§
第
五
章
第
七
节
用
合
同
变
换
法
化
二
次
型
为
标
准
形
定
义
10.
若
对
方
阵
A
作
一
次
初
等
行
变
换
,
接
着
对
所
得
矩
阵
作
一
次
同
种
的
初
等
列
变
换
,
就
称
对
A
进
行
一
次
合
同
变
换
.
用
合
同
变
换
法
化
二
次
型
为
标
准
形
的
实
质
是
:
利
用
可
逆
线
性
变
换
x
=
C
y
,
把
f
=
x
T
A
x
化
为
标
准
形
,
即
f
=
x
T
A
x
=
(
C
y
)
T
A
C
y
=
y
T
C
T
A
C
y
=
y
T
Λ
y
只
需
C
T
A
C
=
Λ
.
又
因
C
=
P
1
P
2
⋯
P
s
,
其
中
P
1
,
P
2
,
⋯
,
P
s
均
为
初
等
方
阵
.
所
以
(
P
1
P
2
⋯
P
s
)
T
A
P
1
P
2
⋯
P
s
=
Λ
即
P
T
s
⋯
P
T
2
P
T
1
A
P
1
P
2
⋯
P
s
=
Λ
(
1
)
而
P
T
s
⋯
P
T
2
P
T
1
=
P
T
s
⋯
P
T
2
P
T
1
E
=
C
T
(
2
)
结
合
(
1
)
和
(
2
)
,
得
出
将
Λ
化
成
对
角
矩
阵
,
同
时
求
出
可
逆
矩
阵
C
:
(
A
|
E
)
A
合
同
变
换
⟶
E
作
行
变
换
(
Λ
|
C
T
)
求
出
C
T
,
作
可
逆
线
性
变
换
x
=
C
y
,
则
该
变
换
将
f
化
为
标
准
形
.
f
=
k
1
y
2
1
+
k
2
y
2
2
+
⋯
+
k
r
y
2
r
.
例
3.
利
用
合
同
变
换
将
f
=
2
x
1
x
2
+
2
x
1
x
3
−
2
x
1
x
4
−
2
x
2
x
3
+
2
x
2
x
4
+
2
x
3
x
4
化
为
标
准
形
,
并
写
出
所
用
的
可
逆
线
性
变
换
.
解
:
(
A
|
E
)
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
0
1
1
−
1
1
0
−
1
1
1
−
1
0
1
−
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
1
1
1
−
1
1
0
−
1
1
0
−
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
1
0
0
1
0
−
1
1
0
−
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
2
0
0
1
0
−
1
1
0
−
2
0
1
0
2
1
0
1
0
0
0
1
2
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
2
0
0
2
0
−
2
2
0
−
2
0
1
0
2
1
0
1
0
0
0
1
2
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
2
−
2
−
2
2
0
−
2
0
1
0
2
1
0
1
−
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
−
2
2
0
−
2
0
1
0
2
1
0
1
−
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
0
2
0
−
2
2
1
0
2
−
1
0
1
−
1
1
0
1
1
−
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
0
2
0
0
2
−
1
0
2
−
1
0
1
−
1
1
0
1
1
−
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
0
0
0
0
2
−
1
0
2
−
1
2
1
−
1
1
−
1
1
1
−
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
0
0
0
0
2
−
1
0
0
−
1
2
1
−
1
1
−
1
1
1
−
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
0
0
0
0
2
−
2
0
0
−
2
8
1
−
1
1
−
2
1
1
−
1
2
0
0
1
0
0
0
0
2
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
2
0
0
0
0
−
2
0
0
0
0
2
0
0
0
0
6
1
−
1
1
−
1
1
1
−
1
1
0
0
1
1
0
0
0
2
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
于
是
,
求
得
:
C
T
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
1
−
1
1
−
1
1
1
−
1
1
0
0
1
1
0
0
0
2
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
,
C
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
1
1
0
0
−
1
1
0
0
1
−
1
1
0
−
1
1
1
2
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
作
可
逆
变
换
x
=
C
y
,
即
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
x
1
x
2
x
3
x
4
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
1
1
0
0
−
1
1
0
0
1
−
1
1
0
−
1
1
1
2
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎜
y
1
y
2
y
3
y
4
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
⎟
,
把
f
化
成
标
准
形
:
f
=
2
y
2
1
−
2
y
2
2
+
2
y
2
3
+
6
y
2
4
.
例
4.
设
二
次
型
f
=
4
x
2
1
+
3
x
2
2
+
3
x
2
3
+
2
x
2
x
3
1
)
用
正
交
变
换
化
f
为
标
准
形
;
2
)
用
配
方
法
化
f
为
标
准
形
;
3
)
用
合
同
法
化
f
为
标
准
形
.
解
:
1
)
用
正
交
变
换
化
f
为
标
准
形
.
