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简答题

已知向量α是方程组A*x=4a的解向量。 (Ⅰ)求矩阵A; (Ⅱ)求正交变换x=Oy,将二次型f(x₁,x₂,x₃)=x^TAx化为标准形。

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答案:

解析:

(Ⅰ) 首先,根据题目给出的方程组A*x=4a和解向量α,我们可以通过解这个方程组来找到矩阵A的元素。这需要利用线性方程组的解法以及矩阵乘法的知识。解出的矩阵A是一个三阶矩阵,包含九个元素,其中六个是已知的(通过解方程组),另外三个需要根据其他条件来确定。

(Ⅱ) 其次,我们需要通过正交变换将二次型f(x)转化为标准型。这一步骤包括单位化向量α1、α2、α3,然后利用这些单位向量构建正交矩阵P。由于P是正交的,我们可以容易地计算其转置矩阵P^T和逆矩阵P^-1。最后,通过正交变换x=Py,我们可以将原二次型f(x)转换为标准型y^T*By。这个转换过程需要利用正交变换的性质以及实对称矩阵的知识。

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