二次型的矩阵可以通过以下方法计算:
定义式推导
对于形如 $Q(x_1,x_2,\cdots,x_n)=\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^na_{ij}x_ix_j$ 的二次型,其矩阵表示 $A=(a_{i,j})_{n\times n}$,其中 $a_{ij}$ 是二次型中 $x_ix_j$ 的系数。
矩阵乘法
利用矩阵乘法关系 $Q(x)=X^T A X$,其中 $X=(x_1,x_2,\cdots,x_n)^T$,在矩阵乘法过程中可以得到 $A$ 的各个元素。
变量替换法
通过变量替换将二次型转化为标准形式 $Q(x)=\lambda_1y_1^2+\lambda_2y_2^2+\cdots+\lambda_ny_n^2$,其中 $y_i$ 是变量,$\lambda_i$ 是实数。矩阵 $A$ 的对角线上的元素就是二次型中 $y_i^2$ 的系数。
例如,对于二次型 $f(x,y,z)=ax^2+by^2+cz^2+dxy+exz+fyz$,其对应的矩阵 $A$ 的元素为:
$A_{11} = a$
$A_{22} = b$
$A_{33} = c$
$A_{12} = A_{21} = \frac{d}{2}$
$A_{13} = A_{31} = \frac{e}{2}$
$A_{23} = A_{32} = \frac{f}{2}$
以上是二次型矩阵计算的基本方法。