只含平方项的
称为二次型的标准形(Canonical form of a Quadratic),或者简称为标准形。其一定为阶:
如下的二元二次方程中包含的以及,都是标准形:
可以通过转为标准形,比如在就介绍过一个例子:
因为标准形对应的都是,所以这个过程被称为合同对角化(Diagonalization via congruence martix):
合同对角化的方法不只一种,比如正交合同对角化,以及拉格朗日配方法。
2.1 正交合同对角化
因为都是,所以都可以通过转为标准形,这种方法又被称为正交合同对角化(Diagonalization via congruence and orthogonal martix)。
比如在就介绍过一个例子:
与对应的其实是同一个曲线,只是在不同的坐标系下:
2.2 拉格朗日配方法
还可以通过拉格朗日配方法(Lagrange method to complete the square)来完成合同对角化,具体步骤为:
(1)遇到二次型中的平方项,就把含有的项集中起来,然后配方;
(2)遇到,且没有平方项或,则进行函数换元:
上述操作会产生平方项,再回到(1)去尝试配方;
(3)不断重复(1)、(2),直至消去所有的交叉项。
比如在就介绍过一个例子:
和也对应的是同一个曲线,只是在不同的坐标系下:
2.3 对比
之所以会有两种方法,并且得到不同的,是因为二次型可以被变换到不同的下去。
比如上面两个例子中提到的二次型方程被变换到了以及:
或者说的可以和不同的进行。