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设二次型。若表示圆柱面,则(  )。
  1. A
    ,且规范形为
  2. B
    ,且正交标准形为
    正确答案
  3. C
    ,且规范形为
  4. D
    ,且正交标准形为

答案

B

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二次型矩阵为 ,其中 为三阶全 矩阵。 对向量 的特征值为 ,在平面 上的特征值为 ,所以 的全部特征值为 。
通过正交变换,曲面方程化为

圆柱面须恰有一个零特征值,另两个非零特征值相等且与右端同为负。出现零特征值只可能有 或 。
当 时,特征值为 ,方程化为 ,确为圆柱面。将非零项对应的坐标排在前面,二次型的正交标准形为 。
当 时,特征值为 ,方程为 ,无实点,不是圆柱面。其他 的三个特征值均非零,也不可能表示柱面。因此选 B。
时秩为 ,负惯性指数为 ,规范形为 ,不能写成三个负平方项;这也排除了 A。