二次型的规范型与特征值的关系

二次型的规范型(或标准型)与特征值之间有密切的关系。以下是一些基本概念和关系:

1. 二次型:一个二次型可以表示为 ( f(x) = xT A x ),其中 ( x ) 是一个 ( n ) 维列向量,( A ) 是一个 ( n times n ) 的对称矩阵。

二次型的规范型与特征值的关系

2. 特征值和特征向量:对于对称矩阵 ( A ),存在一组特征值 ( lambda_1, lambda_2, ldots, lambda_n ) 和对应的特征向量 ( v_1, v_2, ldots, v_n ),使得 ( Av_i = lambda_i v_i )。

3. 规范型:将二次型 ( f(x) = xT A x ) 通过正交变换 ( P ) 转化为一个对角矩阵 ( Lambda ),即 ( f(x) = xT PT A P x = yT Lambda y ),其中 ( y = P x )。这个对角矩阵 ( Lambda ) 就是二次型的规范型。

现在,我们来看二次型的规范型与特征值之间的关系:

规范型对角线上的元素:规范型对角线上的元素正是二次型 ( f(x) ) 的特征值。即,如果 ( Lambda = text{diag

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