两道线代题

用正交变换x=Py化二次型f(x1,x2,x3)=2x1^2+5x^2+5x3^2+4x1x2-4x1x3 -8x2x3为标准形,球出正交变换矩阵P,x^T=(x1,x2,x3)^T

2,用特征值定义证明,n阶实对称的正交矩阵A的特征值只能是正负1

第1个回答  2013-01-24
二次型的矩阵为
[2 2 -2 ]
[2 5 -4 ]=A
[-2 -4 5]
先求其特征值:det(入I-A)=(入-1)^2(入-10)=0;故 入1=1(2重);入2=10;
当入1=1时|I-A|=|-1 -2 2|
|-2 -4 4|=>(化为行阶梯型)
| 2 4 -4|

|1 2 -2|
|0 0 0|
|0 0 0|
故得向量[-2 1 0]^T 与向量[2 0 1]^T两个线性无关的特征向量,将其单位化和正交化为:1/(根号5)[-2 1 0]^T 和 1/(根号45)[2 4 5];
当入=10时|10I-A|=|8 -2 2| |4 -1 1|
|-2 5 4|=>|0 1 1|
|2 4 5 | |0 0 0|
故得特征向量[1 2 -2]^T,单位化为: ( 1/3)[1 2 -2]^T;
故得正交变换矩阵 |(-2/根号5)(2/根号45)1/3|
|(1/根号5)(4/根号45) 2/3|
| 0 (5/根号45)-2/3|
使得x=py,化二次型为f(y1,y2,y3)=(y1)^2+(y2)^2+10(y3)^2
第二题、
因为A为正交矩阵,故AA^T=I;
又因为A为实对称矩阵,故A^T=A;
所以A^2=I;设Aa=入a,则AAa=A入a=(入^2)a;
故a=(入^2)a;又因为a不等于0向量,故入 只能等于正负1

跪求高人解答两道线代!!!一道行列式,一道矩阵
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