令
aij=aji(i<j)
则 2aijxixj=aijxixj+ajixjxi. 于是,上述表达式变为
====f(x1,x2,⋯,xn)a11x12+a12x1x2+⋯+a1nx1xn+a21x2x1+a22x22+⋯+a2nx2xn+⋯+an1xnx1+an2xnx2+⋯+annxn2x1(a11x1+a12x2+⋯+a1nxn)+x2(a21x1+a22x2+⋯+a2nxn)+⋯+xn(an1x1+an2x2+⋯+annxn)(x1,x2,⋯,xn)a11x1+a12x2+⋯+a1nxna21x1+a22x2+⋯+a2nxn⋮an1x1+an2x2+⋯+annxn(x1,x2,⋯,xn)a11a21⋮an1a12a22⋮an2⋯⋯⋯a1na2n⋮annx1x2⋮xn
其中矩阵
A=a11a21⋮an1a12a22⋮an2⋯⋯⋯a1na2n⋮ann
为对称矩阵.
若记
X=x1x2⋮xn
则二次型可简写成
f(x1,x2,⋯,xn)=XTAX.
由于 aij=aji,所以矩阵 A 是由二次型唯一确定的对称矩阵, 称为二次型 f(x1,x2,⋯,xn) 的矩阵.
反过来, 有了对称矩阵 A, 二次型 f(x1,x2,⋯,xn)= XTAX 也就唯一确定.