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将二次型的标准型化为规范型,主要步骤是将平方项的系数变为1或-1,并保持正负惯性指数不变。具体步骤如下:
1. 对于标准型中的每一个平方项,如果其系数不是1或-1,则通过乘以一个合适的常数,使其变为1或-1。
2. 保持正负惯性指数不变,即正平方项的个数和负平方项的个数与标准型中的相同。
例如,如果标准型为:
$$f = y_1^2 + 2y_2^2 - 3y_3^2$$
其中正平方项的个数为2,负平方项的个数为1,即正负惯性指数分别为2和1。
为了化为规范型,我们可以将中间项的系数2通过乘以$frac{1}{sqrt{2}}$变为1,得到:
$$f = y_1^2 + y_2'^2 - 3y_3^2$$
其中$y_2' = frac{y_2}{sqrt{2}}$。
规范型即为:
$$f = y_1^2 + y_2'^2 - y_3^2$$
其中所有平方项的系数均为1或-1,且保持了原有的正负惯性指数