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第五章 二次型

高等代数二次型

一、单选题 (共 3 题 ),每题只有一个选项正确
1. 已知二次型 f(x1,x2,x3)=i=13(xix¯)2, 其中 x¯=x1+x2+x33, 则二次型的正惯性指数为
A. 3 B. 2 C. 1 D. 0

2. 已知二次型 f(x1,x2)=2x12+ax22+4x1x2 对应的矩阵与 (4b31) 合同, 则
A. a>2,b=3. B. a<2,b=3. C. a>2,b=23. D. a<2,b=23.

3.f(x)φ(x)(,+) 内有定义, f(x) 为连续函数,且 f(x)0φ(x) 有间断点,则
A. φ[f(x)] 必有间断点 B. [φ(x)]2 必有间断点 C. f[φ(x)] 必有间断点 D. φ(x)f(x) 必有间断点

二、填空题 (共 1 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
4. 设二次型 f(x1,x2,x3)=x12+3x324x1x2+2x1x38x2x3, 则二次型 f 的矩阵是

三、解答题 (共 5 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
5. 实二次型 f(x1,x2,x3)=(x1+2x2)2+(2x2x3)2 +(x1+x3)2 的正惯性指数为

6. 设实二次型 f(x1,x2,x3)=(x1x2+x3)2+(x2+x3)2+(x1+ax3)2, 其中 a 是参数.
(I) 求 f(x1,x2,x3)=0 的解;
(II) 求 f(x1,x2,x3) 的规范形.

7. 已知实二次型 f(x1,x2,x3)=ax12+ax22+ax32
+2x1x2+2x1x3+2x2x3 用正交替换 X=TY 化为标准形
f(x1,x2,x3)=by22+cy32,(b,c0).

a,b,c 并写出正交替换及所化成的标准二次型.

8.A 为 3 阶实对称阵, ξ1=(a,2,1)TAx=0 的解, ξ2=(a,a,3)T(AE)x=0 的解, 且 B=(3121a2229) 是正定矩阵.
(I) 求参数 a;
(II) 求正交变换 x=Py, 将二次型 f=xTBx 化为标准形;
(III) 当 xTx=2 时, 求 f=xTBx 的最大值.

9. 已知二次型 f(x1,x2,x3)=|0x1x2x3x1a11a12a13x2a21a22a23x3a31a32a33|, 实对称矩阵 A=(a11a12a13a21a22a23a31a32a33).
(1) 求二次型 f(x1,x2,x3) 的矩阵;
(2) 已知二次型 f(x1,x2,x3) 经正交变换化为标准形 y12+4y22+y32, 其中 |A|>0, 矩阵 A 各行元素之和为 a(a<1), 矩阵 B 满足 [(12A)]1BA=6AB+12E, 求可逆矩阵 P 和对角矩阵 Λ, 使得 PTBP=Λ.

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