【正确答案】(Ⅰ)因为矩阵A-6E不可逆,所以λ=6是矩阵A的一个特征值;另一方面,因为α
1,α
2是齐次线性方程组Ax=0的基础解系,所以λ=0是矩阵A的二重特征值,所以A的特征值为0,0,6。
齐次线性方程组(A-6E)x=0的通解是矩阵A的属于特征值λ=6的特征向量。因为A为3阶实对称矩阵,因此属于不同特征值的特征向量正交。
设α
3=(x
1,x
2,x
3)
T是矩阵A的属于特征值λ=6的一个特征向量,则
(α
1,α
3)=0,(α
2,α
3)=0,
解得α
3=(﹣1,﹣2,1)
T,所以齐次线性方程组(A-6E)x=0的通解为kα
3,k为任意常数。
(Ⅱ)将向量组α
1,α
2,α
3正交化。令
β
1=α
1,β
2=α
2-

=(﹣1,0,﹣1)
T,β
3=α
3,
再将向量组β
1,β
2,β
3单位化。令

,
令

,
则二次型x
TAx在正交变换x=Qy下的标准形为6y
32。
(Ⅲ)

所以
