[CTCT] CHÚNG TA CÙNG TIẾN Fanpage facebook com/Chungtacungtien/ [CTCT] CHÚNG TA CÙNG TIẾN Fanpage facebook com/Chungtacungtien/ Group facebook com/groups/chungtacungtien hcmut/ Trang 1 TÀI LIỆU ÔN TẬP[.]
Trang 1Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 1
TÀI LIỆU ÔN TẬP CUỐI KỲ ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH
Nội dung gồm 7 chủ điểm :
1 Ma trận
2 Hệ phương trình tuyến tính
3 Không gian vector
4 Không gian Euclide
5 Ánh xạ tuyến tính
6 Chéo hóa ma trận
7 Dạng toàn phương
Tài liệu được biên soạn bởi Ban Chuyên môn – CLB [CTCT] Chúng Ta Cùng Tiến
Đây là tâm huyết của các anh/chị/bạn trong CLB [CTCT], gửi tặng đến các em, các
bạn sinh viên năm nhất – Đại học Bách Khoa Tp.HCM (BKU)
Bản quyền thuộc về cộng đồng Chúng Ta Cùng Tiến
Trang 2Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 2
- 𝑰𝑿 = 𝑿𝑰 = 𝑿: Ma trận vuông khi nhân bên trái và bên phải một ma trận đơn vị là như nhau
và bằng chính ma trận đó
- Bấm máy tính chính xác: các máy tính cầm tay hiện nay đều có thể tính được ma trận 3x3 (thường có trong đề) và các ma trận nghịch đảo, chuyển vị tương ứng
- Có hai dạng chính: Dạng 1 có thể biến đổi để tách riêng ma trận X về một vế Dạng 2 ma trận
X không thể tách riêng để đưa về một vế được, phải gọi ẩn để giải
- Thông thường, dạng 1 sẽ cho ma trận vuông cấp 3 và dạng 2 cho ma trận vuông cấp 2 Với
ma trận không vuông, cách làm tương tự
Trang 3Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 3
- Dựa vào tính chất nhân với ma trận đơn vị nên 2𝑋 = 𝑋 (2𝐼)
- Bấm máy: nhập MatA là ma trận A, MatB là ma trận B, MatC là ma trận I (hoặc 2I đều được)
- Đáp số:
𝑋 =(
3
14 −
1714
−9
27
Trang 4Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 4
12314)
Giải HPT trên suy ra 𝑋 = (−3𝛼 + 𝛽 − 1 𝛽 − 4
𝛽 𝛼 ) với 𝛼, 𝛽 ∈ 𝑅
Trang 5Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 5
CHỦ ĐIỂM 2
HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH
Bài toán này thường không khó và chỉ có một dạng toán duy nhất là giải hệ 4 phương trình – 4
ẩn với trường hợp vô số nghiệm
Quy trình giải bài toán này:
−𝑥 + 3𝑦 − 𝑧 − 𝑡 = 33𝑥 + 2𝑦 + 4𝑧 − 𝑡 = 5
Trang 6Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 6
- Đặt 𝑡 = 9𝑚, ta có 𝑧 =14
9 − 8𝑚 3𝑦 = −2 + 36𝑚 +14
−𝑥 + 3𝑦 − 𝑧 − 𝑡 = 3
3𝑥 + 2𝑦 + 4𝑧 − 𝑡 = 5
⇔ {
𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 + 𝑡 = 13𝑦 − 3𝑧 − 4𝑡 = −22𝑦 + 𝑧 = 45𝑦 − 2𝑧 − 4𝑡 = 2
⇔ {
𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 + 𝑡 = 13𝑦 − 3𝑧 − 4𝑡 = −29𝑧 + 8𝑡 = 149𝑧 + 8𝑡 = 14
9 + 11𝑚,8
9+ 4𝑚,14
9 − 8𝑚, 9𝑚) (𝑚 ∈ ℝ)
