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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M=不存在逆矩阵,求实数x的值及矩阵M的特征值.

正确答案

解:由题意,矩阵M的行列式=0,解得x=5,…(4分)

矩阵M=的特征多项式=(λ-5)(λ-6)-(-5)×(-6),…(8分)

令f(λ)=0并化简得λ2-11λ=0,

解得λ=0或λ=11,

所以矩阵M的特征值为0和11.…(10分)

解析

解:由题意,矩阵M的行列式=0,解得x=5,…(4分)

矩阵M=的特征多项式=(λ-5)(λ-6)-(-5)×(-6),…(8分)

令f(λ)=0并化简得λ2-11λ=0,

解得λ=0或λ=11,

所以矩阵M的特征值为0和11.…(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=

(Ⅰ)求矩阵A的逆矩阵B;

(Ⅱ)若直线l经过矩阵B变换后的直线方程为7x-3y=0,求直线l的方程.

正确答案

解:(I)∵=(-2)(-)-1×=-≠0,∴B==

(II)任取直线l上一点P(x,y),

经矩阵B变换后点为P′(x′,y′),则有 =

,又7x‘-3y'=0,则7(x+2y)-3(3x+4y)=0,x-y=0.

即直线l的方程为x-y=0.

解析

解:(I)∵=(-2)(-)-1×=-≠0,∴B==

(II)任取直线l上一点P(x,y),

经矩阵B变换后点为P′(x′,y′),则有 =

,又7x‘-3y'=0,则7(x+2y)-3(3x+4y)=0,x-y=0.

即直线l的方程为x-y=0.

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题型:简答题
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简答题

已知矩阵A=的逆矩阵B=

(Ⅰ)求矩阵A的逆矩阵;

(Ⅱ)若矩阵X满足AX=B,求矩阵X.

正确答案

解:(Ⅰ)|A|=-1,所以A-1=-------------------------(3分)

(Ⅱ)-----(7分)

解析

解:(Ⅰ)|A|=-1,所以A-1=-------------------------(3分)

(Ⅱ)-----(7分)

1
题型:简答题
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简答题

已知矩阵,求满足AX=B的二阶矩阵X.

正确答案

设 X=,则AX==

又AX=B=

,解得

故X=

解析

设 X=,则AX==

又AX=B=

,解得

故X=

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题型:填空题
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填空题

已知矩阵A=的逆矩阵是______

正确答案

解析

解:矩阵的行列式为 =1,

∴矩阵A的逆矩阵A-1=.…(4分)

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

若圆C:x2+y2=1在矩阵A=(a>0,b>0)对应的变换下变成椭圆E:+=1.

(Ⅰ)求a,b的值;

(Ⅱ)判断矩阵A是否可逆,如果可逆,求矩阵A的逆矩阵A-1,如不可逆,说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)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

因为点P'(x',y')在椭圆E:上,所以,…(2分)

又圆方程为x2+y2=1,故,即

又a>0,b>0,所以a=2,.…(4分)

(Ⅱ),因为,所以矩阵A可逆,…(5分)

所以…(7分)

解析

解:(Ⅰ)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

因为点P'(x',y')在椭圆E:上,所以,…(2分)

又圆方程为x2+y2=1,故,即

又a>0,b>0,所以a=2,.…(4分)

(Ⅱ),因为,所以矩阵A可逆,…(5分)

所以…(7分)

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题型:简答题
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简答题

有(1)、(2)、(3)三个选考题,每题7分,请考生任选2题作答,满分14分.如果多做,则按所做的前两题记分.

(1)选修4-2:矩阵与变换

已知点A(1,0),B(2,2),C(3,0),矩阵M表示变换”顺时针旋转45°”.

(Ⅰ)写出矩阵M及其逆矩阵M-1

(Ⅱ)请写出△ABC在矩阵M-1对应的变换作用下所得△A1B1C1的面积.

(2)选修4-4:坐标系与参数方程

过P(2,0)作倾斜角为α的直线l与曲线E:(θ为参数)交于A,B两点.

