将二次型化为标准型(规范型)的方法之:拉格朗日配方法

一、前言 前言 - 荒原之梦

在考研数学中,将二次型化为标准型或者规范型有两种常用的方法,即正交变换法和拉格朗日配方法。那么,拉格朗日配方法相对于正交变换法有哪些优点呢?拉格朗日配方法的具体计算步骤是怎样的呢?在计算过程中需要注意什么问题呢?

针对但不限于上面这些问题,在本文中,荒原之梦考研数学(zhaokaifeng.com)将逐一回答。

小提示:如果对拉格朗日配方法不够熟悉的话,阅读本文就需要多一点耐心,最好准备好纸和笔,跟着文中的步骤亲自计算一遍,把本文从头学到尾,你会很有收获感!

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特征值各不相同的矩阵 A 一定可以相似对角化,且与 A 相似的对角矩阵的主对角线就是由 A 的特征值所组成

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{lll}1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 3 \\ 0 & 4 & 2\end{array}\right]$, 则和矩阵 $\boldsymbol{A}$ 相似的对角矩阵是()

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你知道怎么在已知特征向量得前提下求解矩阵中得未知数吗

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol{\alpha}=(1,1,-1)^{\mathrm{\top}}$ 是矩阵 $\boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{ccc}7 & 4 & -1 \\ 4 & 7 & -1 \\ -4 & -4 & x\end{array}\right]$ 的特征向量,则 $x=?$

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你知道怎么在已知矩阵特征值的情况下求解伴随矩阵得特征值吗

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol{A}$ 是 $n$ 阶可逆矩阵, $\lambda$ 是 $\boldsymbol{A}$ 的特征值($\lambda \neq 0$), 则 $\left(\boldsymbol{A}^{*}\right)^{2}+\boldsymbol{E}$ 必有特征值()

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已知特征值求矩阵中未知数时就不要想着怎么凑出来简化版的求特征值的式子了

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $-2$ 是矩阵 $\boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{ccc}0 & -2 & -2 \\ 2 & x & -2 \\ -2 & 2 & 6\end{array}\right]$ 的特征值,则 $x=?$

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带有三角函数的积分不容易计算怎么办?尝试把三角函数放到微分符号 d 里面,这样就可以用整体代换法去掉三角函数了

一、题目题目 - 荒原之梦

$$
I=\int_{-\frac{\pi}{2}}^{\frac{\pi}{2}} \frac{(1+x) \cos x}{1+\cos ^{2} x} \mathrm{~d} x = ?
$$

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使用待定系数法解出来的不定积分一般都会产生对数,但你知道什么时候对数会消失吗?

一、题目题目 - 荒原之梦

在不定积分 $I=\int \frac{x^{2}+a x+b}{(x+1)^{2}\left(x^{2}+1\right)} \mathrm{d} x$ 中不含对数函数,则 $b=?$

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若要使 n 个 n 维向量可以表示任意一个 n 维向量,这 n 个 n 维向量必须线性无关

一、题目题目 - 荒原之梦

若对于任意的 $b=\left(b_{1}, b_{2}, b_{3}\right)^{\mathrm{\top}}$, 方程组 $\left\{\begin{array}{l}
2 x_{1}+\lambda x_{2}-x_{3}=b_{1} \\
\lambda x_{1}-x_{2}+x_{3}=b_{2} \\
4 x_{1}+5 x_{2}-5 x_{3}=b_{3}
\end{array}\right.$ 总有解,则 $\lambda$ 应满足什么条件?

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有无穷多解的非齐次线性方程组扩展矩阵的秩一定小于未知数的个数

一、题目题目 - 荒原之梦

已知方程组 $\left[\begin{array}{ccc}1 & -1 & -3 \\ 0 & 1 & a-2 \\ 3 & a & 5\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}2 \\ a \\ 16\end{array}\right]$ 有无穷多解,则 $a=?$

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只有零解的齐次线性方程组的系数矩阵对应的行列式一定不等于零

一、题目题目 - 荒原之梦

已知齐次方程组 $\left\{\begin{array}{l}
\lambda x_{1}+x_{2}+x_{3}=0 \\
x_{1}+\lambda x_{2}+x_{3}=0 \\
x_{1}+x_{2}+x_{3}=0
\end{array}\right.$ 只有零解,则 $\lambda$ 满足什么条件。

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求解基础解系的方法:每次令一个自由未知数值为 1, 其余自由未知数值为 0, 求解对应的非自由未知数的值(极大线性无关组对应非自由未知数)

一、题目题目 - 荒原之梦

四元齐次线性方程组 $\left\{\begin{array}{l}x_{1}+2 x_{4}=0 \\ x_{3}-3 x_{4}=0\end{array}\right.$ 的基础解系是()

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