Ví dụ 2.2 : Giải hệ phương trình:
{
𝑥1+ 𝑥2+ 2𝑥3+ 3𝑥4 = −132𝑥1+ 2𝑥2+ 𝑥3+ 3𝑥4 = 14𝑥1+ 4𝑥2+ 5𝑥3+ 9𝑥4 = −25
Trang 7Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 7
1231)
Biến đổi sơ cấp ta thu được: (
Kết luận:
TH1: 𝑚 = 2 nghiệm của hệ: (−2 − 7𝛼 + 4𝛽, 1 + 𝛼 − 2𝛽, 𝛽, 𝛼)
TH2: 𝑚 ≠ 2 nghiệm của hệ: (2 + 4𝛾, 1 − 2𝛾, 𝛾, 0)
Với 𝛼, 𝛽, 𝛾 ∈ 𝑅
Trang 8Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 8
CHỦ ĐIỂM 3
KHÔNG GIAN VECTOR
Dạng 1: Trong Rn , tìm cơ sở và số chiều của không gian con F
a Khi đề cho tập sinh F = < e1, e2,…,en > Đề đã cho tập sinh và yêu cầu tìm cơ sở, như
vậy mục đích của bài toán là đi tìm các vector ĐLTT trong tập sinh đó Để làm dạng
bài này ta lập ma trận hàng A của các vector ei, biến đổi sơ cấp theo hàng để đưa về bậc
thang Khi đó, dim(F) = rank(A) và lấy các hàng khác 0 (tức các vector ĐLTT) làm cơ
sở
b Khi đề cho F ở dạng phương trình: F = {x | Ax = 0} Khi đó, dim(F) = n – rank(A)
(trùng với số ẩn tự do) và cơ sở của F là nghiệm cơ bản của hệ
Ví dụ 3.1: Tìm cơ sở và số chiều của không gian con L
42) → (
1 1 1
0 1 10
0
00
20)
Suy ra dim(L) = rank(A) = 3 Cơ sở của L là (1,1,1); (0,1,1); (0,0,2)
Trang 9Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 9
Dạng 2: Tìm tham số m để vector u thuộc KGV F=< e1, e2,…,en >
- Để làm dạng này trước hết phải hiểu rằng vector u ∈ F nghĩa là u được tổ hợp bởi các vector trong tập sinh của F ↔ u = 𝛼1.e1+ 𝛼2.e2+ + 𝛼n.en
- Sau đó viết lại biểu thức trên dưới dạng hệ phương trình:
- Ở đây u viết thành cột, được hiểu là tọa độ của u trong không gian
Ví dụ 3.2 : Trong không gian R3 cho không gian con
F = <(1,0,1) ; (2,3,-1) ; (5,6,-1)> Với giá trị nào của m thì x = (2,m,3) ∈ F
𝛼 − 𝛽 − 𝛾 = 3
↔ {
𝛼 + 2𝛽 + 5𝛾 = 2 3𝛽 + 6𝛾 = 𝑚
0 = 𝑚 + 1
- x ∈ F khi tồn tại các hằng số 𝛼, 𝛽, 𝛾 tức là hệ có nghiệm ↔ m = -1
Dạng 3 : Tổng và giao của hai không gian con
o Cho 2 không gian con F và G, tìm cơ sở và số chiều của F+G và FG Dạng này không khó, chỉ cần nắm bắt được cách làm là có thể giải quyết nhanh chóng
o Tính chất cần lưu ý:
dim(FG) + dim(F+G) = dim F + dim G
Tìm số chiều và cơ sở F+G
Trước tiên ta xác định tập sinh (cơ sở) của F và G
Nhớ tới tính chất tổng của 2 không gian con:
F = < f1, f2, …, fn > ; G = < g1, g2, …, gn >
F + G = < f1, f2, …, fn, g1, g2, …, gn >
Sau đó tìm cơ sở và số chiều của F+G như không gian con bình thường với
dim(F+G) = rank< f 1 , f 2 , …, f n , g 1 , g 2 , …, g n > (các vector fi, gi xếp theo hàng)
Trang 10Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 10
Tìm số chiều và cơ sở của FG : (có nhiều dạng đề)
