题目
10. (5.0分) 二 次 型 f(x_(1),x_(2),x_(3),x_(4))=x_(1)^2+x_(2)^2+x_(3)^2+x_(4)^2+2x_(3)x_(4) 的秩为A. 1B. 2C. 3D. 4
10. (5.0分) 二 次 型 $f(x_{1},x_{2},x_{3},x_{4})=x_{1}^{2}+x_{2}^{2}+x_{3}^{2}+x_{4}^{2}+2x_{3}x_{4}$ 的秩为
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
题目解答
答案
C. 3
解析
二次型的秩由其对应的矩阵的秩决定。本题的关键在于:
- 构造二次型的矩阵:根据二次项系数确定对角线元素,交叉项系数的一半确定非对角线元素。
- 计算矩阵的秩:通过行变换化简矩阵,非零行的数量即为秩。
构造二次型矩阵
二次型 $f(x_1, x_2, x_3, x_4) = x_1^2 + x_2^2 + x_3^2 + x_4^2 + 2x_3x_4$ 对应的矩阵 $A$ 为:
$A = \begin{pmatrix}1 & 0 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 & 0 \\0 & 0 & 1 & 1 \\0 & 0 & 1 & 1\end{pmatrix}$
行简化阶梯形
- 初始矩阵:
$\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 & 0 \\0 & 0 & 1 & 1 \\0 & 0 & 1 & 1\end{pmatrix}$ - 行变换:第4行减去第3行,得到:
$\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 & 0 \\0 & 0 & 1 & 1 \\0 & 0 & 0 & 0\end{pmatrix}$ - 非零行数量:3行,因此矩阵秩为3。