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线性代数 · 第六章 二次型与二次曲面 · 6.4 二次曲面

常见二次曲面的识别

二次曲面的符号、常数和变量位置决定它是椭球面、双曲面、锥面还是抛物面。

本版先识别最常见的标准方程:三个平方项同号且等于 1 常对应椭球面;两个正平方项减一个平方项等于 1 常对应单叶双曲面;等于 0 的齐次二次式常给出锥面;一个变量等于另外变量平方和时常对应椭圆抛物面。图形细节以后续交互可视化补充。

开始自测

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. 不用看公式,用一句话说明“常见二次曲面的识别”在解决什么问题?

提示:先回到页面顶部的一句话理解。

2. 做相关题目前,最容易遗漏的检查是什么?

提示:只看有平方项就把所有曲面判为椭球面

3. 这一个点与后续学习有什么关系?

提示:想一想它提供的是定义、工具还是判断条件。

图形化理解

二次型:等高线与符号

最低点
把函数值相同的位置连成等高线。全部方向都向上对应正定;若有方向向上、有方向向下,则需要警惕不定。

关键公式

  • 椭球面:
  • 单叶双曲面:
  • 椭圆抛物面:

常见易错点

  • 只看有平方项就把所有曲面判为椭球面
  • 忽略等式右边是 0、1 还是变量本身
  • 没有结合各项符号判断双曲面或锥面