线性代数中的二次型是一种特殊的多项式形式,其中只包含二次项。以下是线性代数中二次型的一些重要概念和性质的摘要:
定义:二次型是形如 Q(x)=xTAx 的函数,其中 x 是一个 n 维列向量,A 是一个 n×n 的实对称矩阵。
矩阵 A 的性质:
实对称矩阵:A 的元素满足 aij=aji。
主对角线元素:aii 是 A 的对角线上的元素。
二次型矩阵的转置:Q(x) 中 A 的转置等于自身,即 AT=A。
标准形式:通过正交变换,可以将二次型转化为标准形式 Q(x)=λ1x21+λ2x22+…+λnx2n,其中 λ1,λ2,…,λn 是实数且满足 λ1≥λ2≥…≥λn。
正定、负定和不定二次型:
正定二次型:对于所有非零向量 x,有 Q(x)>0。
负定二次型:对于所有非零向量 x,有 Q(x)<0。
不定二次型:既存在使 Q(x)>0 的向量,也存在使 Q(x)<0 的向量。
规范形式:根据二次型的正负定性质,可以得到不同的规范形式。
正定规范形式:Q(x)=x21+x22+…+x2r,其中 r≤n。
负定规范形式:Q(x)=−x21−x22−…−x2s,其中 s≤n。
混合规范形式:Q(x)=x21+x22+…+x2r−x2r+1−…−x2s,其中 r+s≤n。
这些是线性代数中关于二次型的主要概念和性质
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