diff --git a/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.pdf b/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.pdf index 8ff7d00..45616b2 100644 Binary files a/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.pdf and b/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.pdf differ diff --git a/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.tex b/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.tex index 74b10a3..add5fde 100644 --- a/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.tex +++ b/linear-algebra/exercise/5-similar/similar.tex @@ -171,6 +171,34 @@ $\left\{\begin{array}{l} 即$\xi=(1,1,1)^T$。 +\subsection{矩阵} + +即根据$A=P\Lambda P^{-1}$的特征向量矩阵和特征值矩阵来反求矩阵。 + +\subsection{行列式值} + +一般会给出特征值,求$A$的行列式值。 + +\subsubsection{特征方程} + +题目要求$\vert f(A)-E\vert$的形式,即求$f(A)$的特征值。 + +\textbf{例题:}设$A$为三阶矩阵,已知$-3E+A$不可逆,$\vert2E+A\vert=0$,$(E-A)x=0$有非零解,求$\vert A^*-E\vert$。 + +解:前三个条件都是为了指明$\vert-3E+A\vert=\vert3E-A\vert=0$,$\vert-2E-A\vert=0$,$\vert E-A\vert=0$,即得到$A$的三个特征值$\lambda_1=3$、$\lambda_2=-2$、$\lambda_3=1$。 + +求$\vert A^*-E\vert$即求$A^*$的特征值,然后再乘起来,即得到行列式的值。 + +又$A^{-1}=\dfrac{A^*}{\vert A\vert}$,所以$A^*=\dfrac{\vert A\vert}{A}$。 + +$\vert A\vert$等于特征值的乘积$-6$,对应的特征值即为$\mu_1=\dfrac{-6}{3}=-2$,$\mu_2=\dfrac{-6}{-2}=3$,$\mu_3=\dfrac{-6}{1}=-6$。 + +对应$A^*-E$的特征值为$-3$,$2$,$-6$,所以最后的行列式值为$42$。 + +\subsubsection{矩阵函数} + +题目要求$\vert f(A)\vert$的形式,即求$f(A)$的特征值,然后求其乘积就是矩阵方程的行列式值。 + \section{相似理论} $P^{-1}AP=\Lambda$,$P$为特征向量组,$\Lambda$为特征值矩阵。 diff --git a/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.pdf b/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.pdf index 35ca58b..0051d32 100644 Binary files a/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.pdf and b/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.pdf differ diff --git a/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.tex b/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.tex index 6d96d57..f0a2369 100644 --- a/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.tex +++ b/linear-algebra/exercise/6-quadratic-form/quadratic-form.tex @@ -34,9 +34,44 @@ \newpage \pagestyle{plain} \setcounter{page}{1} +\section{二次型} + +即最基本的将二次型式子变为矩阵形式。 + +\subsection{配方法} + +\subsection{矩阵乘法} + +由于二次型是$X^TAX$的形式,所以最后的左右两边都存在所有的$x_i$,所以可以依次把$x_i$缺的项进行补齐$x_n$与其他所有$x_i$乘积的和的形式。 + +\textbf{例题:}将二次型$f(x_1,x_2,x_3)=2x_1^2+2x_2^2+2x_3^2-2x_1x_2-2x_2x_3+2x_1x_3$化为矩阵。 + +解:$f(x_1,x_2,x_3)=2x_1^2+2x_2^2+2x_3^2-2x_1x_2-2x_2x_3+2x_1x_3=2x_1^2-2x_1x_2+2x_1x_3+2x_2^2-2x_2x_3+2x_3^2=2x_1^2-x_1x_2+x_1x_3+2x_2^2-x_1x_2-x_2x_3+2x_3^2+x_1x_3-x_2x_3=x_1(2x_1-x_2+x_3)+x_2(-x_1+2x_2-x_3)+x_3(x_1-x_2+2x_3)$ + +$=\left[x_1,x_2,x_3\right]\left[\begin{array}{c} + 2x_1-x_2+x_3 \\ + -x_1+2x_2-x_3 \\\ + x_1-x_2+2x_3 +\end{array}\right]=[x_1,x_2,x_3]\left[\begin{array}{ccc} + 2 & -1 & 1\\ + -1 & 2 & -1\\ + 1 & -1 & 2 +\end{array}\right]\left[\begin{array}{c} + x_1 \\ + x_2 \\ + x_3 +\end{array}\right]$。 + +即$A=\left[\begin{array}{ccc} + 2 & -1 & 1\\ + -1 & 2 & -1\\ + 1 & -1 & 2 +\end{array}\right]$。 \section{标准形} +即将二次型式子变为平方形式,再变量更换,变成矩阵形式。 + \subsection{配方法} \begin{enumerate} @@ -47,6 +82,8 @@ \subsubsection{平方项} +即依次对存在$x_i$的式子进行整合配方。 + \textbf{例题:}将$f(x_1,x_2,x_3)=x_1^2+2x_1x_2+2x_1x_3-x_2^2-2x_2x_3-x_3^2$化为标准形并求出作的可逆线性变换。 解:首先对$x_1$进行配方,因为有$x_1$因子的式子有$x_1^2+2x_1x_2+2x_1x_3$。 @@ -222,4 +259,17 @@ $\therefore\Lambda=\left(\begin{array}{ccc} \end{array}\right)(y_1,y_2,y_3)^T=y_1^2+y_2^2+10y_3^2$ \section{正定二次型} + +\subsection{具体型} + +\begin{enumerate} + \item 顺序主子式全部大于0。 + \item 特征值全部大于0。 + \item 配方化为全平方和的标准型,正惯性指数$p=n$(未知数个数)。 + \item 矩阵乘法配方为完全平方和,内积$D^TD$不等于0。 + \item 。 +\end{enumerate} + +\subsection{抽象型} + \end{document}