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设二次型,则在空间直角坐标下表示的二次曲面为(  )。
  1. A
    单叶双曲面
  2. B
    双叶双曲面
    正确答案
  3. C
    椭球面
  4. D
    柱面

答案

B

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二次型的矩阵为 。各行元素之和均为 ,故 , 是一个特征值。又 的每个元素均为 ,秩为 ,所以 的解空间维数为 ,即 有两个线性无关的特征向量。因此全部特征值为 。
实对称,存在正交矩阵 使 。令 ,方程化为

即 ,为双叶双曲面。也可由 看出曲面分成 与 两个不连通部分。正交变换保持长度和角度,因此原曲面也是双叶双曲面,选 B。
右端为正时,单叶双曲面的三个平方项应为两正一负,椭球面应全部为正;本题一正两负,均不符合。三个特征值都非零,标准形不缺变量,也不是柱面。