题目
判断下列命题是否正确并说明理由:A是三阶实对称矩阵,=(({x)_(1),(x)_(2),(x)_(3))}^T,则=(({x)_(1),(x)_(2),(x)_(3))}^T是二次型
判断下列命题是否正确并说明理由:
A是三阶实对称矩阵,
,则
是二次型
题目解答
答案
由题可得:
因为A是三阶实对称矩阵,
所以
则
由此可得该形式为二次型形式,
故得证A是三阶实对称矩阵,
,则
是二次型,该命题正确。
解析
步骤 1:定义二次型
二次型是形如$f(x_1, x_2, ..., x_n) = \sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n}a_{ij}x_{i}x_{j}$的多项式,其中$a_{ij}$是实数,且$a_{ij} = a_{ji}$,即系数矩阵是对称的。
步骤 2:分析给定条件
给定条件是A是一个三阶实对称矩阵,$X = (x_1, x_2, x_3)^T$。因此,$X^TAX$可以写成$(x_1, x_2, x_3)A(x_1, x_2, x_3)^T$的形式。
步骤 3:验证${X}^{T}AX$是否为二次型
由于A是对称矩阵,$X^TAX$可以展开为$x_1^2A_{11} + x_2^2A_{22} + x_3^2A_{33} + 2x_1x_2A_{12} + 2x_1x_3A_{13} + 2x_2x_3A_{23}$,其中$A_{ij}$是矩阵A的元素。这正是一个二次型的形式,因为它是变量$x_1, x_2, x_3$的二次多项式,且系数矩阵A是对称的。
二次型是形如$f(x_1, x_2, ..., x_n) = \sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n}a_{ij}x_{i}x_{j}$的多项式,其中$a_{ij}$是实数,且$a_{ij} = a_{ji}$,即系数矩阵是对称的。
步骤 2:分析给定条件
给定条件是A是一个三阶实对称矩阵,$X = (x_1, x_2, x_3)^T$。因此,$X^TAX$可以写成$(x_1, x_2, x_3)A(x_1, x_2, x_3)^T$的形式。
步骤 3:验证${X}^{T}AX$是否为二次型
由于A是对称矩阵,$X^TAX$可以展开为$x_1^2A_{11} + x_2^2A_{22} + x_3^2A_{33} + 2x_1x_2A_{12} + 2x_1x_3A_{13} + 2x_2x_3A_{23}$,其中$A_{ij}$是矩阵A的元素。这正是一个二次型的形式,因为它是变量$x_1, x_2, x_3$的二次多项式,且系数矩阵A是对称的。