①
把
f
写
成
矩
阵
形
式
:
f
(
x
1
,
x
2
,
x
3
)
=
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
1
0
1
3
⎞
⎠
⎟
⎛
⎝
⎜
y
1
y
2
y
3
⎞
⎠
⎟
②
通
过
|
A
−
λ
E
|
=
0
,
求
A
的
全
部
特
征
值
.
|
A
−
λ
E
|
=
∣
∣
∣
∣
4
−
λ
0
0
0
3
−
λ
1
0
1
3
−
λ
∣
∣
∣
∣
=
(
4
−
λ
)
[
(
3
−
λ
)
2
−
1
]
=
−
(
λ
−
2
)
(
λ
−
4
)
2
=
0
解
得
A
的
特
征
值
为
:
λ
1
=
2
,
λ
2
=
λ
3
=
4.
③
通
过
(
A
−
λ
E
)
x
=
0
,
求
A
的
特
征
向
量
.
当
λ
1
=
2
时
,
(
A
−
2
E
)
x
=
0
,
由
A
−
2
E
=
⎛
⎝
⎜
2
0
0
0
1
1
0
1
1
⎞
⎠
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
1
0
0
0
1
0
0
1
0
⎞
⎠
⎟
解
得
基
础
解
系
ξ
1
=
⎛
⎝
⎜
0
−
1
1
⎞
⎠
⎟
,
单
位
化
p
1
=
1
2
√
⎛
⎝
⎜
0
−
1
1
⎞
⎠
⎟
当
λ
2
=
λ
3
=
4
时
,
(
A
−
4
E
)
x
=
0
,
由
A
−
4
E
=
⎛
⎝
⎜
0
0
0
0
−
1
1
0
1
−
1
⎞
⎠
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
0
0
0
0
1
0
0
−
1
0
⎞
⎠
⎟
解
得
基
础
解
系
:
ξ
2
=
⎛
⎝
⎜
1
0
0
⎞
⎠
⎟
,
ξ
3
=
⎛
⎝
⎜
0
1
1
⎞
⎠
⎟
,
因
为
ξ
2
与
ξ
3
正
交
,
直
接
单
位
化
得
:
p
1
=
⎛
⎝
⎜
1
0
0
⎞
⎠
⎟
,
p
2
=
1
2
√
⎛
⎝
⎜
0
1
1
⎞
⎠
⎟
,
④
把
p
1
,
p
2
,
p
3
拼
成
正
交
变
换
矩
阵
P
,
作
正
交
变
换
x
=
P
y
,
即
P
=
(
p
1
,
p
2
,
p
3
)
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
0
−
1
2
√
1
2
√
1
0
0
0
1
2
√
1
2
√
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎛
⎝
⎜
x
1
x
2
x
3
⎞
⎠
⎟
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
0
−
1
2
√
1
2
√
1
0
0
0
1
2
√
1
2
√
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎛
⎝
⎜
y
1
y
2
y
3
⎞
⎠
⎟
⑤
把
f
化
为
标
准
形
:
f
=
2
y
2
1
+
4
y
2
2
+
4
y
2
3
2
)
用
配
方
法
化
f
为
标
准
形
f
=
4
x
2
1
+
3
x
2
2
+
3
x
2
3
+
2
x
2
x
3
=
4
x
2
1
+
2
(
x
2
+
x
3
)
2
+
(
x
2
−
x
3
)
2
令
⎧
⎩
⎨
⎪
⎪
y
1
=
x
1
y
2
=
x
2
+
x
3
y
3
=
x
2
−
x
3
即
⎧
⎩
⎨
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
x
1
=
y
1
x
2
=
1
2
y
2
+
1
2
y
3
x
3
=
1
2
y
2
−
1
2
y
3
即
(
x
1
x
2
x
3
)
=
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎜
1
0
0
0
1
2
1
2
0
1
2
−
1
2
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
⎟
⎛
⎝
⎜
y
1
y
2
y
3
⎞
⎠
⎟
f
为
标
准
形
为
:
f
=
4
y
2
1
+
2
y
2
2
+
y
2
3
3
)
用
合
同
法
化
f
为
标
准
形
.
(
A
|
E
)
=
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
1
0
1
3
1
0
0
0
1
0
0
0
1
⎞
⎠
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
3
0
1
9
1
0
0
0
1
0
0
0
3
⎞
⎠
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
3
0
3
27
1
0
0
0
1
0
0
0
3
⎞
⎠
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
0
0
3
24
1
0
0
0
1
−
1
0
0
3
⎞
⎠
⎟
∼
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
0
0
0
24
1
0
0
0
1
−
1
0
0
3
⎞
⎠
⎟
于
是
,
得
A
=
⎛
⎝
⎜
4
0
0
0
3
0
0
0
24
⎞
⎠
⎟
C
T
=
⎛
⎝
⎜
1
0
0
0
1
−
1
0
0
3
⎞
⎠
⎟
,
C
=
⎛
⎝
⎜
1
0
0
0
1
0
0
−
1
3
⎞
⎠
⎟
,
从
而
c
=
C
y
,
即
⎛
⎝
⎜
x
1
x
2
x
3
⎞
⎠
⎟
=
⎛
⎝
⎜
1
0
0
0
1
0
0
−
1
3
⎞
⎠
⎟
⎛
⎝
⎜
y
1
y
2
y
3
⎞
⎠
⎟
,
则
该
变
换
将
f
化
成
标
准
形
为
:
f
=
4
y
2
1
+
3
y
2
2
+
24
y
2
3