Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 16. 01. 2010 12:40

Miki1990
Místo: Plzeň
Příspěvky: 106
Reputace:   
Web
 

Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Jsem zoufalá, absolutně nechápu skripta, nevím, jak se to počítá a na internetu nemůžu najít žádný postup, který bych pochopila, je tu někdo ochotný, kdo by mi to vysvětlil?

http://img190.imageshack.us/img190/2735/89358244.jpg

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) jelena)

#2 16. 01. 2010 13:24 — Editoval LukasM (16. 01. 2010 13:24)

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Ahoj. Tohle bych řešil doplněním na čtverce, začni doplňovat podle $x_2$: všechny členy které ho obsahují dej do prvního čtverce, tzn. $\kappa (x)=(x_2-2x_1-\frac{5}{2}x_3)^2-\frac{9}{4}x_3^2-2x_1x_3$. ($-\frac{9}{4}x_3^2$ proto, že v tom čtverci už máme $\frac{25}{4}x_3^2$ a celkem tam chceme mít $4x_3^2$, totéž u toho druhého členu. To snad nedělá problemy.

Teď ten první čtverec necháš, a zbytek doplníš na další čtverec podle $x_3$. Jakmile budeme mít formu vyjádřenou jakou součet čtverců nějakých kombinací souřadnic, můžeme definitnost určit jednoduše podle znamének před těmi čtverci.

Jinak u téhle metody může dojít k problému jako se řešil třeba tady, ale u tohoto příkladu se to nestane.

Stačí tak?

Offline

 

#3 16. 01. 2010 13:34 — Editoval jakn (16. 01. 2010 13:37)

jakn
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Edit: Lukas byl rychlejsi, ale uz to tu necham;-)



Ahoj, jdeš k Brouskovi na zkoušku z algebry, co?:-)
Hele v těch skriptech od Teskovy je to napsaný strasne slozite, ale on po tobe chce jen doplneni na ctverec podle vzorce:
(x + y + z)² = x² + y² + z² + 2xy + 2xz + 2yz

Takze v zavorce bude (ax₁ + bx₂ + cx₃). Ty koeficieny urcis tak, tak aby ses zbavila vsech clenu, ktere obsahuji x₁. :
a = odmocnina z koeficientu u x₁² = odmocnina ze 4 = 2
b = (koeficient u  x₁x₂) / koeficient u  x₁² / 2 = -4/2/2 = -1
c = (koeficient u  x₁x₃)  / koeficient u  x₁² / 2 = 8/2/2 = 2

Tohle nacpes do zavorky a spocitas co ti zbylo mimo ni:
4x₁² + x₂² + 4x₃² - 4x₁x₂ + 8x₁x₃ - 5x₂x₃ = (2x₁ - x₂ + 2x₃)²  - x₂x₃

Zaklad uz mas a ted zbyva jen clen -x₂x₃ vyjadrit jako soucet ctvercu. Mam na to takovou fintu;-)

-x₂x₃ = 1/4 (x₂ - x₃) - 1/4 (x₂ + x₃)

Takze vysledek je:
(2x₁ - x₂ + 2x₃)² + 1/4 (x₂ - x₃) - 1/4 (x₂ + x₃)

Nevim jestli je to pochopitelne, kdyztak se ptej...

Offline

 

#4 16. 01. 2010 14:14

Miki1990
Místo: Plzeň
Příspěvky: 106
Reputace:   
Web
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

děkuju moc :) !! jenom jsem nepochopila tu fintu :) jak jsi přišel na to, že -x₂x₃ = 1/4 (x₂ - x₃) - 1/4 (x₂ + x₃)

Offline

 

#5 16. 01. 2010 15:31

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ jakn:
Patrně ta finta měla být $-x_2x_3=\frac{1}{4}(x_2-x_3)^2-\frac{1}{4}(x_2+x_3)^2$, to už je pravda. Tak jak jsi to napsal to pravda není, nehledě k tomu, že ve výsledku nejsou ty požadované čtverce.
Pokud začneš doplňovat podle x_2, tak se ty čtverce neztratí, ale krásně vyjdou.

Offline

 

#6 16. 01. 2010 15:55

Miki1990
Místo: Plzeň
Příspěvky: 106
Reputace:   
Web
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Já stejně pořád nechápu, jak se na tu fintu přišlo :(

Offline

 

#7 17. 01. 2010 18:39

Miki1990
Místo: Plzeň
Příspěvky: 106
Reputace:   
Web
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Moc prosím můžete mi někdo vysvětlit tu fintu? a jak má vypadat teda moje odpověď? :) zítra jdu ke zkoušce, moc prosím

Offline

 

#8 01. 02. 2010 11:20

Benny.RxT
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Jestli to teda chápu dobře, tak když bude zadání:

K(x) = x₁² + 4x₂² + 9x₃² + 4x₁x₂ + 6x₁x₃ + 5x₂x₃

tak převedeno na součet čtverců to bude výsledek:

(x₁ + 2x₂ + 3x₃)²  + 7/4 (x₂ - x₃) - 7/4 (x₂ + x₃)    ?

Offline

 

#9 01. 02. 2010 11:36

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Benny.RxT: Až na překlepy ;) (za závorkami má být ²).


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#10 01. 02. 2010 11:57

Benny.RxT
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Kondr:

Jo no, sem zapomněl :D .... když je v zadání, že mám rozhodnout, o definitnosti kvadratické formy, co to znamená?

Offline

 

#11 01. 02. 2010 13:48

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Benny.RxT:http://en.wikipedia.org/wiki/Positive-definite_matrix#Negative-definite.2C_semidefinite_and_indefinite_matrices
Pokud je rozklad na čtverce tvaru $a^2+b^2+c^2$, je pozitivně definitní, pokud $-a^2-b^2-c^2$ je negativně definitní, pokud se znaménka střídají pak indefinitní. Pokud je v rozkladu jen jeden čtverec nebo dva se stejným znaménkem, jde o formu pozitivně nebo negativně semidefinitní.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#12 01. 02. 2010 14:19

Benny.RxT
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Kondr:

Takže (x₁ + 2x₂ + 3x₃)²  + 7/4 (x₂ - x₃)² - 7/4 (x₂ + x₃)²  je pozitivně definitní?

Offline

 

#13 01. 02. 2010 14:47

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Benny.RxT: Ne. Zde se znaménka střídají.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#14 01. 02. 2010 15:17

Benny.RxT
Příspěvky: 65
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Kondr:

jo vlastně, takže indefinitní...

ještě bych měl dotaz, když bude v zadání:

K(x) = x₁² + 3x₂² + 4x₁x₂ - 2x₁x₃ - 6x₂x₃

tak po převedení na součet čtverců dostanu:

(x₁ + 2x₂ - x₃)²  + 1/2 (x₂ - x₃)² - 1/2 (x₂ + x₃)² + x₂² - x₃²  a bude indefinitní ?

Offline

 

#15 01. 02. 2010 15:51

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Mělo by ti vždy vyjít pouze tolik čtverců, kolik je proměnných. Pokud jich je víc, výsledek o definitnosti nic nevypovídá.
x₁² + 3x₂² + 4x₁x₂ - 2x₁x₃ - 6x₂x₃=(x₁ + 2x₂ - x₃)² -(x₂+3x₃)²+ 8x₃²


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#16 10. 02. 2010 16:38

jannie
Příspěvky: 35
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

jakn napsal(a):

Takze v zavorce bude (ax₁ + bx₂ + cx₃). Ty koeficieny urcis tak, tak aby ses zbavila vsech clenu, ktere obsahuji x₁. :
a = odmocnina z koeficientu u x₁² = odmocnina ze 4 = 2
b = (koeficient u  x₁x₂) / koeficient u  x₁² / 2 = -4/2/2 = -1
c = (koeficient u  x₁x₃)  / koeficient u  x₁² / 2 = 8/2/2 = 2

Tohle nacpes do zavorky a spocitas co ti zbylo mimo ni:
4x₁² + x₂² + 4x₃² - 4x₁x₂ + 8x₁x₃ - 5x₂x₃ = (2x₁ - x₂ + 2x₃)²  - x₂x₃

Asi nechápu určování b a c -
b = (koeficient u  x₁x₂) OK / koeficient u  x₁² / 2 = -4/2/2 = -1

Koeficient u x1^2 je přece 4 - nebo už se bere ten odmocněný?

Offline

 

#17 10. 02. 2010 18:31 — Editoval LukasM (10. 02. 2010 18:33)

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ jannie:
Ahoj. Jestli ten "vzorec" dobře chápu, pak se myslí ten koeficient v té závorce cos stvořil.

Ale není potřeba se to učit zpaměti, stačí si být vědom toho, že čtverec nějakého součtu se rovná součtu čtverců všech členů + dvakrát součin každého s každým, tj. $(x+y)^2=x^2+y^2+2xy$ (jak známo), $(x+y+z)^2=x^2+y^2+z^2+2xy+2yz+2xz$, atd. Potom snadno přijdeš na to, jaký koeficient tam dát, aby tam ten příslušný součin s prvním členem byl -4krát.

Je to jasné?

Offline

 

#18 10. 02. 2010 21:09

Asinkan
Příspěvky: 431
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ jakn:
Ty máš Brouska, jo ? :-D Taky sem si ho užil. A tudle du ze školy, zašel jsem ráno na snídani do cafe na Borech a kdo si to tam nebrousí formu na dvandě:-D


Do prázdného domu vešli 4 lidé, poté odešlo 6 lidí. Kolik lidí musí do domu vejít, aby byl dům prázdný?

Offline

 

#19 10. 02. 2010 21:23

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4247
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Asinkan: A tento příspěvek pomáhá k rozkladu na čtverce jak? :)


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#20 10. 02. 2010 21:29

Asinkan
Příspěvky: 431
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Kondr:
Řikal jsem si, zda se někdo ozve:-) Tento příspěvek pomáhá k vytvoření rodinné atmosféry na tomto fóru:-) Nemohl jsem nereagovat na jméno Brousek.... toto je jeho nejlepší foto, to snad leccos vysvětlí.


Do prázdného domu vešli 4 lidé, poté odešlo 6 lidí. Kolik lidí musí do domu vejít, aby byl dům prázdný?

Offline

 

#21 22. 01. 2011 10:55

Stevulka
Zelenáč
Příspěvky: 6
Reputace:   
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

Ahojte, prosím vás, potrebovala by som zistiť pozitívnu, negatívnu definitnosť alebo pozitívnu, negatívnu semidefinitnosť nejakej kvadratickej formy.
Tvrdila som jednému profesorovi, že z nezápornosti subdeterminantov (teda aspoň jeden subdeterminant by sa mal rovnať 0, ak dobre rozumiem) matice kvadratickej formy vyplýva kladná semidefinitnosť kvadratickej formy. A on mi zadal úlohu, aby som svoje tvrdenie buď podložila dôkazmi alebo našla kontrapríklad, čiže nájsť takú kvadratickú formu, kde by sa žiadny subdeterminant matice nerovnal 0 a súčasne by bola táto kvadratická forma pozitívne semidefinitná.
Prosím, neviete niekto, či naozaj platí to, že ak sú subdeterminanty matice nezáporné, či z toho už vyplýva, že kvadratická forma je pozitívne semidefinitná alebo môže existovať aj taká kvadratická forma, ktorej subdeterminanty nebudú nulové a zároveň bude táto kvadratická forma pozitívne semidefinitná?
Lebo som našla na internete, že ak je sú subdeterminanty matice kladné, tak z toho už vyplýva pozitívne definitnosť...
A pomýlilo ma aj to, že keď určujeme pomocou Hessovej matice (druhé derivácie) lok. extrémy, tak tiež sme to brali tak, že ak nám vyjde nejaký subdeterminant Hessovej matice nulový, tak sa nedá zistiť definitnosť matice a tým pádom sme museli zvoliť iný spôsob na zistenie extrémov...
Zakaždým som však skúsila vytvoriť maticu, ktorej minimálne jeden subdeterminant bol nulový, vždy som dostala pozitívne semidefinitnú maticu. Prosím vás o pomoc :-) Dúfam, že je zrozumiteľné to, čo píšem...

Offline

 

#22 22. 01. 2011 11:22

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Kvadratická forma -> součet čtverců a rozhodnutí o její definitnosti

↑ Stevulka:

Zdravím, založ si prosím vlastní téma - viz pravidla. Děkuji.

Větší srozumitelnost bude, když uvedeš odkaz, co jsi našla na internete, + vzory matic, co jsi vytvořila.

Zřejmě uvyžuješ nad použitím Sylvestrova kriteria.

-------------------------
za účelem vytvoření rodinné atmosfery na tomto fóru téma označím za vyřešené. ↑ Asinkan: pozdrav :-)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson