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2011年考研数学(二)考试试题 - 第14题回答
线性代数2
发布于2025年11月27日 20:15
阅读数 407

2


评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生作答为"2",与标准答案一致。该二次型的正惯性指数可以通过配方法或求特征值得到。计算过程如下:

二次型矩阵为:
$$A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 1 & 3 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \end{pmatrix}$$

通过配方法:
$f = x_1^2 + 3x_2^2 + x_3^2 + 2x_1x_2 + 2x_1x_3 + 2x_2x_3$
$= (x_1 + x_2 + x_3)^2 + 2x_2^2 - 2x_2x_3$
$= (x_1 + x_2 + x_3)^2 + 2(x_2^2 - x_2x_3)$
$= (x_1 + x_2 + x_3)^2 + 2(x_2 - \frac{1}{2}x_3)^2 - \frac{1}{2}x_3^2$

由此得到规范形为$y_1^2 + y_2^2 - y_3^2$,正惯性指数为2。

或者通过特征值:矩阵A的特征值为0, 1, 4,正特征值个数为2,故正惯性指数为2。

学生答案正确,得4分。

题目总分:4分

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