Линейная алгебра: Линейные преобразования и квадратичные формы. Пономарева Н.В. - 40 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

=
=
ji
ji
q
ij
если,1
, если,0
и матрица Грама в этом случае единичная и скалярное произведение в орто-
нормированном базисе имеет вид:
()
=
+++==
n
i
nnii
yxyxyxyxух
1
2211
...,.
5 Квадратичные формы
5.1 Основные определения
Пусть
(
n
xxxх ...,,,
21
=
)
вектор n-мерного линейного пространства.
Определение 19. Функция n переменных вида
()
++++=
nn
xxaxxaxaxxA
112112
2
111
...,
2
3223
2
2221221
...
nnn
xaxxaxaxxa +++++ , (24)
где
(
)
njia
ij
,1, = числовые коэффициенты, называется квадратичной
формой.
Правую часть равенства (24) можно записать в виде
()
∑∑
===
==
n
i
n
ji
jiij
n
j
jiij
xxaxxaxxA
11,1
,
. (25)
ЗамечаниеВ сумме (1) слагаемые
и подобны,
поэтому можно всегда добиться, чтобы
jiij
xxa
ji
a
(
jixxa
ijji
)
ij
a
=
.
Определение 20. Матрица
()
==
nnnn
n
n
ij
aaa
aaa
aaa
aA
...
............
...
...
21
22221
11211
(26)
40
                                           0, если i ≠ j ,
                                    q ij = 
                                           1, если i = j

и матрица Грама в этом случае единичная и скалярное произведение в орто-
нормированном базисе имеет вид:

                                n
                    ( х , у ) = ∑ xi y i   = x1 y1 + x 2 y 2 + ... + x n y n .
                               i =1


                              5 Квадратичные формы


5.1 Основные определения


       Пусть х = ( x1 , x 2 , ..., x n ) – вектор n-мерного линейного пространства.

       Определение 19. Функция n переменных вида

                     A( x, x ) = a11 x12 + a12 x1 x 2 + ... + a1n x1 x n +

                      + a 21 x 2 x1 + a 22 x 22 + a 23 x 2 x 3 + ... + a nn x n2 ,   (24)

               (         )
       где a ij i, j = 1, n – числовые коэффициенты, называется квадратичной
       формой.

       Правую часть равенства (24) можно записать в виде

                                       n   n                  n
                        A( x, x ) = ∑ ∑ a ij x i x j =       ∑ a ij x i x j .        (25)
                                      i =1 j =1             i , j =1


       Замечание – В сумме (1) слагаемые a ij x i x j и a ji x j x i (i ≠ j ) подобны,
поэтому можно всегда добиться, чтобы a ij = a ji .

       Определение 20. Матрица

                                      a11        a12    ... a1n 
                                                                  
                                     a           a 22   ... a 2 n 
                        A = (aij ) =  21                                            (26)
                                         ...      ...    ... ... 
                                                                 
                                       a n1      an2    ... a nn 

40