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题型:简答题
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简答题

选修4-2:矩阵与变换

曲线C1:x2+2y2=1在矩阵的作用下变换为曲线C2,求C2的方程.

正确答案

解:设P(x,y)为曲线C2上任意一点,P′(x′,y′)为曲线x2+2y2=1上与P对应的点,

=,得

(5分)

∵P′是曲线C1上的点,

∴C2的方程(x-2y)2+2y2=1.(10分)

解析

解:设P(x,y)为曲线C2上任意一点,P′(x′,y′)为曲线x2+2y2=1上与P对应的点,

=,得

(5分)

∵P′是曲线C1上的点,

∴C2的方程(x-2y)2+2y2=1.(10分)

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题型:简答题
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简答题

(1)如图,∠PAQ是直角,圆O与AP相切于点T,与AQ相交于两点B,C.求证:BT平分∠OBA

(2)若点A(2,2)在矩阵M=对应变换的作用下得到的点为B(-2,2),求矩阵M的逆矩阵;

(3)在极坐标系中,A为曲线ρ2+2ρcosθ-3=0上的动点,B为直线ρcosθ+ρsinθ-7=0上的动点,求AB的最小值;

(4)已知a1,a2…an都是正数,且a1•a2…an=1,求证:

正确答案

(1)证明:连接OT,因为AT是切线,所以OT⊥AP.

因为∠PAQ是直角,即AQ⊥AP,所以AB∥OT,所以∠TBA=∠BTO.(5分)

因为OT=OB,所以∠OTB=∠OBT,

所以∠OBT=∠TBA,

即BT平分∠OBA.(10分)

(2)解:由题意知,,即

所以,解得

所以.(5分)

,解得.(10分)

另解:矩阵M的行列式,所以

(3)解:圆方程为(x+1)2+y2=4,圆心(-1,0),直线方程为x+y-7=0,(5分)

圆心到直线的距离,所以(AB)min=.  (10分)

(4)证明:因为a1是正数,所以2a1=1+1+a1≥3,(5分)

同理,2aj≥1+1+aj≥3

将上述不等式两边相乘,得

因为a1•a2•…•an=1,所以.(10分)

解析

(1)证明:连接OT,因为AT是切线,所以OT⊥AP.

因为∠PAQ是直角,即AQ⊥AP,所以AB∥OT,所以∠TBA=∠BTO.(5分)

因为OT=OB,所以∠OTB=∠OBT,

所以∠OBT=∠TBA,

即BT平分∠OBA.(10分)

(2)解:由题意知,,即

所以,解得

所以.(5分)

,解得.(10分)

另解:矩阵M的行列式,所以

(3)解:圆方程为(x+1)2+y2=4,圆心(-1,0),直线方程为x+y-7=0,(5分)

圆心到直线的距离,所以(AB)min=.  (10分)

(4)证明:因为a1是正数,所以2a1=1+1+a1≥3,(5分)

同理,2aj≥1+1+aj≥3

将上述不等式两边相乘,得

因为a1•a2•…•an=1,所以.(10分)

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题型:填空题
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填空题

已知矩阵的逆矩阵是,则a+b=______

正确答案

8

解析

解:根据矩阵的逆矩阵是,得

=

解得

∴a+b=8.

故答案为:8.

1
题型:填空题
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填空题

已知矩阵A=的逆矩阵A-1=,则ab=______

正确答案

125

解析

解:∵矩阵A=的逆矩阵A-1=

=

∴a=5,b=3,

∴ab=125,

故答案为:125.

1
题型:简答题
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简答题

求矩阵A=的逆矩阵.

正确答案

解:|A|=ad-bc=6-4=2

∴A-1==

解析

解:|A|=ad-bc=6-4=2

∴A-1==

1
题型:简答题
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简答题

已知M=,求曲线2x2-2xy+1=0在矩阵M-1对应的变换作用下得到的曲线方程.

正确答案

解:设P(x′,y′)是曲线2x2-2xy+1=0上任意一点,

点P在矩阵M-1对应的变换下变为点P′(x,y),

则有= =

解得x′=x,

代入2x′2-2x′y′+1=0,可得xy=1,

所以曲线2x2-2xy+1=0在MN对应的变换作用下得到的曲线方程为:xy=1.

解析

解:设P(x′,y′)是曲线2x2-2xy+1=0上任意一点,

点P在矩阵M-1对应的变换下变为点P′(x,y),

则有= =

解得x′=x,

代入2x′2-2x′y′+1=0,可得xy=1,

所以曲线2x2-2xy+1=0在MN对应的变换作用下得到的曲线方程为:xy=1.

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题型:简答题
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简答题

在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

A.选修4-1:几何证明选讲

如图,CP是圆O的切线,P为切点,直线CO交圆O于A,B两点,AD⊥CP,垂足为D.

求证:∠DAP=∠BAP.

B.选修4-2:矩阵与变换

设a>0,b>0,若矩阵A=把圆C:x2+y2=1变换为椭圆E:=1.

(1)求a,b的值;(2)求矩阵A的逆矩阵A-1

C.选修4-4:坐标系与参数方程在极坐标系中,已知圆C:ρ=4cosθ被直线l:ρsin(θ-\frac{π}{6})=a截得的弦长为2求实数a的值.

D.选修4-5:不等式选讲已知a,b是正数,求证:a2+4b2≥4.

正确答案

A、证明:因为CP与圆O相切,所以∠DPA=∠PBA.…2分           

因为AB为圆O直径,所以∠APB=90°,

所以∠BAP=90°-∠PBA.…6分                           

因为AD⊥CP,所以∠DAP=90°-∠DPA,

所以∠DAP=∠BAP.  …10分 

B.选修4-2:矩阵与变换

解:(1)设点P(x,y)为圆C:x2+y2=1上任意一点,经过矩阵A变换后对应点为P′(x′,y′)

==,所以. …2分

因为点P′(x′,y′)在椭圆E:=1上,

所以,这个方程即为圆C方程. …6分

所以,因为a>0,b>0,所以a=2,b=.       …8分

(2)由(1)得A=,所以,所以A-1=.  …10分

C.选修4-4:坐标系与参数方程

解:因为圆C的直角坐标方程为(x-2) 2+y2=4,直线l的直角坐标方程为x-y+2a=0. …4分

所以圆心C到直线l的距离d==|1+a|. …6分

因为圆C被直线l截得的弦长为2,所以r2-d2=3.

即4-(1+a)2=3.解得a=0,或a=-2. …10分

D.选修4-5:不等式选讲

证明:因为a,b是正数,所以a2+4b2≥4ab. …2分

所以a2+4b2+≥4ab+≥2=4.

即a2+4b2+≥4.   …10分

解析

A、证明:因为CP与圆O相切,所以∠DPA=∠PBA.…2分           

因为AB为圆O直径,所以∠APB=90°,

所以∠BAP=90°-∠PBA.…6分                           

因为AD⊥CP,所以∠DAP=90°-∠DPA,

所以∠DAP=∠BAP.  …10分 

B.选修4-2:矩阵与变换

解:(1)设点P(x,y)为圆C:x2+y2=1上任意一点,经过矩阵A变换后对应点为P′(x′,y′)

==,所以. …2分

因为点P′(x′,y′)在椭圆E:=1上,

所以,这个方程即为圆C方程. …6分

所以,因为a>0,b>0,所以a=2,b=.       …8分

(2)由(1)得A=,所以,所以A-1=.  …10分

C.选修4-4:坐标系与参数方程

解:因为圆C的直角坐标方程为(x-2) 2+y2=4,直线l的直角坐标方程为x-y+2a=0. …4分

所以圆心C到直线l的距离d==|1+a|. …6分

因为圆C被直线l截得的弦长为2,所以r2-d2=3.

即4-(1+a)2=3.解得a=0,或a=-2. …10分

D.选修4-5:不等式选讲

证明:因为a,b是正数,所以a2+4b2≥4ab. …2分

所以a2+4b2+≥4ab+≥2=4.

即a2+4b2+≥4.   …10分

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题型:简答题
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简答题

已知线性变换τ:对应的矩阵为T,向量=().

(Ⅰ)求矩阵T的逆矩阵T-1

(Ⅱ)若向量在τ作用下变为向量,求向量

正确答案

解:(Ⅰ)依题意T=,所以=4,

所以T-1=.----------(3分)

(Ⅱ)由T=,得=T-1==.----------(7分)

解析

解:(Ⅰ)依题意T=,所以=4,

所以T-1=.----------(3分)

(Ⅱ)由T=,得=T-1==.----------(7分)

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题型:简答题
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简答题

已知矩阵A=

(1)求A的逆矩阵A-1

(2)求A的特征值及对应的特征向量.

正确答案

解:(1)∵矩阵A=

∴矩阵A对应的行列式=1×3-2×4=-5≠0,

∴矩阵A可逆,

∴A-1=

∴A-1=

(2)A的特征多项式:

f(λ)=

=(λ-1)(λ-3)-8

2-4λ-5,

令f(λ)=0,得:

λ=5或λ=-1; 

当λ=5时,

得特征向量

当λ=-1时,

得特征向量

解析

解:(1)∵矩阵A=

∴矩阵A对应的行列式=1×3-2×4=-5≠0,

∴矩阵A可逆,

∴A-1=

∴A-1=

(2)A的特征多项式:

f(λ)=

=(λ-1)(λ-3)-8

2-4λ-5,

令f(λ)=0,得:

λ=5或λ=-1; 

当λ=5时,

得特征向量

当λ=-1时,

得特征向量

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题型:填空题
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填空题

选修4-2:矩阵与变换

设矩阵

(I)若a=2,b=3,求矩阵M的逆矩阵M-1

(Ⅱ)若曲线C:x2+4xy+2y2=1在矩阵M的作用下变换成曲线C‘:x2-2y2=1,求a+b的值.

正确答案

解析

解:(I)若a=2,b=3,则,∴|M|==-5

故所求的逆矩阵M-1=.…(4分)

(II)设曲线C上任意一点P(x,y),它在矩阵M所对应的线性变换作用下得到点P‘(x',y'),

=

,…(5分)

又点P'(x',y')在曲线C'上,所以x'2-2y'2=1,则(x+ay)2-2(bx+y)2=1,

即(1-2b2)x2+(2a-4b)xy+(a2-2)y2=1为曲线C的方程,

又已知曲线C的方程为x2+4xy+2y2=1,

比较系数可得,解得b=0,a=2,

∴a+b=2.…(7分)

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题型:简答题
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简答题

已知矩阵,点A(1,0)在矩阵M对应变换作用下变为A‘(1,2),求矩阵M的逆矩阵M-1

正确答案

解:由题意得=

∴M-1=

解析

解:由题意得=

∴M-1=

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题型:填空题
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填空题

设矩阵A=

①求矩阵A的逆矩阵A-1

②若曲线C在矩阵A-1D的作用下变为曲线C:′x2-y2=1,求曲线C的方程.

正确答案

解析

解:①矩阵A=的行列式为=-1,

所以A-1=

②设曲线C上任一点P(x,y)在矩阵A-1对应的变换作用后变为曲线C′上一点Q(x′,y′),

==

从而                     

因为点Q在曲线C′上,所以x′2-y′2=1,即(-3x+2y)2-(2x-y)2=1,

从而5x2-8xy+3y2=1.

所以曲线C的方程为5x2-8xy+3y2=1.

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题型:简答题
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简答题

已知矩阵A=对应的变换把曲线y=sinx变为曲线y=sin2x

(1)求矩阵A;

(2)若矩阵B=,求AB的逆矩阵.

正确答案

解:(1)把曲线y=sinx变为曲线y=sin2x,横坐标变为原来的倍,纵坐标不变,

所以A=

(2)AB==

行列式为=2,

所以AB的逆矩阵为

解析

解:(1)把曲线y=sinx变为曲线y=sin2x,横坐标变为原来的倍,纵坐标不变,

所以A=

(2)AB==

行列式为=2,

所以AB的逆矩阵为

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题型:简答题
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简答题

设矩阵M是把坐标平面上的点的横坐标伸长到原来的3倍,纵坐标伸长到原来的2倍的伸压变换矩阵.

(1)求逆矩阵M-1

(2)求椭圆在矩阵M-1作用下变换得到的新曲线的方程.

正确答案

解:(1).(5分)

(2)任意选取椭圆上的一点P(x0,y0),它在矩阵

对应的变换下变为P‘(x0′,y0′),则有,故

又因为点P在椭圆上,所以,即有

因此x0'2+y0'2=1.

从而椭圆在M-1的作用下的新曲线的方程为x2+y2=1.(10分)

解析

解:(1).(5分)

(2)任意选取椭圆上的一点P(x0,y0),它在矩阵

对应的变换下变为P‘(x0′,y0′),则有,故

又因为点P在椭圆上,所以,即有

因此x0'2+y0'2=1.

从而椭圆在M-1的作用下的新曲线的方程为x2+y2=1.(10分)

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题型:简答题
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简答题

(选修4-2:矩阵与变换)

已知矩阵A的逆矩阵A-1=,求矩阵A.

正确答案

解:设,则由AA-1=E得

解得所以.(10分)

解析

解:设,则由AA-1=E得

解得所以.(10分)

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