a Khi F và G cho ở dạng phương trình thuần nhất:
o Gọi x = FG thì x phải thỏa đồng thời các phương trình của F và G Vậy x sẽ là nghiệm
𝑥3 = 𝛼 x = α(-1; 0; 1) Suy ra dim(FG) =1 và cơ sở FG là (-1; 0; 1)
Chú ý: Có thể tính dim(FG) trực tiếp bằng công thức khi biết dim F, dim G và dim(F+G)
Trang 11Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 11
b Khi một không gian cho tập sinh và một cho ở dạng phương trình thuần nhất:
o Thay các hằng số vào x = ⍺1e1 + ⍺2e2 + + ⍺nen suy ra x
Ví dụ 3.4 : Trong không gian R3 cho 2 không gian con F = {(x1, x2, x3) | x1+2x2+2x3=0} và G
= <(1, 0, 5); (–1, 0, 1)> Tìm cơ sở và số chiều của F+G và FG
Suy ra dim(FG) = 1 và cơ sở của FG là (12, 0, –6)
c Khi cả hai không gian con đều cho tập sinh:
o Gọi x FG x vừa thuộc F=<f1,f2, ,fn> vừa thuộc G=<g1,g2, ,gn> nên x vừa là tổ hợp tuyến tính các vector trong tập sinh của F vừa của G Điều đó đồng nghĩa với : x =
Trang 12Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 12
Ví dụ 3.4: Trong không gian R3 cho 2 không gian con F = <(1, 2, 3); (1, –1, 2)> và
G = <(0, 1, 5); (1, 3, 8)> Tìm cơ sở và số chiều của FG
Trang 13Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 13
CHỦ ĐIỂM 4
KHÔNG GIAN EUCLIDE
Dạng này cũng thường ra trong đề Mức độ không khó, chỉ cần nắm phương pháp giải và các công thức cơ bản trong chương này là được
Họ vector M gọi là trực giao nếu u, vM: uv
Họ vector M gọi là trực chuẩn nếu M trực giao và uM: ||u|| = 1
Lưu ý: Khi cho tích vô hướng chính tắc ta áp dụng công thức như THPT đã dùng Khi cho tích
vô hướng bằng công thức cần chú ý thay vào cho đúng
Trường hợp đặc biệt: Chẳng hạn cho tích vô hướng
(x, y) = 5x1y1 + 2x1y2 +2x2y1 + 3x2y2 + x3y3, ta có thể đặt
xF khi x vuông góc với từng vector trong tập sinh của F
dim F + dim F = dim V
Trang 14Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 14
Trong trường hợp tích vô hướng chính tắc trong Rn: Cho F = {xRn | Ax=0} Khi đó các hàng của A là tập sinh của F
Ví dụ 4.1: Trong R3 với tích vô hướng chính tắc, cho không gian con
F = <(1, 2, 1); (2, 1, 0)> Tìm cơ sở và số chiều của F
Suy ra cơ sở của F là (1, –2, 3)
Ví dụ 4.2 : Trong không gian R4 với tích vô hướng chính tắc, cho
𝐹 = {(𝑥1, 𝑥2, 𝑥3, 𝑥4) |2𝑥1+ 𝑥2+ 𝑥3+ 𝑥4 = 0
𝑥1− 2𝑥2− 𝑥3+ 2𝑥4 = 0} Tìm cơ sở và số chiều của F
Ví dụ 4.3 : Trong R3, cho tích vô hướng : (x, y) = x1y1 + 3x2y2 – x2y3 –x3y2 + x3y3
và F = <f = (1, 2, 3)> Tìm cơ sở và số chiều của F
Trang 15Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 15
o Phương pháp giải: Tìm hình chiếu của vector x lên không gian con F
