線形代数入門解答例
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72第5章固有値と固有ベクトル(2) 5x2−6xy+5y2−8√5(x−y)+16=0. まず平行移動してxとyの1次の項を消す.そのため ⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩x=x+a,y=y+aなる新たな座標軸x,yを考える. これをもとの式に代入してxとyの1次の項をぬき出すと (10a−6b−8√5)x,(10b−6a+8√5)y, これらの係数が0となるa,bはa=√52,b=−√52. よってx=x+√52,y=y−√52をもとの式に代入して整理すると (xy)⎛⎜⎜⎜⎜⎝5335⎞⎟⎟⎟⎟⎠⎛⎜⎜⎜⎜⎝xy⎞⎟⎟⎟⎟⎠=4. A=⎛⎜⎜⎜⎜⎝5335⎞⎟⎟⎟⎟⎠を対角化する. ∣∣∣∣∣∣5−λ335−λ∣∣∣∣∣∣=0⇔(λ−8)(λ−2)=0 ∴λ=8,2.i) λ=8のとき,単位固有ベクトルは1√2⎛⎜⎜⎜⎜⎝11⎞⎟⎟⎟⎟⎠.ii) λ=2のとき,単位固有ベクトルは1√2⎛⎜⎜⎜⎜⎝−11⎞⎟⎟⎟⎟⎠. P=1√2⎛⎜⎜⎜⎜⎝1−111⎞⎟⎟⎟⎟⎠=R(π4)とおくと PTAP=⎛⎜⎜⎜⎜⎝8002⎞⎟⎟⎟⎟⎠,よって⎛⎜⎜⎜⎜⎝XY⎞⎟⎟⎟⎟⎠=R(−π4)⎛⎜⎜⎜⎜⎝xy⎞⎟⎟⎟⎟⎠とおくと ⎛⎜⎜⎜⎜⎝xy⎞⎟⎟⎟⎟⎠=R(π4)⎛⎜⎜⎜⎜⎝XY⎞⎟⎟⎟⎟⎠,(xy)=(XY)R(−π4)となり,

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