(Ⅰ)求曲线E的普通方程及l的参数方程;

(Ⅱ)求sinα的取值范围.

(3)(选修4-5 不等式证明选讲)

已知正实数a、b、c满足条件a+b+c=3,

(Ⅰ)求证:

(Ⅱ)若c=ab,求c的最大值.

正确答案

(1)解:(Ⅰ)M==

∵矩阵M表示变换“顺时针旋转45°”

∴矩阵M-1表示变换“逆时针旋转45°”

∴M-1==

(Ⅱ)三角形ABC的面积S△ABC=×(3-1)×2=2,

由于△ABC在旋转变换下所得△A1B1C1与△ABC全等,故三角形的面积不变,即S△A1B1C1=2.

(2)解:(Ⅰ)曲线E的普通方程为x2+2y2=1

L的参数方程为(t为参数)                       

(Ⅱ)将L的参数方程代入由线E的方程得(1+sin2α)t2+(4cosα)t+3=0

由△=(4cosα)2-4(1+sin2α)×3≥0得

(3)(Ⅰ)证明:由柯西不等式得

代入已知a+b+c=3,∴

当且仅当a=b=c=1,取等号.

(Ⅱ)由,若c=ab,则

所以,c≤1,当且仅当a=b=1时,c有最大值1.

解析

(1)解:(Ⅰ)M==

∵矩阵M表示变换“顺时针旋转45°”

∴矩阵M-1表示变换“逆时针旋转45°”

∴M-1==

(Ⅱ)三角形ABC的面积S△ABC=×(3-1)×2=2,

由于△ABC在旋转变换下所得△A1B1C1与△ABC全等,故三角形的面积不变,即S△A1B1C1=2.

(2)解:(Ⅰ)曲线E的普通方程为x2+2y2=1

L的参数方程为(t为参数)                       

(Ⅱ)将L的参数方程代入由线E的方程得(1+sin2α)t2+(4cosα)t+3=0

由△=(4cosα)2-4(1+sin2α)×3≥0得

(3)(Ⅰ)证明:由柯西不等式得

代入已知a+b+c=3,∴

当且仅当a=b=c=1,取等号.

(Ⅱ)由,若c=ab,则

所以,c≤1,当且仅当a=b=1时,c有最大值1.

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题型:填空题
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填空题

设矩阵的逆矩阵为,a+b+c+d=______

正确答案

0

解析

解:∵矩阵矩阵的逆矩阵为

=

∴a+b+c+d==0

故答案为:0

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题型:填空题
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填空题

设矩阵[]的逆矩阵为[],则a+b+c+d=______

正确答案

0

解析

解:∵矩阵[]的逆矩阵为[],

∴[][]=

∴a+b+c+d=0

故答案为:0

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题型:填空题
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填空题

矩阵的逆矩阵是______

正确答案

解析

解:设矩阵的逆矩阵是:

则:=

∴-c=1,-d=0,a=0,b=1,

=

∴矩阵的逆矩阵是:

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

已知a,b∈R,若M=所对应的变换TM把直线L:2x-y=3变换为自身,求实数a,b,并求M的逆矩阵.

正确答案

解:设P(x,y)为直线2x-y=3上任意一点其在M的作用下变为(x‘,y')

代入2x-y=3得:-(b+2)x+(2a-3)y=3其与2x-y=3完全一样.

故得

则矩阵 又因为MM1=E

解析

解:设P(x,y)为直线2x-y=3上任意一点其在M的作用下变为(x‘,y')

代入2x-y=3得:-(b+2)x+(2a-3)y=3其与2x-y=3完全一样.

故得

则矩阵 又因为MM1=E

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题型:简答题
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简答题

已知是矩阵A=的一个特征向量.

(Ⅰ)求m的值和向量相应的特征值;

(Ⅱ)若矩阵B=,求矩阵B-1A.

