矩阵工具研究二次型

二次型函数,先要用矩阵工具表达出来。写出来是个对阵矩阵,对称矩阵一定有n个无关的特征向量。

实对称矩阵可以使用一个正交矩阵进行对角化

二次型

二次型即二次函数(二次方程),起源于几何学中的圆锥曲线方程(抛物线,双曲线,椭圆和圆)。

二次型可以表示为一个矩阵表达式\(f(x)=x^T Ax\),其中A为实对称矩阵,因此可以使用矩阵理论来研究一个二次曲线,应用基变换、线性映射的手段来求一些二次曲线的极值。

P-1AP=

除了研究普通矩阵的手段,二次型有自己的方法配方法,配方法是根源,用数学表达出来就是存在C使得\(C^TAC\)为对角阵,这里没有说\(C^TC = E\),根源是配方,所以抽象出来的数学语言是这个样子。

只不过恰好正交阵\(Q^TQ=E\)了,正交阵可以用来做二次形变换。

在这里引出了一些新的小概念比如合同、合同变换。

虽然是新东西,但是有鲜明意义,把握住数学概念的根源,为了什么问题而提出来的,还是很好理解的。

合同实际上做了一些牺牲的,只保持了图形形状不变,分析基本的性质。

相似与合同的问题。