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拉格朗日配方法化二次型为标准形

(2010-12-26 23:45:35)
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线性代数

题目要求:化二次型为标准形,并求所用变换x=cy。

1、观察题目,既有交叉项,又有平方项,利用完全平方公式(x1+x2+x3)2=x12+x22+x32+2x1x2+2x2x3+2x1x3配方成完全平方项,设完全平方项底多项式为y1,y2,y3,可以马上得出f=f(yi)即为所求标准形,接着反解x3,x2,x1并表示为线性变换的形式x=cy,其中有两点说明:1)既有平方项又有交叉项时直接进行配方,配方数等于f的矩阵形式的秩(可以通过求秩确定项数),当然不可能超过变量个数也就是阶数;2)c的行列式不为零即可知可逆,x=cy可以利用矩阵乘法验证结论正确。

2、题目中仅有交叉项时(不能通过加平方项再减平方项配方,这样会使项数超过秩数),利用平方差公式消去交叉项,如令x1=y1+y2,x2=y1-y2,x3=y3,写出x=c1y的矩阵形式,接着带入f配方求得完全平方项底多项式z1,z2,z3,直接写出所求标准形后反解出y=c2z的矩阵形式,前后联立得x=c1c2z。

把握一个基本思想:用掉交叉项,剩下完全平方项。

把握一个基本技巧:捡关系最多的项,往一起凑系数最大的多项式,有交叉项,要紧跟着做变换x=yi+yj,x=yi-yj。

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