Trước hết ta xác định tập sinh (cơ sở) của không gian con F = <f1, f2, …, fn>
Từ đó suy ra được α1, α2, …, αn rồi thay lại để tìm được hình chiếu y
Lưu ý: Vì yF, zF nên (y, z) = 0
Công thức hình chiếu vuông góc của một vector lên một đường thẳng: Cho không gian con F=<f> (dim(F)=1), vector z, tìm hình chiếu của z lên F
Pr
𝐹 𝑧 = (𝑧, 𝑓)(𝑓, 𝑓)𝑓 (1) Trong một số trường hợp sử dụng công thức (1) để tìm hình chiếu sẽ đơn giản hơn Để làm rõ điều này, hãy xem ví dụ 5
Ví dụ 3.4: Trong R4 với tích vô hướng chính tắc, cho không gian con
Trang 16Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 16
Ví dụ 4.5: Trong R3, cho tích vô hướng
(x, y) = x1y1 + x1y2 + x2y1 + 3x2y2 – 2x2y3 –2x3y2 + 3x3y3
và không gian con F = <(1, 1, 2); (2, –1, 1)>
a/ Tìm cơ sở và số chiều của 𝐹
b/Tìm hình chiếu của z = (–8, 7, 3) xuống F và khoảng cách từ z đến F
𝑇 = 0𝑥𝐴𝑓2𝑇 = 0→ {
2𝑥1+ 4𝑥3 = 0
𝑥1 − 3𝑥2 + 5𝑥3 = 0Giải hệ phương trình trên suy ra:
𝐹 =< (−2; 1; 1) >
Vậy cơ sở của 𝐹 là {(-2;1;1)} và dim(𝐹) = 1
Trang 17Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 17
Dạng 3: Gram – Schmidt
o Quá trình Gram – Schmidt thường được dùng trong đề thi ở dạng toán “Đưa dạng toàn phương về dạng chính tắc bằng phép biến đổi trực giao” do đó cần phải nhớ các công thức để hoàn thành trọn vẹn bài toán
o Phương pháp xây dựng hệ vector trực giao bằng Gram – Schmidt
Cho không gian vector V có cơ sở E = {e1, e2, …, en}
Để xây dựng cơ sở E’ = {f1, f2, …, fn} sao cho E’ trực giao, ta chọn
…
𝑓𝑛 = 𝑒𝑛−(𝑒𝑛, 𝑓1)
(𝑓1, 𝑓1)𝑓1−
(𝑒𝑛, 𝑓2)(𝑓2, 𝑓2)𝑓2− ⋯ −
(𝑒𝑛, 𝑓𝑛−1)(𝑓𝑛−1, 𝑓𝑛−1)𝑓𝑛−1
Ta chia mỗi vector của trực giao cho độ dài của nó, ta được một cơ sở trực chuẩn
Trang 18Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 18
Ví dụ 4.6 : Trong R4 với tích vô hướng chính tắc, cho tập ĐLTT
Trang 19Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 19
CHỦ ĐỀ 5
ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH
Ánh xạ tuyến tính thường gặp gồm 3 loại:
1 Cho phương trình chính tắc: hay [𝑓(𝑥)] = 𝐴0 [𝑥]
- Với A0 là ma trận của axtt f trong cơ sở chính tắc
2 Cho bởi một cơ sở và ma trận của f trong cơ sở đó
Ví dụ: 𝑓: 𝑅2 → 𝑅2, biết ma trận của 𝑓 trong cơ sở 𝐸 = {(1,1), (1,2)} là 𝐴 = (1 3
3 −1)
3 Cho bởi ảnh của một cơ sở
Ví dụ: 𝑓: 𝑅2 → 𝑅2, biết 𝑓(1,1) = (2,3); 𝑓(2,1) = (−1,2)
Ở dạng này coi cơ sở ban đầu E={(1,1),(2,1)} f(E)={(2,3),(-1,2)}
Đây là 3 loại thường gặp nhất của ánh xạ tuyến tính Tùy vào loại đề cho và yêu cầu bài toán
mà ta có cách làm khác nhau
Chuyển đổi giữa các loại AXTT:
