Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Доказательство. Умножая обе части матричного равенства на матрицу ХТ (транспонированную по отношению к X) слева, в правой части получим f : ХТ AX=f.






    АХ = .

    Умножая обе части матричного равенства на матрицу ХТ (транспонированную по отношению к X) слева, в правой части получим f: ХТ AX=f.

    Следствие.f=(AX, X)

    8.3. Приведение квадратичных форм к каноническому виду.

    Опр.Квадратичная форма имеет канонический вид, если в ее записи нет слагаемых с произведениями неизвестных, т. е. .

    Теорема. (о приведении квадратичной формы к главным осям). Любую квадратичную форму с помощью преобразования переменных можно привести к каноническому виду.

    Доказательство. Матрица А квадратичной формы симметрична, а для симметрического оператора всегда существует n собственных чисел, и, соответственно, n собственных векторов. Отсюда следует, что в новом базисе, составленном из этих собственных векторов, матрица оператора будет диагональной. Мы показали, что существует матрица Q, составленная из ортогональных собственных векторов А такая, что матрица Q- 1 AQ диагональна. Подвергнув квадратичную форму ортогональному преобразованию с матрицей Q, мы приведем ее к каноническому виду. ■

     

    Следствие Квадратичная форма с помощью преобразования переменных приводится к каноническому виду, коэффициентами которого являются корни характеристического многочлена матрицы квадратичной формы, взятые с их кратностями.

    Доказательство. f=(AX, X), матрица А в базисе из собственных векторов имеет диагональный вид с собственными числами на главной диагонали.

    Получили следующий алгоритм приведения квадратичной формы к каноническому виду:

    1) Построить матрицу квадратичной формы.

    2) Найти собственные числа и векторы, записать квадратичную форму (коэффициентами при квадратах новых переменных будут найденные собственные числа).

    3) Нормировать собственные векторы и записать матрицу перехода от старого базиса к новому (а именно, состоящему из найденных векторов).

    Пример. Используя теорию квадратичных форм, привести к каноническому виду уравнение линии второго порядка. Схематично изобразить график.

    Решение: Составим характеристическое уравнение квадратичной формы : при

    Решив это уравнение, получим l1 = 2, l2 = 6.

    Найдем координаты собственных векторов:

    полагая

    m1 = 1, получим n1 =

    полагая

    m2 = 1, получим n2 =

    Собственные векторы:

    Находим координаты единичных векторов нового базиса.

    Имеем следующее уравнение линии в новой системе координат:

    Каноническое уравнение линии в новой системе координат будет иметь вид:

    Кривая является эллипсом с полуосями

    Матрица ортогонального преобразования Q составляется из координатных столбцов векторов :

    Q = .

    Легко проверить, что это матрица оператора поворота на

    по часовой стрелке.

    Выпишем линейное преобразование переменных, приводящее уравнение к каноническому виду (см.7.1.)

    Остается схематично изобразить фигуру.

    Пример. Используя теорию квадратичных форм, привести к каноническому виду уравнение линии второго порядка. Схематично изобразить график.

    4ху + 3у2 + 16 = 0

     

    Коэффициенты: a11 = 0; a12 = 2; a22 = 3.

    Характеристическое уравнение:

    Корни: l1 = -1, l2 = 4.

     

    Для l1 = -1 Для l2 = 4

     

    m1 = 1; n1 = -0, 5; m2 = 1; n2 = 2;

     

    = (1; -0, 5) = (1; 2)

    Получаем: -каноническое уравнение гиперболы.

    Матрица преобразования Q составляется из координатных столбцов векторов :

    Q = .

    Легко проверить, что это матрица оператора поворота на

    острый угол по часовой стрелке.

    Выпишем линейное преобразование переменных, приводящее уравнение к каноническому виду (см.7.1.)

    Остается схематично изобразить фигуру

     

    Канонический вид квадратичных форм используется для определения типа уравнений кривых и поверхностей второго порядка.

     

    Пример. Привести к каноническому виду квадратичную форму

    Ф(х1, х2) = 27 .

     

    Коэффициенты: а11 = 27, а12 = 5, а22 = 3.

    Составим характеристическое уравнение: ;

    (27 - l)(3 - l) – 25 = 0

    l2 - 30l + 56 = 0

    l1 = 2; l2 = 28;

     

     

     

    Пример. Привести к каноническому виду уравнение второго порядка:

    17x2 + 12xy + 8y2 – 20 = 0.

     

    Коэффициенты а11 = 17, а12 = 6, а22 = 8. А =

    Составим характеристическое уравнение:

    (17 - l)(8 - l) - 36 = 0

    136 - 8l - 17l + l2 – 36 = 0

    l2 - 25l + 100 = 0

    l1 = 5, l2 = 20.

    Итого: - каноническое уравнение эллипса.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.