formas cuadráticas
 Lección 2. 
   Suma de Cuadrados

Sea $\ f(u,u)$ una forma cuadrática sobre un espacio $V$ de dimensión finita $n$. Se dice que $f(u,u)$ es reducible a una suma de cuadrados, si existe una base $X$ y escalares MATH en $K$ tales que:

MATH

donde $\alpha _{1},...,$ $\alpha _{k}$ son la coordenadas de $\ u$ en la base $X$. Los coeficientes de $f(u,u)$ en (3) se denominan canónicos. Uno de los teoremas centrales sobre formas cuadráticas es debido a Lagrange .

Teorema 1. (Método de Lagrange). Toda forma cuadrática sobre un $K$-espacio $V$ de dimensión finita $n$ es reducible a una suma de cuadrados.

Demostración

De la prueba que acabamos de efectuar se observa que la base $X$ a través de la cual la forma cuadràtica se reduce a una suma de cuadrados , no está definida univocamente. Además, si una forma cuadrática está reducida a la forma canònica (6), no necesariamente todos los coeficientes MATH son diferentes de cero. Sin embargo, en cualquier base $X$ de $V$ la cantidad de coeficientes no nulos es la misma, y coincide con el rango de la forma cuadrática.

Ejemplo 1 Sea $V$ un espacio vectorial sobre $R$, y sea $q$ la forma cuadrática sobre $V$ cuya matriz con respecto a una base MATH es

MATH

En este caso $a_{11}=1\neq0$ y

MATH

con a$_{ij}^{\ast }$ definidas en (9).

Entonces,

MATH

de acuerdo a tomamos (10)

MATH

MATH

MATH

luego

MATH

La martriz $B$ simètrica asociada a la forma cuadràtica MATH es

MATH

Repitiendo el razonamiento anterior mediante cambio de las coordenadas MATH (sin cambiar $\beta_{1}$) se tiene que

MATH

con $b_{ij}^{\ast}$ definidas en (9). Luego$\qquad$

MATH

luego

MATH

MATH

entonces

MATH

Universidad Nacional de Colombia
Carrera 30 No 45-03 - Edificio 477
Bogotá D.C. - Colombia

Aviso Legal - Copyright