o Sử dụng công thức chuyển tọa độ từ cơ sở E về cơ sở chính tắc: A0 = E.AE.E-1 đưa loại
2 về 1
o Sử dụng công thức: A0 = f(E).E-1 đưa loại 3 về loại 1
o Sử dụng công thức: AE = E-1.f(E) đưa loại 3 về loại 2
Dạng 1: Cho ánh xạ tuyến tính f Tìm ma trận của f trong một cơ sở hoặc một cặp cơ sở:
o Trước tiên cần kiểm tra xem ánh xạ loại nào
o Sau đó xác định cơ sở ban đầu (E) và ma trận của f trong cơ sở ban đầu (AE) đó:
+ Với f loại 1: cơ sở ban đầu E là cơ sở chính tắc (E0) AE chính là A0
+ Với f loại 2: dạng này đã cho sẵn E và AE
+ Với f loại 3: dạng này đã cho sẵn E và AE được xác định theo công thức: AE = E
-1.f(E)
o Ma trận của f trong cơ sở E’ là: AE’ = E’-1.E.AE.E-1.E’
o Ma trận của f trong cặp cơ sở E’,F’ là: AE’,F’ = F’-1 E.AE.E-1.E’
Lưu ý: Các vector trong cơ sở viết ở dạng cột
Trang 20Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 20
−4)
Tương tự [𝑓(𝑒2)]𝐸 = (
120) , [𝑓(𝑒3)]𝐸 = (
101)
Suy ra ma trận của f trong E là 𝐴𝐸 = (
Trang 21Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 21
Ví dụ 5.2:
Giải:
AXTT ở ví dụ này là loại 2: Cho một cơ sở và ma trận của f trong cơ sở đó
Sử dụng công thức chuyển cơ sở ta có:
Dạng 2: Cho ánh xạ tuyến tính f Tính f(a,b,c, )
o Đầu tiên ta cũng xác định xem f là loại nào Sau đó ta sẽ đưa f về loại 1
o Cuối cùng thay số và ra kết quả
Ví dụ 5.3: Cho ánh xạ tuyến tính 𝑓: ℝ3 → ℝ3 có ma trận của 𝑓 trong cơ sở
111) = (
−14
−5
−17)
Dạng 3: Cho ánh xạ tuyến tính f Tìm cơ sở, số chiều của nhân, ảnh của f (Ker f, Im f)
o Bước đầu tiên tương tự dạng 1 và 2, ta đi xác định xem f loại nào
o Sau đó đưa f về loại 1
o x ∈ Ker f ↔ f(x)=0
o Giải hệ phương trình
Trang 22Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 22
Ví dụ 5.4: Cho ánh xạ tuyến tính 𝑓: ℝ3 → ℝ3 có ma trận của 𝑓 trong cơ sở
Từ đó suy ra dim(Ker f)=1, cơ sở {(−24, −6,1)}
Ví dụ 5.5: Cho AXTT 𝑓: 𝑅3 → 𝑅3 Tìm cơ sở và số chiều của ker 𝑓 , biết 𝑓(1; 1; 1) =(5; 6; 4), 𝑓(1; 1; 0) = (0; −3; −2), 𝑓(1; 2; 1) = (−2; 0; 0)
Cách 2 :
Trang 23Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 23
Trang 24Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 24
CHỦ ĐỀ 6
CHÉO HÓA MA TRẬN
1 Định nghĩa
Ma trận 𝐴 ∈ Mn(𝑅) được gọi là chéo hóa được nếu tồn tại một ma trận khả nghịch
𝑃 ∈ 𝑀𝑛(𝑅) sao cho 𝑃−1𝐴𝑃 = 𝐷 với D là một ma trận chéo Khi đó ta nói P làm chéo hóa A
và D là dạng chéo hóa của A
2 Định lý
Ma trận 𝐴 ∈ Mn(𝑅) chéo hóa được khi và chỉ khi ma trận A thỏa 2 tính chất sau đây:
𝑛1+ 𝑛2+ ⋯ + 𝑛𝑘 = 𝑛 với 𝑛𝑘 là bội của các giá trị riêng, 𝑛 là cấp của ma trận vuông
Ví dụ : 𝜆1 (bội 𝑛1), 𝜆2 (bội 𝑛2), , 𝜆𝑘 (bội 𝑛𝑘)
