求大神相助 线性代数:用正交变换法化二次型为标准形。

2025-05-09 02:50:10
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回答1:

特征矩阵
5-λ   -2   0
-2   5-λ   -2
0    -2   5-λ
特征方程
((5-x)^2-8)(5-x)=0
(5-x+√8)(5-x-√8)(5-x)=0
.
当特征根λ1=5时的特征矩阵
0   -2   0
-2   0   -2
0   -2   0
有特征向量
1
0
-1
.
当特征根λ2=5-√8时的特征矩阵
√8   -2   0
-2   √8   -2
0    -2   √8
有特征向量
1
√2
1
.
当特征根λ3=5+√8时的特征矩阵
-√8   -2   0
-2   -√8   -2
0    -2   -√8
有特征向量
1
-√2
1
.
得到正交矩阵Q=
√2/2   1/2   1/2
0    √2/2   -√2/2
-√2/2   1/2   1/2
.
做变换x=Qy
就得到f(x1,x2,x3)=5y1^2+(5-√8)y2^2+(5+√8)y3^2