Определение Каноническим видом эрмитовой квадратичной формы называется выражение вида где координаты вектора, а вещественные канонические коэффициенты
Download 0.68 Mb.
|
1-2
Пример. Приведем к каноническому виду методом Якоби квадратичную форму
. Матрица квадратичной формы . Главные миноры матрицы . Поэтому , где - координаты вектора в каноническом базисе. 1.3.Приведение квадратичной формы к каноническому виду в ортонормированном базисе Пусть - эрмитова квадратичная форма, заданная в унитарном (евклидовом) пространстве. С помощью некоторого невырожденного линейного преобразования она может быть приведена к каноническому виду, причем выбор канонического базиса неоднозначен. Оказывается, что для эрмитовой квадратичной формы среди всех канонических базисов существует и ортонормированный базис. Так как - матрица квадратичной формы является эрмитовой (самосопряженной), то она представима в виде , где - собственные значения, а - ортонормированная матрица собственных векторов матрицы А. Введем новые переменные (новые координаты вектора ) соотношениями . В новых переменных квадратичная форма . Таким образом, для приведения квадратичной формы к каноническому виду необходимо найти собственные значения матрицы А, которые и являются каноническими коэффициентами. Если нужна также связь между старыми и новыми координатами вектора , то нужно найти ортонормированную матрицу собственных векторов. Пример. Найдем канонический вид в ортонормированном базисе квадратичной формы . Матрица квадратичной формы . Для определения канонических коэффициентов составим и решим характеристическое уравнение . Откуда , и канонический вид квадратичной формы . Найдем связь между старыми и новыми координатами вектора . Собственные векторы матрицы А при определяются уравнением , линейно независимые решения которого, например, векторы . Координаты третьего собственного вектора определяются системой которая имеет решение . Применяя к полученным векторам процесс ортогонализации Грама - Шмидта, получим искомый ортонормированный базис , и связь между старыми и новыми координатами вектора Пример 1: Для квадратичных форм и определить базис, в котором одна из этих квадратичных форм имеет канонический вид, а другая квадратичная форма приводится к нормальному виду, и соответствующую замену координат. Решение. Находим матрицы и квадратичных форм и соответственно: , . Форма является положительно определенной, так как главные миноры ее матрицы положительны. Решим уравнение : , , , , , . Тогда канонический вид квадратичной формы , а нормальный вид квадратичной формы . Для каждого из чисел , решим матричное уравнение . При получаем , При получим . Тогда первый базисный вектор имеет вид . При получаем , При получим . Тогда второй базисный вектор имеет вид . По матрице строим поляризацию квадратичной формы . Пусть и : . Симметрическая билинейная функция задает скалярное произведение. Векторы и ортогональны относительно этого скалярного произведения: . Тогда векторы и образуют ортонормированный базис относительно скалярного произведения, определяемого функцией . , , , . Тогда , . Запишем координаты векторов и в виде столбцов матрицы. Получим матрицу перехода: . Отсюда получаем замену переменных: Download 0.68 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling