Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Высшая математика

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
1.31 Mб
Скачать

11

x

= −

1

x

x(3) =

 

2x

;

1

x

; x

T

, x 0 .

 

 

 

 

2

 

2

3

 

3

 

2

3

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В частности получаем x

(3)

 

 

1

T

 

=

2;

 

;1 .

 

2

 

 

 

 

 

1.4.3 Замечание – Если λ есть корень кратности t уравнения (17), то ранг системы (16) равен k t , а размерность пространства решений этой системы равна k (k t ) = t . Таким образом, корень λ кратности t поро-

ждает t линейно независимых собственных векторов, за которые обычно принимают фундаментальную систему решений системы (16).

1.5 Упражнения

1.5.1 Ниже определены преобразования линейного пространства E3 .

Выяснить, являются ли они линейными. В случае положительного ответа – найти матрицы линейных преобразований в стандартном базисе:

1)A* x = (2x1 x3 ; x3 ; x1 x2 ) для любого вектора x = (x1; x2 ; x3 ) .

2)A* x = (x1 x2 ; x2 x3 ; x1 x3 ) для любого вектора x = (x1; x2 ; x3 ) .

3)A* x = (x1 x2 + x3 ; x3 x1; x2 4x3 ) для любого вектора x = (x1; x2 ; x3 ) .

4)A* x = (x,a )a , где a – фиксированный вектор, x – произвольный

вектор, (x,a ) скалярное произведение.

а) a = 3i + 4 j + 5k ; б) a = i + j k ;

в) a = 7i 6 j + 2k .

1.5.2 Дана матрица A некоторого линейного преобразования в базисе {e1 ,e2 } . Найти матрицу этого преобразования в базисе {e1,e2} .

3 1

 

;

e1

= e2 ,

A =

 

 

= e1 + e2 .

2 1

 

 

 

e2

1.5.3 Дана матрица A некоторого линейного преобразования в базисе {e1 ,e2 ,e3} . Найти матрицу этого преобразования в базисе {e1,e2,e3} .

 

0 2 1

 

e1

= 3e1 + e2 + 2e3;

A =

 

 

;

 

 

 

 

3

1 0

e2′ = 2e1 + e2 + 2e3;

 

2

1 1

 

e

= −e

+ 2e

+ 5e .

 

 

 

 

3

1

2

3

12

1.5.4 Найти собственные значения и собственные векторы следующих матриц:

 

 

 

 

 

1 2 2

 

 

 

1 1 8

 

 

 

1 0

1 0

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

0 2

0 3

 

1)

; 2)

 

 

; 3)

 

 

 

 

;

4)

 

 

 

1 0 3

 

0 2 0

 

 

 

 

 

.

 

 

1

3

 

1 3 0

 

 

1 0

1

 

 

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1.6 Контрольные задания

Рекомендуемая литература [1, гл. 6, § 1; гл. 7, § 1; 2, гл. 3, § 3.1–3.11; 3, гл. 1, § 1.6–1.10, 1.16].

1.6.1 Ниже определены преобразования линейного пространства E3 .

Выяснить, являются ли они линейными. В случае положительного ответа найти матрицы этих линейных преобразований в стандартном базисе;

1)A* x = (a1 + a2 ;a2 + a3 ;a3 + a1 ) для любого вектора x = (a1;a2 ;a3 ).

2)A* x = (x × a ), где x – произвольный вектор, a – фиксированный

вектор:

а) a = i 3 j k ;

 

 

 

б)

a = i j + k ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) a = −i + j 2k .

 

 

 

 

 

1.6.2

Дана матрица A некоторого k -мерного линейного простран-

ства Ek

в базисе {e1 ,e2 ,ek } . Найти матрицу этого преобразования в бази-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

се {e1

,e2

,ek } :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 6 0

 

 

e1′ = e2 ;

 

 

 

 

1)

A =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 3 2 ;

 

 

e2′ = e3;

 

 

 

 

 

 

 

1 0 7

 

 

e′ = e .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0 1 0

 

e1′ = e1;

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2 0 1

 

 

= e1 + e2 ;

 

 

2) A

=

 

 

;

e2

 

 

 

= e1 + e2 + e3;

 

 

 

 

 

0 1 1 2

 

e3

 

 

 

 

 

1 0 0 3

 

e

= e

+ e

+ e

+ e .

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

2

3

4

1.6.3 Найти собственные значения и собственные векторы следующих матриц:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

2

 

 

 

2 0

6

 

 

 

4

1

 

 

 

3 4

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1)

; 2)

 

3

 

; 3)

1 3

 

; 4)

 

 

 

 

 

 

1

0

 

2

1 2 1 .

 

2 1

 

 

0

0

0

 

1 0

1

 

 

1

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Квадратичные формы

Цель занятия: выработка навыков приведения матрицы к диагональному виду и навыков приведения квадратичной формы к каноническому виду.

2.1 Преобразование матрицы линейного оператора

Пусть

e1 ,e2 ,e3 ,,ek ,

(18)

 

 

(19)

 

e1

,e2

,e3

,,ek

– два различных базиса пространства E , и пусть A*

– линейное преобра-

 

 

 

k

 

зование пространства

E . Обозначим через A матрицу преобразования A*

 

k

 

 

 

 

в базисе (18), через B – матрицу этого преобразования в базисе (19), через

T – матрицу перехода от базиса (18) к базису (19).

 

Тогда

B = T1 A T .

(20)

 

С помощью подходящего выбора базиса можно упростить матрицу линейного преобразования A* . В частности, имеет место теорема.

2.1.1 Теорема. Для того, чтобы матрица A линейного преобразования A* линейного пространства Ek была диагональной в некотором бази-

се, необходимо и достаточно, чтобы этот базис состоял из собственных векторов матрицы A . Более того, тогда диагональные элементы матрицы A будут собственными значениями этой матрицы.

Теорема не утверждает, что для всякого линейного преобразования существует базис, в котором матрица преобразования будет диагональной. Только отдельные матрицы (преобразования) обладают этим свойством, и среди них отметим симметрические матрицы. Из теоремы вытекает алгоритм.

2.1.2 Процедура диагонализации матрицы.

1 Находим собственные значения и собственные векторы матрицы A . 2 Строим матрицу T перехода от исходного базиса к базису из соб-

ственных векторов матрицы A .

14

3 Вычисляем матрицу B = T1 A T , которая должна быть диагональной.

2.1.3Пример. Привести к диагональному виду матрицу

 

 

2

2

 

 

 

 

1

A =

1

3

0

 

 

.

 

 

2

4

1

 

 

 

 

 

 

Решение

Собственные значения этой матрицы равны λ1 = −2, λ2 = −1, λ3 = 1, а соответствующие им собственные векторы равны (п. 1.4.2, пример):

1

x(1) = −1 ;2

Следовательно, матрица T

{x(1) , x(2) , x(3) } имеет вид:

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(3) =

 

1

.

x(2) =

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перехода от исходного базиса к базису

 

1

1

 

2

 

 

 

 

 

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

, откуда

T

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

 

4

2

T =

1

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисляем матрицу T1 A T :

 

 

 

 

1

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

T

1

 

 

 

 

4

 

1

3 0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

A T =

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

=

0 1 0 .

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

2 4

1

 

1 4

2

 

 

0 0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.4 Пример. Привести к диагональному виду матрицу A =

3

 

4

.

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 λ

 

 

1

 

= 0

;

 

(

2 λ

)(

4

λ

)

+ 3

= 0 ;

 

 

 

λ 2 6λ + 11 = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4 λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнение не имеет действитель-

 

D = b2 4ac = 36 44 = −8 < 0

 

15

ных корней. Значит, матрица A не имеет действительных собственных значений и не может быть приведена к диагональному виду.

2.2 Квадратичная форма и её матрица

2.2.1

Определение. Квадратичной

формой от k

x1 , x2 ,, xk

называется выражение вида

 

 

 

 

 

k

k

xi

 

k

 

Φ (x1 , x2 ,xk ) =

aij

xj

= aij xi xj ,

 

i=1

j =1

 

 

i, j =1

переменных

(21)

т. е.

Φ (x1, x2 ,xk ) = a11x1x1 + a12 x1x2 + …+ a1k x1xk

+a21x2 x1 + a22 x2 x2 + …+ a2k x2 xk + …+ ak1xk x1

+ak 2 xk x2 + …+ akk xk xk ,

причём aij = a ji , i, j = 1,k . Симметрическая матрица

a11

a12

a1k

A = a21

a22

a2k

 

 

 

… … …

ak1

ak 2

akk

+

+

(22)

называется матрицей квадратичной формы (21) в системе координат

{O; x1; x2 ;; xk } . Если обозначить x = (x1 , x2 ,, xk )T , то квадратичную форму (21) можно записать в векторно-матричном виде:

k

Φ (x1 , x2 ,xk ) = aij xi xj = xT A x .

i, j=1

2.2.2 Пример. Найти матрицу квадратичной формы

Φ (x1 , x2 , x3 ) = 4x12 2x1 x2 + x1 x3 + x22 3x32 и записать

векторно-матричном виде.

(23)

Φ (x1 , x2 , x3 ) в

Решение

Имеем

 

4

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

;

1

0

A =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x1 x2

+

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

2

x =

 

 

;

x

T

= (x1

, x2

, x3 ) ;

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

Ax =

 

x1 + x2

.

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 3x3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

Произведение строки xT и столбца Ax даёт Φ (x1 , x2 , x3 ) :

Φ(x1 , x2 , x3 ) = xT A x = 4x12 + x22 2x1 x2 + x1 x3 3x32 .

2.2.3Пример. Записать квадратичную форму, соответствующую

матрице

 

 

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

A =

 

0

2

0

3 .

 

 

1

0

2

4

 

 

0

3

4

 

 

 

5

Решение

 

 

 

 

 

Пусть x = (x1 , x2 , x3 , x4 ) E4 . Тогда

 

 

Φ (x1 , x2 , x3 , x4 ) = xT A x = x12 + 2x22 2x32 + 5x42 2x1 x3 + 6x2 x4 + 8x3 x4 .

2.3 Канонический вид квадратичной формы

2.3.1 Определение. Говорят, что квадратичная форма (21) имеет канонический вид, если aij = 0 для i j , (i, j = 1,k ), т. е.

Φ (x1 , x2 ,xk ) = a11 x12 + a22 x22 + …+ akk xk 2 .

Очевидно, что матрица квадратичной формы, находящейся в каноническом виде, является диагональной:

a11

0

0

 

 

0

a22

0

 

A =

.

 

… …

… …

 

 

 

 

0

0

akk

 

Имеет место следующий основной результат.

2.3.2 Теорема. Любая квадратичная форма Φ (x1 , x2 ,, xk ) в пространстве Ek имеет канонический вид в базисе из собственных векторов матрицы A этой квадратичной формы:

Φ ( y1 , y2 ,, yk ) = λ1 y12 + λ2 y2

2 + …+ λk yk

2 ,

(24)

где λ1 ,λ2 ,,λk

– собственные значения матрицы A ;

 

 

y1 , y2 ,, yk

– координаты вектора x = (x1 , x2 ,, xk )T

в базисе из

собственных векторов матрицы A .

17

2.3.3 Пример. Построить канонический вид квадратичной формы

Φ (x1 , x2 , x3 ) = 2x12 + 3x22 + x32 4x1 x2 + 2x1 x3 2x2 x3 .

