直交行列による対称行列の対角化(補足編)

 

 以上のようなことを書いていたら、実は06年度大学入試問題に、この内容をそのまま題材にした問題が出題された。この年度から課程が新しくなり、「1次変換」が出題範囲となったからであろう。

 

問題 2つの行列 に対して、 とする。

(1)  となるように の値を定め、 の値を求めよ。

(2) (1)で求めた を用いて、 の表す曲線を、原点の周りに だけ回転移動して得られる曲線の方程式を求めよ。

(06 旭川医大)

 

解答

 

(1)  は対称行列 の固有値である。固有方程式 を解き、 とする。

   に対する固有ベクトルで、絶対値が1のものをそれぞれ、とする。

  このとき、とできるので、

 

(2) 与えられた行列 に対し、

       

  とでき、これを原点周りに 回転させると、標準形になることが分かる。このときの求める標準形は、

       

  となる。

 

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