二次型可以通过正交变换变成标准型,根据标准型可以写出规范型,那存不存在一个正交阵,直接变成规范型呢

如题所述

二次型经正交变换得到的标准型不唯一。原因如下:

1、从求出正交矩阵P的过程即可得知:对特征值a,(A-aE)X=0 的基础解系不唯一,正交化后自然也不唯一,所以构成正交矩阵P也不是唯一的。

2、正交变换的正交矩阵本身各列都可以调换顺序,当然相应的特征值对应调换顺序,导致系数的位置不一致,因此不唯一。

3、最终的对角阵由特征值组成,所以在不计对角线上元素顺序时唯一。

如果是二次型,每一个系数会对应一个单项式,以上对角阵对角线元素顺序不同对应的是字母排列的顺序不同。

比如x^2+2y^2和2x^2+y^2都是同样的标准型

扩展资料:

二次型化成标准型的方法:

1、配方法:

如果二次型中含变量xi的平方项,则先将含xi的项集中,按xi配成完全平方,直至都配成平方项;如果二次型不含平方项,但某混合项系数aij不为0,可先通过xi=yi+yj,xj=yi-yj,xk=yk(k不是i或j)这一可逆变换使二次型中出现平方项后,按前一方法配方。

2、初等变换法:

将二次型的矩阵A与同阶单位阵I合并成n_2n的矩阵(A|I),在这个矩阵中作初等行变换并对子块A再作同样的初等列变换,当将A化为对角阵时,子块I将会变为C’。

3、正交变换法:

先写出二次型f的tdbl,它是实对称矩阵,求出全部特征值λi(i=1,2,……,n);再对每一特征值写出它所对应的单位特征向量(特征值相同的不同特征向量注意正交化);把上述单位正交特征向量作为矩阵的列构造正交矩阵T,那么正交变换X=TY将会把二次型X'AX化为标准形f=λ1*y1^2+λ2*y2^2+……+λn*yn^2

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