Решение

Матрица данной квадратичной формы имеет вид:

 

2

2

1

 

A =

2

3

1 .

 

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисляем собственные значения матрицы A : λ1 = 1, λ2 = 2 , λ3 = 12 .

В соответствии с теоремой канонический вид нашей квадратичной формы следующий:

Φ( y1 , y2 , y3 ) = y12 + 2 y22 + 12 y32 .

2.3.4Пример. Построить канонический вид квадратичной формы

Φ(x1 , x2 ) = 17x12 + 12x1 x2 + 8x22 .

Указать линейное преобразование, приводящее данную квадратичную форму к каноническому виду.

Решение

Записываем матрицу данной квадратичной формы:

 

 

6

 

17

.

A =

6

8

 

 

Считаем, что матрица A и квадратичная форма Φ (x1 , x2 ) заданы в базисе {e1 ,e2 } . Решаем характеристическое уравнение

 

 

 

 

 

17 λ

6

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

8 λ

 

 

 

 

 

 

Получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17 λ )(8 λ ) 36 = 0 , λ 2 25λ + 100 = 0 λ1 = 5, λ2

= 20 .

Находим собственные векторы матрицы A . Для λ1 = 5 имеем:

12u + 6u

2

= 0;

 

 

 

 

(1)

 

u

 

 

 

 

1

 

 

u2

= −2u1 ; x

1

u1

0 .

6u + 3u

2

= 0.

 

=

2u

;

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Нормированный (т. е. единичной длины) собственный вектор равен

18

 

(1)

 

1

 

2

T

x

 

=

 

;

 

.

 

5

5

 

 

 

 

 

Для λ2 = 20 имеем:

3v1 + 6v2 = 0;

v1 = 2v2 ;

x

(2)

2v2

 

 

v2 0 .

6v 12v = 0.

 

= v

 

;

 

1

2

 

 

 

2

 

 

 

Нормированный собственный вектор равен x(2)

ставляем матрицу T перехода от базиса {e1 ,e2 } к базису

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

T =

 

 

 

 

.

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

5

 

5

 

 

 

 

 

 

2

 

1

T

=

 

;

 

 

. Со-

5

5

 

 

 

 

{x(1) , x(2) }:

Получаем теперь связь между старыми x1 , x2 натами вектора x :

x

 

=

1

 

y

+

2

 

y

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5

1

 

5

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

x

 

= −

 

 

y

+

 

 

y

.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

1

 

 

 

5

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляем эти выражения в Φ (x1 , x2 ) :

и новыми y1 , y2 коорди-

(25)

Φ ( y1 , y2 ) = 17

1

y1 +

2

y2

2

+ 12

 

1

y1

+

2

y2

 

2

y1

+

1

y2

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

5

5

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+8

 

 

y1 +

 

 

y2 = 5y1

+

20 y2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы (25) дают искомое линейное преобразование, приводящее

квадратичную форму

17x 2

+ 12x x

2

+ 8x 2

к каноническому виду

 

 

1

1

2

 

5y 2

+ 20 y 2 .

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

19

2.4 Положительно и отрицательно определённые квадратичные формы

2.4.1 Квадратичная форма Φ (x1 , x2 ,, xk ) называется положительно определённой, если Φ (x1 , x2 ,, xk ) > 0 для любого x = (x1 , x2 ,, xk )T , x 0 . Если же Φ (x1 , x2 ,, xk ) < 0 для любого x 0 , то квадратичная форма Φ (x1 , x2 ,, xk ) называется отрицательно определённой.

Существуют и знаконеопределённые квадратичные формы, например, Φ (x1 , x2 ) = x12 x1 x2 x22 . Поведение квадратичных форм с точки зре-

ния постоянств знака можно выяснить с помощью канонического вида данной квадратичной формы. Однако построение канонического вида квадратичной формы может быть весьма сложным при большом числе переменных ( k > 3 ). Поэтому желательно иметь и другой критерий, не связанный с построением канонического вида.

