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二次型化为规范型通常涉及以下步骤:
求特征值和特征向量
将二次型表示为矩阵形式,然后求出对应的对称矩阵的特征值和特征向量。
正交变换
对特征向量进行施密特正交化,然后单位化得到正交矩阵。
构造正交变换
将正交单位特征向量合并成正交矩阵Q。
变量替换
通过令 ( x = Qy ) 进行变量替换,将原二次型化为标准型。
化规范型
对于标准型中的平方项系数,如果它们不为零,则可以将它们单位化,从而得到规范型。
注意事项
在使用配方法时,可以通过凑项和配方的方式将二次型转换为只含有平方项的形式。
在化简过程中,每一步都是非退化的线性替换,确保变换是可逆的。
规范型中,非零平方项的个数等于矩阵的秩,也即非零特征值的个数。
以上步骤可以帮助你将二次型化为规范型。