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
  • Приведение квадратичной формы к главным осям






     

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

    Доказательство. Матрица А квадратичной формы симметрична, а для симметричной матрицы найдется ортогональная матрица Q такая, что матрица Q- 1 AQ диагональна. Подвергнув квадратичную форму ортогональному преобразованию с матрицей Q, мы приведем ее к каноническому виду. ■

     

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

    Доказательство. Пусть квадратичная форма f некоторым ортогональным преобразованием переменных приведена к каноническому виду

    Легко видеть, что ортогональное преобразование оставляет инвариантной сумму квадратов переменных, поэтому

    Квадрат определителя ортогональной матрицы равен 1. А определитель матрицы преобразованной квадратичной формы отличается от определителя матрицы исходной квадратичной формы на квадрат определителя матрицы линейного преобразования. Отсюда,

    . ■

     

    Следствие. Для любой ортогональной матрицы, приводящей к диагональному виду симметрическую матрицу, на главной диагонали полученной диагональной матрицы располагаются характеристические корни симметрической матрицы, взятые с их кратностями.

     

    Пример. Приведите к главным осям квадратичную форму

    Матрица квадратичной формы имеет вид

    А = .

    Найдем ее характеристический многочлен

    Матрица А имеет трехкратный характеристический корень 1 и простой характеристический корень – 3. Таким образом,

    канонический вид, к которому квадратичная форма приводится ортогональным преобразованием.

    Для нахождения ортогонального преобразования, осуществляющего это приведение, необходимо найти собственные векторы линейного оператора, матрицей которого в некотором ортонормированном базисе является матрица А. При для этого надо решить однородную систему линейных уравнений

    Ранг системы равен 1 и поэтому фундаментальная система решений состоит из трех решений. Например,

    b 1 = (1, 1, 0, 0),

    b 2 = (1, 0, 1, 0),

    b 3 = (-1, 0, 0, 1).

    Ортогонализируя эту систему, получим

    с 1 = b 1 = (1, 1, 0, 0),

    с 2 = с 1 + b 2 = (, , 1, 0),

    с 3 = с 1 + с 3 + b 3 = (, , , 1).

    При надо решить однородную систему линейных уравнений

    Ранг системы равен 3 и поэтому фундаментальная система решений состоит из одного решения. Например, с 4 = (1, -1, -1, 1).

    Нормируя ортогональную систему векторов с 1, с 2, с 3, с 4, получим ортонормированную систему векторов

    Таким образом, форма приводится к главным осям ортогональным преобразованием:

    Следует отметить, что ответ неоднозначен.

     






    © 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.