正确答案

解:(Ⅰ)根据题意,可知存在实数λ(λ≠0),

使得

又因为k≠0,所以

所以m=0,特征向量相应的特征值为1;

(Ⅱ)因为|B|=3×1-2×2=-1,

所以B-1=

因此阵B-1A==

解析

解:(Ⅰ)根据题意,可知存在实数λ(λ≠0),

使得

又因为k≠0,所以

所以m=0,特征向量相应的特征值为1;

(Ⅱ)因为|B|=3×1-2×2=-1,

所以B-1=

因此阵B-1A==

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题型:简答题
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简答题

已知矩阵A=,B=,求矩阵A-1B.

正确答案

解:∵≠0,

从而A的逆矩阵为A-1=.      …(7分)

所以A-1B==.                        …(10分)

解析

解:∵≠0,

从而A的逆矩阵为A-1=.      …(7分)

所以A-1B==.                        …(10分)

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题型:简答题
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简答题

本题设有(1)、(2)、(3)三个选考题,每题7分,请考生任选2题作答,满分14分,如果多做,则按所做的前两题计分,作答时,先用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑,并将所选题号填入括号中.

(1)选修4-2:矩阵与变换

设矩阵 (其中a>0,b>0).

(Ⅰ)若a=2,b=3,求矩阵M的逆矩阵M-1

(Ⅱ)若曲线C:x2+y2=1在矩阵M所对应的线性变换作用下得到曲线C′:,求a,b的值.

(2)(本小题满分7分)选修4-4:坐标系与参数方程

在直接坐标系xOy中,直线l的方程为x-y+4=0,曲线C的参数方程为

(Ⅰ)已知在极坐标(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,点P的极坐标为(4,),判断点P与直线l的位置关系;

(Ⅱ)设点Q是曲线C上的一个动点,求它到直线l的距离的最小值.

(3)(本小题满分7分)选修4-5:不等式选讲

设不等式|2x-1|<1的解集为M.

(Ⅰ)求集合M;

(Ⅱ)若a,b∈M,试比较ab+1与a+b的大小.

正确答案

(1)解:(Ⅰ)∵

将a=2,b=3代入即得:

(Ⅱ)设出曲线C:x2+y2=1任意一点为(x0,y0)经矩阵M所对应的线性变换作用下得到的点为(x,y),

∵M(x0,y0)=(x,y)

将之代入得:

∵a>0,b>0

(2)(Ⅰ)解∵P的极坐标为(4,),

∴P的直角坐标为(0,4)

∵直线l的方程为x-y+4=0

∴(0,4)在直线l上

(Ⅱ)∵曲线C的参数方程为,直线l的方程为x-y+4=0

设曲线C的到直线l的距离为d

则d==

∵2sin()∈[-2,2]

∴d的最小值为

(3)(Ⅰ)解:∵|2x-1|<1

∴-1<2x-1<1

即0<x<1

即M为{x|0<x<1}

(Ⅱ)∵a,b∈M

∴a-1<0.b-1<0

∴(b-1)(a-1)>0

∴(ab+1)-(a+b)=a(b-1)+(1-b)=(b-1)(a-1)>0

即(ab+1)>(a+b)

解析

(1)解:(Ⅰ)∵

将a=2,b=3代入即得:

(Ⅱ)设出曲线C:x2+y2=1任意一点为(x0,y0)经矩阵M所对应的线性变换作用下得到的点为(x,y),

∵M(x0,y0)=(x,y)

将之代入得:

∵a>0,b>0

(2)(Ⅰ)解∵P的极坐标为(4,),

∴P的直角坐标为(0,4)

∵直线l的方程为x-y+4=0

∴(0,4)在直线l上

(Ⅱ)∵曲线C的参数方程为,直线l的方程为x-y+4=0

设曲线C的到直线l的距离为d

则d==

∵2sin()∈[-2,2]

∴d的最小值为

(3)(Ⅰ)解:∵|2x-1|<1

∴-1<2x-1<1

即0<x<1

即M为{x|0<x<1}

(Ⅱ)∵a,b∈M

∴a-1<0.b-1<0

∴(b-1)(a-1)>0

∴(ab+1)-(a+b)=a(b-1)+(1-b)=(b-1)(a-1)>0

即(ab+1)>(a+b)

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题型:简答题
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简答题

本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在答题卡指定区域内作答,

若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

A.选修4-1:几何证明选讲

如图,半径分别为R,r(R>r>0)的两圆⊙O,⊙O1内切于点T,P是外圆⊙O上任意一点,连PT交⊙O1于点M,PN与内圆⊙O1相切,切点为N.求证:PN:PM为定值.

