Применение квадратичных форм к исследованию кривых второго прядка
В общем случае кривая второго порядка в базисе описывается уравнением . Ее первые три слагаемые образуют квадратичную форму с матрицей:
.
Задача о приведении кривой к каноническому виду сводится к задаче о приведении к каноническому виду квадратичной формы этой кривой.
Пусть и – собственные значения матрицы , а и – ортонормированные собственные векторы матрицы , соответствующие собственным значениям и .
Ортонормированные векторы и называются главными направлениями этой кривой.
Пусть является матрицей перехода от ортонормированного базиса к ортонормированному базису .
Тогда ортогональное преобразование:
приводит квадратичную форму к каноническому виду , а уравнение кривой – к виду в прямоугольной декартовой системе координат , оси которой направлены вдоль векторов , а начало совпадает с точкой системы координат .
Выделив в этом уравнении полные квадраты, получим , где – некоторые числа. Осуществив параллельный перенос системы координат в новое начало , получим канонический вид уравнения в системе координат . В зависимости от чисел эта кривая будет эллипсом, гиперболой, параболой, парой прямых, точкой или мнимой кривой.
Контрольные вопросы к лекции №12
1. Понятие квадратичной формы.
2. Построение матрицы квадратичной формы.
3. Канонический и нормальный вид квадратичной формы.
4. Канонический базис квадратичной формы и приведение квадратичной формы к каноническому виду.
5. Канонический базис Якоби.
6. Критерий Сильвестра знакоопределенности квадратичной формы.
Дата добавления: 2015-10-09; просмотров: 885;