ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Пример:
323121
2
3
2
2
2
1
444)( xxxxxxxxxxq +++++=
1. Матрица формы :q
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
=
122
212
221
A .
2.
Характеристический многочлен 533
2
+++−=−
λλλλ
EA . Корни
характеристического многочлена:
5,1
321
=
−
=
=
λ
λ
λ
.
3.
Нахождение фундаментальной системы решений:
А)
1−=
λ
. Система приводится к виду: 0
321
=
+
+
xxx . Ее фундамен-
тальная система решений:
)1,0,1(),0,1,1(
21
−
=
−
=
ff .
Б)
5=
λ
. Система приводится к виду:
02
02
321
321
=+−
=
+
+
−
xxx
xxx
Ее фундаментальная система решений:
)1,1,1(
3
=
f
.
4.
Так как
()()
0||
3231
== ffff
, то ортогонализуем пару векторов
21
, ff
.
Получим:
(
)
)2,1,1(,0,1,1
21
−
−=
−
= bb
. Нормируя вектора b
1
, b
2
, f
3
, получим
окончательный ортонормированный базис
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
′
0,
2
1
,
2
1
1
e
,
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−=
′
6
2
,
6
1
,
6
1
2
e ,
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
′
3
1
,
3
1
,
3
1
3
e .
5.
Квадратичная форма в новом базисе имеет вид:
() () ()
2
3
2
2
2
1
5)( xxxxq
′
+
′
−
′
−=
′
, матрица перехода к новому базису
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−−
=
3
1
6
2
0
3
1
6
1
2
1
3
1
6
1
2
1
T . Непосредственным вычислением можно убе-
диться, что
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
=
500
010
001
ATT
t
.
Пример: q( x) = x12 + x22 + x32 + 4 x1 x2 + 4 x1 x3 + 4 x2 x3 ⎡1 2 2 ⎤ 1.Матрица формы q : A = ⎢ 2 1 2⎥ . ⎢⎣2 2 1 ⎥⎦ 2.Характеристический многочлен A − λE = −λ + 3λ2 + 3λ + 5 . Корни характеристического многочлена: λ1 = λ2 = −1, λ3 = 5 . 3.Нахождение фундаментальной системы решений: А) λ = −1 . Система приводится к виду: x1 + x2 + x3 = 0 . Ее фундамен- тальная система решений: f1 = ( −1,1,0), f 2 = ( −1,0,1) . − 2 x1 + x2 + x3 = 0 Б) λ = 5 . Система приводится к виду: x1 − 2 x2 + x3 = 0 Ее фундаментальная система решений: f 3 = (1,1,1) . 4.Так как ( f1 | f 3 ) = ( f 2 | f 3 ) = 0 , то ортогонализуем пару векторов f1 , f 2 . Получим: b1 = (− 1,1,0), b2 = (−1,−1,2) . Нормируя вектора b1, b2, f3, получим ⎛ 1 1 ⎞ окончательный ортонормированный базис e1′ = ⎜ − , ,0 ⎟ , ⎝ 2 2 ⎠ ⎛ 1 1 2 ⎞ ⎛ 1 1 1 ⎞ e′2 = ⎜ − ,− , ⎟ , e3′ = ⎜ , , ⎟. ⎝ 6 6 6 ⎠ ⎝ 3 3 3⎠ 5.Квадратичная форма в новом базисе имеет вид: q( x′) = −(x1′ ) − (x2′ ) + 5( x3′ ) , матрица перехода к новому базису 2 2 2 ⎡ 1 1 1 ⎤ ⎢− 2 − 6 3⎥ ⎢ ⎥ 1 1 1 ⎥ T =⎢ . Непосредственным вычислением можно убе- ⎢ 2 6 3⎥ ⎢ 2 1 ⎥ ⎢ 0 ⎥ ⎣ 6 3⎦ ⎡ − 1 0 0⎤ диться, что T AT = ⎢⎢ 0 − 1 0⎥⎥ . t ⎢⎣ 0 0 5⎥⎦