+4z²+(y-z)²-y²-z²
=(x-3y)²+(x+z)²+(y-z)²-x²-9y²+3z²
注:主要消去交叉项。

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