通过矩阵来研究二次函数(方程),这就是线性代数中二次型的重点。
最简单的一元二次函数就是:
给它增加一次项不会改变形状:
增加常数项就更不用说了,更不会改变形状。
下面是一个二元二次方程:
给它增加一次项也不会改变形状,只是看上去有些伸缩:
对于二次函数或者二次方程,二次部分是主要部分,往往研究二次这部分就够了。
因为二次函数(方程)的二次部分最重要,为了方便研究,我们把含有
或者二次齐次方程称为二次型。
实际上我们可以通过矩阵来表示二次型:
更一般的:
可以写成更线代的形式:
所以有下面一一对应的关系:
在线代里面,就是通过一个对称矩阵,去研究某个二次型。
我们来看下,这是一个圆:
我们来看改变一下二次型矩阵:
哈,原来椭圆和圆之间是线性关系呐(通过矩阵变换就可以从圆变为椭圆)。
继续:
咦,双曲线和圆之间也是线性关系(准确的说是仿射的)。
其实圆、椭圆、双曲线之间关系很紧密的,统称为圆锥曲线,都是圆锥体和平面的交线: