数学II演習問題(2014年12月16日)

I
次の2次形式が正定値であるための必要十分条件を求めましょう。
(1) $x^2+3y^2+2z^2+2axy+4axz+2yz$
(2) $x^2+y^2+z^2+2a(xy+yz+zx)$
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II
$x^2+y^2+z^2=1$の下で対称行列 $$ A= \begin{pmatrix} 3&1&1\\ 1&3&1\\ 1&1&3 \end{pmatrix} $$ が定める2次形式がとる値の最大値と最小値を求めましょう。
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III
$B= \begin{pmatrix} 4&-1&-4\\ 4&-1&-4\\ 3&-1&-3 \end{pmatrix}$に対して$\Phi_A(\lambda)$, $m_A(\lambda)$を求めましょう。
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III
次の(1)と(2)を示しましょう。
(1) $A,B\in SO(3)\Rightarrow AB\in SO(3)$
(2) $A\in SO(3)\Rightarrow A^{-1}\in SO(3)$
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IV
$A= \begin{pmatrix} 1&-5\\ 1&3 \end{pmatrix}$ を対角化しましょう。
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V
$\alpha\not=\beta$とします。 $$ d_1(t)(t-\alpha)+d_2(t)(t-\beta)^2=1 $$ を満たす$d_1(t), d_2(t)\in\mathbf{k}[t]$を求めましょう。
ヒント $$ \frac 1{(t-\alpha)(t-\beta)^2}=\frac A{t-\alpha}+\frac {B+Ct}{(t-\beta)^2} $$ を満たす$A,B,C$を求めましょう。
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