《(江蘇專用)2020高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專項強化練(一)矩陣與變換 理 選修4-2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2020高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專項強化練(一)矩陣與變換 理 選修4-2(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專項強化練(一) 選修4-2:矩陣與變換(理獨)
題型一 常見平面變換
1.已知變換T把平面上的點(3,-4),(5,0)分別變換成(2,-1),(-1,2),試求變換T對應(yīng)的矩陣M.
解:設(shè)M=,
由題意得,=,
∴解得
即M=.
2.(2019高郵中學(xué)模擬)已知點A在變換T:→=作用后,再繞原點逆時針旋轉(zhuǎn)90,得到點B.若點B的坐標(biāo)為(-4,3),求點A的坐標(biāo).
解:設(shè)A(x,y),則A在變換T下的坐標(biāo)為(x+3y,y),又繞原點逆時針旋轉(zhuǎn)90對應(yīng)的矩陣為,
所以==,得解得
所以點A的坐標(biāo)為(-9,4).
3.設(shè)矩陣M=(其中a>0,b>0),若曲線C:x2+y2
2、=1在矩陣M所對應(yīng)的變換作用下得到曲線C′:+y2=1,求a+b的值.
解:設(shè)曲線C:x2+y2=1上任意一點P(x,y),在矩陣M所對應(yīng)的變換作用下得到點P1(x1,y1),
則=,
即
又點P1(x1,y1)在曲線C′:+y2=1上,所以+y=1,則+(by)2=1為曲線C的方程.
又曲線C的方程為x2+y2=1,故a2=4,b2=1,
因為a>0,b>0,所以a=2,b=1,所以a+b=3.
[臨門一腳]
1.把點A(x,y)繞著坐標(biāo)原點旋轉(zhuǎn)α角的變換,對應(yīng)的矩陣是,這個矩陣不能遺忘.
2.求點被矩陣變換后的點的坐標(biāo)或求曲線被矩陣變換后的曲線所用方法是求軌跡中的相關(guān)點法
3、.
3.求直線在矩陣作用下所得直線方程,可以取兩個特殊點求解比較簡便.
題型二 矩陣的復(fù)合、矩陣的乘法及逆矩陣
1.已知a,b是實數(shù),如果矩陣A=所對應(yīng)的變換T把點(2,3)變成點(3,4).
(1)求a,b的值;
(2)若矩陣A的逆矩陣為B,求B2.
解:(1)由題意,得=,
即解得
(2)由(1),得A=.
由矩陣的逆矩陣公式得B==.
所以B2==.
2.設(shè)二階矩陣A,B滿足A-1=,(BA)-1=,求B-1.
解:設(shè)B-1=,因為(BA)-1=A-1B-1,
所以=,即
解得所以B-1=.
[臨門一腳]
1.矩陣的行列式=ad-bc,如果ad-bc≠0,
4、則矩陣存在逆矩陣.
2.矩陣的逆矩陣為.
3.逆矩陣求解可以用定義法求解也可以用公式求解,用公式求解時要寫出原始公式.
4.若二階矩陣A,B均存在逆矩陣,則AB也存在逆矩陣,且(AB)-1=B-1A-1,乘法順序不能顛倒.
題型三 特征值和特征向量
1.已知二階矩陣M有特征值λ=8及對應(yīng)的一個特征向量e1=,并且矩陣M對應(yīng)的變換將點(-1,2)變換成(-2,4).
(1)求矩陣M;
(2)求矩陣M的另一個特征值.
解:(1)設(shè)M=,
由題意,M==8,
M==,
∴解得
即M=.
(2)令特征多項式f(λ)==(λ-6)(λ-4)-8=0,
解得λ1=8,λ2=2.
5、矩陣M的另一個特征值為2.
2.已知矩陣A=,A的兩個特征值為λ1=2,λ2=3.
(1)求a,b的值;
(2)求屬于λ2的一個特征向量α.
解:(1)令f(λ)==(λ-a)(λ-4)+b=λ2-(a+4)λ+4a+b=0,
于是λ1+λ2=a+4,λ1λ2=4a+b.解得a=1,b=2.
(2)設(shè)α=,則Aα===
3=,故解得x=y(tǒng).
所以屬于λ2的一個特征向量為α=.
3.已知矩陣M=,β=,計算M6β.
解:矩陣M的特征多項式為f(λ)==λ2-2λ-3.令f(λ)=0,解得λ1=3,λ2=-1,對應(yīng)的一個特征向量分別為α1=,α2=.
令β=mα1+nα2,得m=4,n=-3.
所以M6β=M6(4α1-3α2)=4(M6α1)-3(M6α2)=436-3(-1)6=.
[臨門一腳]
1.A=是一個二階矩陣,則f(λ)==λ2-(a+d)λ+ad-bc稱為A的特征多項式.
2.矩陣M=的特征值λ滿足(λ-a)(λ-d)-bc=0,屬于λ的特征向量α=滿足M=λ.
3.特征值和特征向量,可以用定義求解也可以用公式求解.
4.Mnβ的計算流程要熟悉,這也是求特征值和特征向量的應(yīng)用.
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