试题要求:
设二次型 ,其中二次型的矩阵 的特征值之和为 1 ,特征值之积为-12。
(I)求 a,b 的值;
(II)利用正交变换将二次型化为标准形,并写出所用的正交变换和对应的正交矩阵。(本题满分13分)
试题来源:2003年考研《数学三》真题及答案解析
试题解析:
答案:
(I)二次型 f 的矩阵为:
设 的特征值为 ,由题意得:
λ1 + λ2 + λ3 = a + 2 - 2 = 1,
从而 a = 1,b = -2。
(II)矩阵 的特征多项式为
从而 得特征值 λ1=λ2=2,λ3=-3,
当λ1=λ2=2 时,解其齐次线性方程组 得其基础解系
,
当 λ3 = -3 时,解其齐次线性方程组 得其基础解系
,
归一化后,得到 ,(0,1,0)T,,
令 ,则 为正交矩阵,在正交变换 下有
二次型的标准型为:。
解析:
本题主要考查了二次型的标准型。
考点:二次型的标准形和规范形