问答题
【正确答案】(I)二次型对应矩阵为

,由二次型的秩为2,知

【答案解析】[分析] (Ⅰ)根据二次型的秩为2,可知对应矩阵的行列式为0,从而可求t的值;
【正确答案】这里

,可求出其特征值为λ
1=λ
2=2,λ
3=0.
解(2E-A)x=0,得特征向量为:
解(0E-A)x=0,得特征向量为:
由于α
1,α
2已经正交,直接将α
1,α
2,α
3单位化,得
令Q=(η
1,η
2,η
3),即为所求的正交变换矩阵,由X=QY,可化原二次型为标准形

【答案解析】[分析] (Ⅱ)是常规题,先求出特征值、特征向量,再正交化、单位化即可找到所需正交变换;
【正确答案】由

,得y
1=0,y
2=0,y
3=k(k为任意常数).从而所求解为X=

【答案解析】[分析] (Ⅲ)利用第二步的结果,通过标准形求解即可.
本题综合考查了特征值、特征向量、化二次型为标准形以及方程组求解等多个知识点.