二次型是什麼意思

二次型(Quadratic Form)是數學中的一個概念,特別是在線性代數和數論中非常有用。在線性代數中,二次型是一個向量空間的元素到實數域的雙射,它滿足以下條件:

對於向量空間V中的向量x,二次型Q是一個實數,可以表示為一個二次多項式的值:

Q(x) = x^T A x

其中x是V中的向量,x^T是x的轉置,A是實數對稱矩陣。這個表達式也稱為二次型的標準形。

二次型的性質:

  1. 它是二次的,即對於V中的任意向量x和實數c,有Q(cx) = c^2 * Q(x)。
  2. 它是線性的,即對於V中的任意向量x和y,有Q(x + y) = Q(x) + Q(y)。

二次型的應用非常廣泛,例如在物理學中,位勢能和動能的形式可以表示為二次型。在數論中,二次型可以用來表示整數的二次形式。在代數幾何中,二次型可以用來描述曲面的方程。在統計學中,二次型可以用來描述數據的變異性。