(Định thức của ma trận vuông cấp 3 các bạn có thể tính được dựa vào công thức tính định
thức ma trận vuông trong các chương trước)
⟹ det(𝐴 − 𝜆𝐼) = −2(𝜆 − 1)(5 − 𝜆) = 0
Trang 25Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 25
⟹ { 𝜆1 = 1 (bội là 1 do là nghiệm đơn)
◊ Điều kiện 2 : 𝑟(𝐴 − 𝜆𝐼) = 𝑛 − 𝑛𝑡 đúng với mọi t từ 1 đến k
Ta chỉ xét với 𝑛2 = 2 vì 𝑛1 = 1 luôn luôn thỏa
Chỉ kiểm tra với 𝑛𝑘 ≥ 2
⟹ 𝑟(𝐴 − 𝜆𝐼) = 1 = 𝑛 − 𝑛2 Do đó thỏa điều kiện 2
Nên A chéo hóa được
Suy ra nghiệm cơ bản có dạng là 𝑋1 = (
110)
Trang 26Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 26
Ta chọn 𝑥 = 0, 𝑧 = 1 → Nghiệm cơ bản thứ hai 𝑋3= (
001)
Lưu ý , 𝜆 có bội bằng bao nhiêu thì có bấy nhiêu nghiệm cơ bản
Vậy 𝑋1 = (
110), 𝑋2 = (
1
−10), 𝑋3 = (
001)
Trang 27Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 27
◊ 𝜆2 = 𝜆3 = 4
Ta có 𝑋2 = (
−120) , 𝑋3 = (
−2
−15)
Lưu ý : Các bạn tìm các giá trị 𝑋1, 𝑋2, 𝑋3 theo cách bình thường rất dài và khó
Các bạn có thể làm theo cách như sau:
211)
Trang 28Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 28
Với ma trận trên, ta thấy nếu rút gọn hàng 1 cho 2 thì nó sẽ giống với hàng 2 và 3
Nên ta chỉ có một phương trình là −2𝑥 − 1𝑦 − 1𝑧 = 0 không phải hệ phương trình như
trường hợp 𝜆1
Ở đây ta phải tìm ra hai giá trị 𝑋2, 𝑋3 do có bội 𝑛2 = 2
▪ Có thể chọn 𝑧 = 0, 𝑦 = 1 → 𝑥 = −1/2 Suy ra 𝑋2 = (
−1/210) = (
−120)
▪ Chọn 𝑧 = 5, 𝑦 = −1 → 𝑥 = −2 Suy ra 𝑋3 = (
−2
−15)
Nên chọn các giá trị 𝑦, 𝑧 cho đơn giản và nhỏ (mỗi một ma trận có nhiều nghiệm cơ bản )
LƯU Ý: CÁCH NÀY CHỈ ĐỂ TÍNH NHÁP, CHÉP KẾT QUẢ KHÔNG TRÌNH BÀY
PHƯƠNG PHÁP NÀY TRONG BÀI THI
Trang 29Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 29
CHỦ ĐỀ 7
DẠNG TOÀN PHƯƠNG
Định nghĩa : Dạng toàn phương trong 𝑅𝑛 là một hàm số thực, sao cho tồn tại
𝑥 = (𝑥1, 𝑥2, … , 𝑥𝑛) ∈ 𝑅𝑛, 𝑓(𝑥) = 𝑥𝑇𝑀𝑥 trong đó M là ma trận đối xứng
◊ Đưa dạng toàn phương về dạng chính tắc bằng phép biến đổi trực giao
Ví dụ 7.1 : Cho dạng toàn phương :
√5)
√5)
Trang 30Group : facebook.com/groups/chungtacungtien.hcmut/ Trang 30
√5
1
√5)
𝐷 = (λ1 0
0 λ2) = (
9 0
0 4) Dạng chính tắc : 𝑓(𝑦) = 𝑓(𝑦1, 𝑦2) = 9𝑦12+ 4𝑦22
phép biến đổi 𝑋 = 𝑃𝑌
◊ Đưa dạng toàn phương về dạng chính tắc bằng phép biến đổi Lagrange
Ví dụ 6.2: Đưa dạng toàn phương 𝑓(𝑥1, 𝑥2, 𝑥30 = 2𝑥12 + 8𝑥22+ 2𝑥32− 2𝑥1𝑥2+ 4𝑥1𝑥3+
6𝑥2𝑥3 về dạng chính tắc bằng biến đổi Lagrange ( biến đổi sơ cấp ) Nêu rõ phép biến đổi
Giải:
𝑓 = 2(𝑥12+ 4𝑥22+ 𝑥32− 𝑥1𝑥2+ 2𝑥1𝑥3+ 3𝑥2𝑥3) = 2 ((𝑥1−1
2𝑥2+ 𝑥3)
2+15
15𝑥3)
2)
= 2 (𝑥1−1
2𝑥2+ 𝑥3)
2+ 15
𝑓(𝑦1, 𝑦2, 𝑦3) = 2𝑦12+15
2 𝑦2
2−32
15𝑥32