B.选修4-2:矩阵与变换

已知矩阵M=

(1)求矩阵M的逆矩阵;

(2)求矩阵M的特征值及特征向量;

C.选修4-2:矩阵与变换

在平面直角坐标系x0y中,求圆C的参数方程为为参数r>0),以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为.若直线l与圆C相切,求r的值.

D.选修4-5:不等式选讲

已知实数a,b,c满足a>b>c,且a+b+c=1,a2+b2+c2=1,求证:

正确答案

解:A.作两圆的公切线TQ,连接OP,O1M,

则PN2=PM•PT,所以.…(3分)

由弦切角定理知,∠POT=2∠PTQ,∠MO1T=2∠PTQ,于是∠POT=∠MO1T,

所以OP∥O1M,…(6分)

所以,所以,…(8分)

所以为定值.   …(10分)

B.(1).…(4分)

(2)矩阵A的特征多项式为

令f(λ)=0,得矩阵M的特征值为1或5,…(6分)

当λ=1时 由二元一次方程得x+y=0,令x=1,则y=-1,

所以特征值λ=1对应的特征向量为.…(8分)

当λ=5时 由二元一次方程得3x-y=0,令x=1,则y=3,

所以特征值λ=5对应的特征向量为.…(10分)

C.将直线l的极坐标方程化为直角坐标方程得:x-y-4=0,…(3分)

将圆C的参数方程化为普通方程得:(x+1)2+y2=r2,…(6分)

由题设知:圆心C(-1,0)到直线l的距离为r,即

即r的值为.…(10分)

D.因为a+b=1-c,ab==c2-c,…(3分)

所以a,b是方程x2-(1-c)x+c2-c=0的两个不等实根,

则△=(1-c)2-4(c2-c)>0,得-<c<1,…(5分)

而(c-a)(c-b)=c2-(a+b)c+ab>0,

即c2-(1-c)c+c2-c>0,得c<0,或c>,…(8分)

又因为a>b>c,所以c<0.所以-<c<0,即1<a+b<.   …(10分)

解析

解:A.作两圆的公切线TQ,连接OP,O1M,

则PN2=PM•PT,所以.…(3分)

由弦切角定理知,∠POT=2∠PTQ,∠MO1T=2∠PTQ,于是∠POT=∠MO1T,

所以OP∥O1M,…(6分)

所以,所以,…(8分)

所以为定值.   …(10分)

B.(1).…(4分)

(2)矩阵A的特征多项式为

令f(λ)=0,得矩阵M的特征值为1或5,…(6分)

当λ=1时 由二元一次方程得x+y=0,令x=1,则y=-1,

所以特征值λ=1对应的特征向量为.…(8分)

当λ=5时 由二元一次方程得3x-y=0,令x=1,则y=3,

所以特征值λ=5对应的特征向量为.…(10分)

C.将直线l的极坐标方程化为直角坐标方程得:x-y-4=0,…(3分)

将圆C的参数方程化为普通方程得:(x+1)2+y2=r2,…(6分)

由题设知:圆心C(-1,0)到直线l的距离为r,即

即r的值为.…(10分)

D.因为a+b=1-c,ab==c2-c,…(3分)

所以a,b是方程x2-(1-c)x+c2-c=0的两个不等实根,

则△=(1-c)2-4(c2-c)>0,得-<c<1,…(5分)

而(c-a)(c-b)=c2-(a+b)c+ab>0,

即c2-(1-c)c+c2-c>0,得c<0,或c>,…(8分)

又因为a>b>c,所以c<0.所以-<c<0,即1<a+b<.   …(10分)

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百度题库 > 高考 > 数学 > 变换的复合与二阶矩阵的乘法

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