2.4.2 Критерий Сильвестра. Пусть Φ (x1 , x2 ,, xk )

фора, A – её матрица:

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = a21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ak1

Обозначим

 

 

 

 

 

 

 

 

1

= a ,

2

=

 

a11

a12

 

,

 

 

11

 

 

a21

a22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a12

a1k

a22

a2k .

 

 

… … …

ak 2

akk

a11 a12 a13

3 = a21 a22 a23 , …, a31 a32 a33

– квадратичная

k = A

и назовём 1 , 2 ,, k главными минорами матрицы A .

Для того, чтобы квадратичная форма Φ (x1 , x2 ,, xk ) была положи-

тельно определённой, необходимо и достаточно, чтобы 1 > 0 , 2 > 0 , …,

k > 0. Для того,

чтобы форма Φ (x1 , x2 ,, xk ) была отрицательно опреде-

лённой, необходимо и достаточно, чтобы

1 < 0 , 2 < 0 , …, k > 0 ( k = 2n )

или k < 0 ( k = 2n + 1).

 

 

 

 

 

 

 

2.4.3 Пример.

Пусть

Φ (x1 , x2 , x3 ) = − x12 2x2

2

3x33 + 2x1 x3 + 2x2 x3 .

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

 

 

1 0

 

 

 

 

A =

0 2 1

;

1 = −1 < 0 ;

2 =

= 2 > 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

1

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

1 0 1

3 = 0 2 1 = −6 + 2 + 1 = −3 < 0 .

1 1 3

Значит, Φ (x1 , x2 , x3 ) является отрицательно определённой квадратичной формой.

2.5 Упражнения

2.5.1Записать матрицу для квадратичной формы:

1) x12 + 2x1 x2 + 2x22 + 4x2 x3 + 5x32 ;

2) x12 2x1 x2 + 2x1 x3 2x1 x4 + x22 + 2x2 x3 4x2 x4 + x32 2x42 .

2.5.2Записать квадратичную форму по заданной матрице:

 

 

1

- 6

 

 

 

2 - 3 0

 

 

 

2 -1 5

1)

;

2)

 

 

1 4

 

;

3)

 

 

 

 

 

 

- 3

 

-1 - 3 6 .

 

- 6 5

 

 

 

0

4 - 5

 

 

 

5 6 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.3 Построить канонический вид следующих квадратичных форм и указать линейные преобразования, приводящие данные квадратичные формы к каноническому виду:

1)Φ (x1 , x2 ) = 2x1 x2 ;

2)Φ (x1 , x2 ) = x12 2x1 x2 + 4x22 ;

3)Φ (x1 , x2 ) = x12 + 16x1 x2 + 56x22 ;

4)Φ (x1 , x2 , x3 ) = 2x12 + 2x22 5x32 + 2x1 x2 ;

5) Φ (x1 , x2 , x3 ) = x12 + 5x22 x32 + 6x1 x2 + 4x2 x3 ; 6) Φ (x1 , x2 , x3 ) = 2x12 + x22 4x1 x2 4x2 x3 ;

7) Φ (x1 , x2 , x3 ) = − x12 2x22 3x32 + 2x1 x2 + 2x1 x3 2x2 x3 ;

8) Φ (x1 , x2 , x3 , x4 ) = 2x1 x2 + 2x3 x4 ; 9) Φ (x1 , x2 , x3 , x4 ) = x1 x4 + x2 x3 .

2.5.4 Определить, какие квадратичные формы являются положительно либо отрицательно определенными, а какие нет:

1)x12 + 26x22 + 10x1 x2 ;

2)x12 + 2x1 x2 4x22 ;

3)x12 15x22 + 4x1 x2 2x1 x3 + 6x2 x3 ;

4)x12 + 4x22 + 4x32 + 8x42 + 8x2 x4 .