Определить условия, при которых квадратичная форма является отрицательно определённой

Условие:


Решение:

Это задание по линейной алгебре, а конкретнее по изучению свойств квадратичных форм, и требуется определить условия, при которых данная квадратичная форма является отрицательно определённой.

Давайте проведём анализ квадратичной формы: x12+mx22+x32+2x1x22x1x3

Для определения отрицательной определённости квадратичной формы, необходимо:

  1. Составить матрицу квадратичной формы.
  2. Найти её главные миноры (миноры ведущих порядков).
  3. Проверить условие отрицательной определённости через ведущие главным миноры (все главные миноры должны быть отрицательными).
Шаг 1: Составим матрицу квадратичной формы

Квадратичная форма выше соответствует следующей матрице A:

(1111m0101)

Шаг 2: Найдём главные миноры

Минор 1-го порядка: это элемент матрицы A_11, который равен -1.

Минор 2-го порядка: для верхнего левого 2x2 блока:

|111m|=(1)m11=m1=(m+1)

Минор 3-го порядка: это определитель всей матрицы:

|1111m0101|

Рассчитаем:

1|m001|1|1011|1|1m10|

=1(m10)1(110)1(10(1)m)

=m1m

=m1m=2m1

Шаг 3: Проверим условия для отрицательной определенности

Для того чтобы квадратичная форма была отрицательно определённой, все главные миноры должны быть отрицательными:

  1. Первый минор: -1 < 0 (всегда отрицательный)
  2. Второй минор: (m+1)<0m>1
  3. Третий минор: (2m+1)<02m+1>02m>1m>12

Объединяя условия, получаем: m>12

Ответ: Квадратичная форма x12+mx22+x32+2x1x22x1x3 является отрицательно определённой, если m>12.

Не нашли нужного вам решения? Оставьте заявку и наши авторы быстро и качественно помогут вам с решением.
Оставить заявку
Работа вам нужна срочно. Не волнуйтесь, уложимся!

Узнайте стоимость работы онлайн

  • 22423 авторов готовы помочь тебе.
  • 2402 онлайн
Напишем БЕСПЛАТНО любую работу за 30 минут