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1、1一、正定二次型正定矩阵定义由定义,可得以下结论:充分性是显然的;下面用反证法证必要性:代入二次型,得 2 由上述两个结论可知,研究二次型的正定性,只要通过非退化线性变换,将其化为标准形,就容易由以下定理判别其正定性。3定理推论 实对称矩阵A 正定的充分必要条件是A 的特征值全为正。正定矩阵。这是因为:4解例1 判别二次型是否正定。二次型对应的矩阵为,)1 4)(2(2+-=l l l5全为正,因此二次型正定。6定理设矩阵A 正定,则(1)A 的主对角元全为正;证明7上述定理是A 正定的必要条件,但不是充分条件。定理8解例2 判别二次型是否正定。二次型对应的矩阵为 它的顺序主子式为:因此 A
2、是正定的,即二次型 f 正定。9解例3 设有实二次型 问 t 取何值时,该二次型为正定二次型?f 的矩阵为 顺序主子式为:解得10 实对称矩阵A为正定矩阵的充分必要条件是存在可逆矩阵C,使得 实际上,正定二次型的规范形为即A正定的充分必要条件是A合同于单位矩阵E,即存在可逆矩阵C,使1 1证 因为于是122、其它有定二次型定义如果二次型不是有定的,就称为不定二次型。13 显然,A 是负定(半负定)的当且仅当-A 是正定(半正定)的。由此,容易得出以下结论:(2)A 负定的充分必要条件是A 的特征值全负;(3)A 半负定的充分必要条件是A 的特征值非正;(4)A 负定的充分必要条件是A 的奇数阶
3、顺序主子式全为负而偶数阶顺序主子式全为正;(1)A半正定的充分必要条件是A 的特征值非负;(5)若A 负定,则A 的对角元全为负。注意:1.最后一条只是必要条件。2.A 的顺序主子式全非负,A也未必是半正定的。14例如,设矩阵 显然A 的顺序主子式但对角元有正有负,显然A是不定的。15例5 判定下列二次型是否是有定二次型。解(1)f 的矩阵为 顺序主子式 所以 f 是负定的。16例5 判定下列二次型是否是有定二次型。解(2)f 的矩阵为 顺序主子式 所以 f 是不定的。17练习:P222 习题五18END19选用例题1、解C是正定的。且C是实对称阵,故C是正定矩阵。20证 必要性 充分性:将上述过程逆推,即可得证.