В этом видео мы простыми школьными методами выясним знак определенности квадратичной формы. То есть, проще говоря, выясним, какого знака она бывает. Рассмотрим такой пример квадратичной формы: f от x, y, z равняется x квадрат плюс 5y квадрат плюс 10z квадрат минус 4хy плюс 2хz минус 10уz. И для начала просто соберем все слагаемые с x. Наша форма f, собираем все с x. У нас есть x в квадрате, у нас есть 4xy, и у нас есть 2x. Получаем сначала все с x: x квадрат минус 4xy плюс 2хz, а хвостик просто перепишем: плюс 5y квадрат плюс 10z квадрат минус 10yz. И дальше попробуем выделить полный квадрат. Соответственно, вот это не что иное, как x в квадрате, а вот это у нас будет удвоенное произведение x на остальные слагаемые. То есть это 2х умножить на что-то. И нетрудно догадаться, что в нашем случае первая скобка должна содержать x, а дальше, смотрите, y должен идти с минусом и с 2, значит, должно быть минус 2y. А z должен идти с плюсом и вот одна 2 сократится, значит, плюс z, напишем в квадрате. Но это, конечно, я лишку взял. Давайте посмотрим, кого я захватил ненароком в эту скобку. В эту скобку я, конечно, захватил х в квадрате, 4y в квадрате, z в квадрате и захватил удвоенное произведение, минус 4xy плюс 2xz, и еще одно удвоенное произведение захватил, минус 4yz. Давайте посмотрим, что осталось добавить. Давайте смотреть, x квадрат учтен, 4 минус 4xy учтено, 2xz учтено, минус 4yz учтено, но должно быть минус 10yz. Что же, осталось минус 6yz, стало быть, вот эти минус 4yz, эти минус 6yz дадут минус 10yz, которые мне нужны. Дальше, есть 4y квадрат, а надо 5y квадрат. Не хватает еще y в квадрате, и нужно 10z в квадрате, а есть 1z в квадрате, не хватает для баланса 9z в квадрате. И, собственно, все, все слагаемые учтены, здесь тоже все слагаемые учтены, и осталось заметить и попробовать выделить полный квадрат во втором, в оставшемся слагаемом. Скажем, выделим полный квадрат по y: переписываем все слагаемые с y, у нас будет плюс y в квадрате минус 6yz, потом единственное оставшееся слагаемое 9z квадрат. И замечаем, что у нас получается сразу полный квадрат, вот это сразу полный квадрат, и в результате мы видим x минус 2y плюс z в квадрате плюс y минус 3z в квадрате. Отлично, мы представили нашу квадратичную форму в виде суммы двух квадратов, но возникает, естественно, вопрос: какого же она знака? Глядя невооруженным взглядом, мы можем сказать, что наша форма не бывает отрицательной, явно это квадрат плюс квадрат. И единственный вопрос, который остается: бывает ли она нулем при xyz, не равном нулю? И тут проще всего привести конкретный пример какой-нибудь точки, чтобы показать, что не только в начале координат она нулевая. Если я возьму, например, z, равный 1, то я смогу подобрать y, так чтобы y минус 3z в квадрате равнялся 0. Достаточно для этого взять, раз z равен 1, то достаточно взять y, равный 3. А если z равен 1, y, равный 3, я могу занулить и первую скобку, потому что в первой скобке у меня написано: x минус 2y плюс z в квадрате. И чтобы еще и первая скобка была нулю равна, я, соответственно, возьму x, равный 5, 5 минус 6 плюс 1 будет как раз 0. Соответственно, получается, что моя форма нигде не бывает отрицательной, а с другой стороны, можно найти точку 5, 3, 1, в которой форма равна нулю, и эта точка не совпадает с началом координат. Соответственно, я делаю вывод, что моя форма является положительно полуопределенной, или, говоря в другой терминологии, не отрицательно определенной. И для того чтобы выяснить определенность квадратичной формы, в данном случае нам не потребовалось никакой техники, кроме выделения полного квадрата из школьной программы.