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
  • Примеры. 1. Привести квадратичную форму к каноническому виду методом Лагранжа и записать соответствующее преобразование

    1. Привести квадратичную форму к каноническому виду методом Лагранжа и записать соответствующее преобразование

    .

    Решение. Следуя алгоритму метода Лагранжа, выделим вначале в квад-ратичной форме все члены, содержащие , и дополним их до полного квадрата:

    .

    Сделаем в этом выражении замену и подставим его в квадратичную форму. Получим:

    .

    Далее выделим в члены, содержащие и проделаем с ними анало-гичную процедуру:

    Если положить , то квадратичная форма уже не будет содержать смешанных произведений. Примем также , тогда

    канонический вид квадратичной формы есть

    .

    Соответствующее преобразование от переменных к переменным имеет вид:

    .

    2. Найти ортогональное преобразование, приводящее квадратичную форму к каноническому виду, и записать соответствующий канонический вид этой формы:

    .

    Решение. В исходном базисе матрица оператора, соответствующая данной квадратичной форме, есть

    .

    Эта матрица будет определять квадратичную форму канонического вида в ортонормированном базисе , составленном из собственных векторов матрицы . Найдем их.

    Характеристическое уравнение для матрицы имеет вид

    .

    Откуда следует

    и .

    Как известно собственные векторы матрицы находятся из уравнений

    .

    Для случая имеем:

    .

    Ранг матрицы этой системы уравнений (относительно ) равен 1. Следовательно, ФСР системы состоит из двух линейно независимых решений.

    Как видно из данной системы, величина принимает произвольные значения, а величины связаны соотношением . В качестве собственных можно выбрать, например, векторы

    Эти векторы ортогональны: (если бы они оказались не ортогональными, то их нужно было бы ортогонализировать с помощью стандартной процедуры). Вектор к тому же и нормирован. Откуда следует - . Нормируем теперь вектор :

    .

    Для случая уравнение, определяющее собственный вектор есть

    .

    Ранг матрицы этой системы уравнений равен 2. Следовательно она имеет одно линейно независимое решение, например, Отнормируем этот вектор: .

    Теперь можно составить искомую матрицу ортогонального преобразования:

    .

    Исходная квадратичная форма будет иметь следующий канонический вид

    .

    При этом переменные связаны с переменными соотношением

    или

     

    3. Построить в прямоугольной системе координат фигуру, определяемую следующим уравнением, предварительно приведя его к каноническому виду

    .

    Решение. Выделим в этом выражении квадратичную форму . Это три первых слагаемых уравнения .

    Матрица квадратичной формы равна . Проведём процедуру приведения квадратичной формы к каноническому виду с помощью ортогонального преобразования. Характеристическое уравнение матрицы имеет вид

    .

    Его корни таковы: .

    Найдём теперь собственные векторы, соответствующие этим корням и отнормрируем их. Для вектора , соответствующего

    , имеем

     

    В итоге собственный вектор, соответствующий , можно выбрать в виде

    .

    Анологичная процедура для собственного вектора даёт:

    Откуда:

    .

    После нормировки полученных векторов имеем:

    .

    Эти векторы представляют собой ортонормированный базис новой системы координат. Матрица ортогонального оператора, приводящего квадратичную форму к каноническому виду , есть

    Связь старых и новых координат определяется соотношением .

    Учитывая приведенные выражения, приведём заданную квадратичную форму к каноническому виду

     

    Это есть каноническое уравнение эллипса в системе координат , которая получается из исходной её поворотом на угол и переносом начала координат в точку .

     

    Задачи

    Записать матрицу квадратичной формы:

    5.1. ;

    5.2. ;

    5.3. ;

    5.4. ;

    5.5. ;

    5.6. ;

    5.7. ;

    5.8. ;

    5.9. ;

    5.10. ;

    5.11. .

    Найти ранг квадратичной формы:

    5.12. ;

    5.13. ;

    5.14. ;

    5.15. ;

    5.16. ;

    5.17. ;

    5.18. ;

    5.19. ;

    5.20. .

    Записать квадратичную форму в матричном виде:

    5.21. ;

    5.22. ;

    5.23. ;

    5.24. ;

    5.25. ;

    5.26. ;

    5.27. ;

    5.28. ;

    5.29. ;

    5.30. .

    Записать квадратичную форму в виде по заданной

    матрице:

    5.31. ; 5.32. ;

    5.33. ; 5.34. ;

    5.35. ; 5.36. ;

    5.37. ; 5.38. ;

    5.39. ; 5.40. .

    Привести квадратичную форму к каноническому виду методом

    Лагранжа и записать соответствующее преобразование:

    5.41. ;

    5.42. ;

    5.43. ;

    5.44. ;

    5.45. ;

    5.46. ;

    5.47.

    5.48.

    5.49.

    5.50.

    5.51. ;

    5.52. .

    Найти ортогональное преобразование, приводящее квадратичную

    форму к каноническому виду и записать соответствующий кано-

    нический вид квадратичной формы:

    5.53. ;

    5.54. ;

    5.55. ;

    5.56. ;

    5.57. ;

    5.58. ;

    5.59. ;

    5.60. ;

    5.61. ;

    5.62. .

    Записать данное уравнение второго порядка в матричном виде и

    определить, фигуру какого типа (эллиптического, гиперболическо-

    го, параболического) оно определяет:

    5.63.

    5.64.

    5.65.

    5.66.

    5.67.

    5.68.

    5.69.

    5.70.

    5.71.

    5.72.

    5.73.

    5.74. .

    Построить в прямоугольной системе координат Оху (O; i, j) фигуру,

    определяемую данным уравне-нием, предварительно приведя его

    к каноническому виду:

    5.75.

    5.76.

    5.77.

    5.78.

    5.79.

    5.80.

    5.81.

    5.82.

    5.83.

    5.84. .

    Каждую из квадратичных форм исследовать на знакоопределённость

    5.85.

    5.86.

    5.87.

    5.88.

    5.89.

    5.90.

    5.91.

    5.92.

    5.93. ;

    5.94.

     

    5.95. ;

    5.96. .

     

     

     

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    Цель проведения IPO | Кинетика химических и биохимических процессов.




    © 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.