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ξ
?1???3=?2?????2?,经单位化得η
?25/5??1/3???3=?2/3?. ????2/3?215/151/3??所求正交矩阵为
T=??5/545/152/3?.
??05/3?2/3???100?对角矩阵
D=??010???. ?00?8???215/151/3?(也可取?25/5T=
??0?5/32/3?.)
??5/5?45/15?2/3??31.解 f(x,x2
2x2
2
12,x3)=(x1+2x2-2x3)-2+4x2x3-7x3
=(x21+2x2-2x23)-2(x2-x3)2-5x3.
?y?1?x1?2x2?2x3?x1?y1?2y2设??y2?x2?x3,
即??x2?y2?y3,
????y3?x33?x?y3?1?20?因其系数矩阵
C=??011???可逆,故此线性变换满秩。
?001??经此变换即得f(x1,x22,x23)的标准形 y2 1-2y2-5y3.
四、证明题(本大题共2小题,每小题5分,共10分) 32.证 由于(E-A)(E+A+A2)=E-A3=E,
所以E-A可逆,且 (E-A)-1= E+A+A2 .
33.证 由假设Aη0=b,Aξ1=0,Aξ2=0.
(1)Aη1=A(η0+ξ1)=Aη0+Aξ1=b,同理Aη2= b,所以η1,η2是Ax=b的2个解。 (2)考虑l0η0+l1η1+l2η2=0,
即 (l0+l1+l2)η0+l1ξ1+l2ξ2=0.
则l0+l1+l2=0,否则η0将是Ax=0的解,矛盾。所以 l1ξ1+l2ξ2=0.
又由假设,ξ1,ξ2线性无关,所以l1=0,l2=0,从而 所以η0,η1,η2线性无关。
6
l0=0 .