为什么二次型化标准型一定要将基础解系单位化呢?

如题所述

使用正交变换法做的话。单位正交化之前的矩阵P只满足P∧-1AP=∧(标准形),而二次型化标准形是要找到满足C∧TAC=∧的C。所以要求P的逆矩阵等于P的转置,此时P为正交矩阵,所以将P进行单位正交化(正交矩阵要求每一列都是单位向量),从而得到C。

使用配方法做的话。求出来的P就是满足P∧TAP=∧的,所以不用单位化。

基础解系是线性无关的,简单的理解就是能够用它的线性组合表示出该方程组的任意一组解,是针对有无数多组解的方程而言的。基础解系不是唯一的,因个人计算时对自由未知量的取法而异,但不同的基础解系之间必定对应着某种线性关系。

扩展资料:

对于一个方程组,有无穷多组的解来说,最基础的,不用乘系数的那组方程的解,如(1,2,3)和(2,4,6)及(3,6,9)以及(4,8,12)......等均符合方程的解,则系数K为1,2,3,4.....等,因此(1,2,3)就为方程组的基础解系。

A是n阶实对称矩阵,

假如r(A)=1.则它的特征值为t1=a11+a22+...+ann,t2=t3=...tn=0;对应于t1的特征向量为b1,t2~tn的分别为b2~bn

此时,Ax=0的解就是k2b2+k3b3+...+knbn;其中ki不全为零。由于:Ax=0Ax=0*B,B为A的特征向量,对应一个特征值的特征向量写成通解的形式是乘上ki并加到一起。这是基础解系和通解的关系。

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第1个回答  2019-05-26

使用正交变换法做的话。单位正交化之前的矩阵P只满足P∧-1AP=∧(标准形),而二次型化标准形是要找到满足C∧TAC=∧的C。所以要求P的逆矩阵等于P的转置,此时P为正交矩阵,所以将P进行单位正交化(正交矩阵要求每一列都是单位向量),从而得到C。

使用配方法做的话。求出来的P就是满足P∧TAP=∧的,所以不用单位化。

基础解系不是唯一的,不同的基础解系之间必定对应着某种线性关系。

扩展资料:

设V是在交换环R上的模;R经常是域比如实数,在这种情况下V是向量空间

相伴双线性形式;它是对称双线性形式。尽管这是非常一般性的定义,经常假定这个环R是一个域,它的特征不是2。

V的两个元素u和v被称为正交的,如果B(u。v)=0。

双线性形式B的核由正交于V的所有元素组成,而二次形式Q的核由B的核中的有Q(u)=0的所有元素u组成。 如果2是可逆的,则Q和它的相伴双线性形式B有同样的核。

参考资料来源:百度百科——基础解系

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第2个回答  推荐于2017-11-30
你说的基础解系是特征向量。
我们以二次型矩阵A的特征矩阵为基础,利用正交化法进行变换,思路是正交矩阵(AAT=E)的转置等于逆,利用正交矩阵使A对角化(以特征值为对角线元素的对角矩阵)。
注意:正交矩阵不同列内积均为0,也就是列向量正交,且每列元素平方和均为1,也就是单位化,矩阵列向量正交不代表矩阵就是正交矩阵!
分两种情况:
二次型矩阵A是实对称矩阵(必可对角化),如果其特征值λ互异,那么对应特征向量必正交(对角称矩阵的性质),由其构成的矩阵只需单位化(列向量分别除以模),就可得到正交变换矩阵;
否则,二次型矩阵A相同特征值对应的特征向量,取基础解系构成矩阵,需要施密特正交变换(正交化),然后单位化(勿忘!)。
变换的结果是特征值λ为系数的标准型。本回答被网友采纳
第3个回答  推荐于2017-11-28
使用正交变换法做的话。单位正交化之前的矩阵P只满足P∧-1AP=∧(标准形),而二次型化标准形是要找到满足C∧TAC=∧的C。所以要求P的逆矩阵等于P的转置,此时P为正交矩阵,所以将P进行单位正交化(正交矩阵要求每一列都是单位向量),从而得到C。
使用配方法做的话。求出来的P就是满足P∧TAP=∧的,所以不用单位化。本回答被网友采纳
第4个回答  2017-08-15
对于任一实系数n元二次型X'AX,要化为标准型,实际上就是要找一个可逆变换X=CY,将它化为Y'BY的形式,其中B为对角阵。则C'AC=B,B就是A的一个合同矩阵了。如果你想要的是将A经合同变换化为B时的变换矩阵C,常用的方法有种,即配方法、初等变换法和正交变换法。()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,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。例,f=x^+x^+x^+xx+xx+xx=(x^+xx+xx)+x^+x^+xx=(x+x+x)^-x^+x^-xx=……=(x+x+x)^-(x+/*x)^+/*x^;作变换y=x+x+x,y=x+/*x,y=x,就得标准型f=y^-y^+/*y^.将上述变换求出逆变换x=y-y-/*y,x=y-/*y,x=y,写成矩阵形式X=CY形式,其中C=(,-,-/;,,-/;,,)(分号表示矩阵行结束)就是合同变换中的变换矩阵。例,f=xx-xx,无平方项,则先作变换x=y+y,x=y-y,y=x,代入f中f=y^-y^-yy-yy=(y-/*y)^-(y+/*y)^;再作变换z=y-/*y,z=y+/*y,z=y用逆变换y=z+/*z,y=z-/*z,y=z,就能把f化成f=z^-z^这种标准二次型。最后将再次用的变换写成矩阵形式,X=C*Y,Y=C*Z的形式,X=C*C*Z,则C=C*C就是所求(具体计算略)。()初等变换法:将二次型的矩阵A与同阶单位阵I合并成n_n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’。()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=,,……,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=λ*y^+λ*y^+……+λn*yn^