什么是正交变换矩阵?
1.正交变换x=py:表示矩阵p是正交矩阵,即p的列(行)向量是正交的,长度为1。正交矩阵满足:p^tp=pp^t=e,即p^(-1)=p^t。在二次型中,我们希望找到一个可逆矩阵c,通过可逆变换x=cy,使二次型f=x^tax=(cy)^tacy=y^t(c^tac)y成为标准形式,即使c^tac成为对角矩阵。由实对称矩阵的对角化可知,对于任意对称矩阵a,总是存在一个正交矩阵p,使得p^(-1)ap是对角矩阵。因为正交矩阵p^(-1)=p^t,p^tap是对角矩阵。这样,如果我使用正交变换x=py,我可以将二次型f=x^tax改为f=y^t(p^tap)y=y^t(p^(-1)ap)y=y^t∧y(其中∧是对角矩阵)。通过正交变换实现了二次型的标准化。这是正交变换的第一个函数。②正交变换可以用来研究图形的几何性质。因为正交矩阵满足:p^tp=pp^t=e,对于正交变换x=py,有|x|=√(x^tx)=√(y^tp^tpy)=√(y^ty)=|y|。其中|x|表示向量x的长度。因此,经过正交变换后,|x|=|y|,即向量的长度保持不变。同样可以证明
(x1,x2,x3)=2x1x2x1x2x1x2x2x3对应的实对称矩阵是
a=[(0,1,1)t,(1,0,1)t,(1,1,0)t]对角化如下:
首先,求a的特征值,由|ke-a|=|(k,-1,-1)t,(-1,k,-1)t,(-1,-1,k)t|=(k-2)*(k-1)1)对于特征值k=2,(2e-a)z=0,特征向量z=(1,1,1)t,
单位α1=(1/√3,1/√3)t。
对于特征值k=-1,(-e-a)z=0,特征向量z=(1,-1,0)t或(1,0,-1)t,
施密特正交化给出
α2=(1/√2,0)t,α3=(1)/√6,1/√6,-2/√6)t.
正交变换化标准型公式?
实对称矩阵必须具有相似的变换矩阵,并且是正交矩阵,正交矩阵的逆等于正交矩阵的转置。根据矩阵相似性和矩阵同余的定义,如果矩阵a是实对称矩阵,那么它必须存在于正交矩阵p中,使得p*(-1)ap=b和p*(t)ap=b。但是如果矩阵a不是实对称矩阵,那么相似性与矩阵同余无关,因为矩阵a不一定有变换矩阵p,所以a和b是相似和全等的
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