- 平面与圆锥面的截线
- 共736题
已知矩阵A=,B=
.
①计算AB;
②若矩阵B把直线l:x+y+2=0变为直线l′,求直线l′的方程.
正确答案
解:①由题意,AB==
②任取直线l:x+y+2=0上一点P(x,y)经矩阵B变换后点为P′(x′,y′),
则有 从而
代入 x+y+2=0得x′+3y′+2=0
∴直线l‘的方程x+3y+2=0.
解析
解:①由题意,AB==
②任取直线l:x+y+2=0上一点P(x,y)经矩阵B变换后点为P′(x′,y′),
则有 从而
代入 x+y+2=0得x′+3y′+2=0
∴直线l‘的方程x+3y+2=0.
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及其逆阵M-1;
(Ⅱ)请求出△ABC在矩阵M下所得△A1B1C1的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)
∵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°”
∴
(Ⅱ)三角形ABC的面积,
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.
解析
解:(Ⅰ)
∵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°”
∴
(Ⅱ)三角形ABC的面积,
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.
某同学做了一个数字信号模拟传送器,经过10个环节,把由数字0,1构成的数字信号由发生端传到接受端.已知每一个环节会把1错转为0的概率为0.3,把0错转为1的概率为0.2,若发出的数字信号中共有10000个1,5000个0.问:
(1)从第1个环节转出的信号中0,1各有多少个?
(2)最终接受端收到的信号中0,1个数各是多少?(精确到十位)
(3)该同学为了完善自己的仪器,决定在接受端前加一个修正器,把得到的1和0分别以一定的概率转换为0和1,则概率分别等于多少时,才能在理论上保证最终接受到的0和1的个数与发出的信号同.
正确答案
解:(1)从第1个环节转出的信号中,0的个数为:
10000×0.3+5000×0.8=7000(个)
1的个数为:10000×0.7+5000×0.2=8000(个)
(2)数字错转的转移矩阵为A=,1和0的个数对应列矩阵
,
于是最终接受端收到的信号中1,0个数对应矩阵A10,
矩阵A的特征多项式为:=λ2-1.5λ+0.5=(λ-1)(λ-0.5)
令f(λ)=0,得到A的特征值为1或0.5,将1代入方程组
解得3x-2y=0,不妨设x=2,于是得到矩阵A的属于特征值1的一个特征向量为.
同理,把λ=0.5代入上述方程组得x+y=0,不妨设x=1,可得矩阵A的属于特征值0.5的一个特征向量为.
又设=m
+n
,于是
,求得
,
所以A10=3000•110
+4000•0.510
=
≈
于是,最终接受端收到的信号中0约有9000个,1约有6000个
(3)设修正器的转移矩阵为B=(0<s<1,0<t<1),则由题意有
•
=
于是得到6s-9t+4=0∵0<s<1,0<t<1
∴可取s=,t=
也就是说1转为0的概率为,0转为1的概率为
.
注:第(3)问答案不惟一,只要满足方程6s-9t+4=0 (0<s<1,0<t<1)的s,t均可.
解析
解:(1)从第1个环节转出的信号中,0的个数为:
10000×0.3+5000×0.8=7000(个)
1的个数为:10000×0.7+5000×0.2=8000(个)
(2)数字错转的转移矩阵为A=,1和0的个数对应列矩阵
,
于是最终接受端收到的信号中1,0个数对应矩阵A10,
矩阵A的特征多项式为:=λ2-1.5λ+0.5=(λ-1)(λ-0.5)
令f(λ)=0,得到A的特征值为1或0.5,将1代入方程组
解得3x-2y=0,不妨设x=2,于是得到矩阵A的属于特征值1的一个特征向量为.
同理,把λ=0.5代入上述方程组得x+y=0,不妨设x=1,可得矩阵A的属于特征值0.5的一个特征向量为.
又设=m
+n
,于是
,求得
,
所以A10=3000•110
+4000•0.510
=
≈
于是,最终接受端收到的信号中0约有9000个,1约有6000个
(3)设修正器的转移矩阵为B=(0<s<1,0<t<1),则由题意有
•
=
于是得到6s-9t+4=0∵0<s<1,0<t<1
∴可取s=,t=
也就是说1转为0的概率为,0转为1的概率为
.
注:第(3)问答案不惟一,只要满足方程6s-9t+4=0 (0<s<1,0<t<1)的s,t均可.
某赛车场的路线中有A,B,C,D四个维修站如图所示.若维修站之间有路线直接连接(不经过其它维修站),则记为1;若没有直接路线连接,则记为0(A与A,B与B,C与C,D与D记0),现用矩阵表示这些维修站间路线连接情况为______.
正确答案
解析
解:AA记为0,AB记为1,AC记为1,AD记为0
BA记为1,BB记为0,BC记为1,BD记为1
CA记为1,CB记为1,CC记为0,CD记为1
DA记为0,DB记为1,DC记为1,DD记为1
∴用矩阵表示这些维修站间路线连接情况为
故答案为:
在平面直角坐标系中O为坐标原点,P(3,4),将向量绕原点顺时针方向旋转
,并将其长度伸长为原来的2倍的向量
,则点Q的坐标是( )
正确答案
解析
解:由题意可知向量所对应的复数=(3+4i)×2
=(3+4i)
=
.
由复数的几何意义可知:点Q的坐标是.
故选A.
将曲线xy=1绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,求所得曲线的方程.
正确答案
解:由题意,得旋转变换矩阵=
,
设xy=1上的任意点P‘(x',y')在变换矩阵M作用下为,
∴,得
将曲线xy=1绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,所得曲线的方程为.
解析
解:由题意,得旋转变换矩阵=
,
设xy=1上的任意点P‘(x',y')在变换矩阵M作用下为,
∴,得
将曲线xy=1绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,所得曲线的方程为.
方程组的增广矩阵是______.
正确答案
解析
解:由题意,方程组为 ,
故其增广矩阵为.
故答案为.
定义“矩阵”的一种运算•
,该运算的意义为点(x,y)在矩阵的变换下成点
.设矩阵A=
(1)已知点P在矩阵A的变换后得到的点Q的坐标为,试求点P的坐标;
(2)是否存在这样的直线:它上面的任一点经矩阵A变换后得到的点仍在该直线上?若存在,试求出所有这样的直线;若不存在,则说明理由.
正确答案
解:(1)设P(x,y)
由题意,有,
即P点的坐标为.
(2)假设存在这样的直线,因为平行坐标轴的直线显然不满足条件,
所以设直线方程为:y=kx+b(k≠0)
因为该直线上的任一点M(x,y),经变换后得到的点N()仍在该直线上
所以
即,其中y=kx+b(k≠0)
代入得对任意的x∈R恒成立
解之得
故直线方程为或
.
解析
解:(1)设P(x,y)
由题意,有,
即P点的坐标为.
(2)假设存在这样的直线,因为平行坐标轴的直线显然不满足条件,
所以设直线方程为:y=kx+b(k≠0)
因为该直线上的任一点M(x,y),经变换后得到的点N()仍在该直线上
所以
即,其中y=kx+b(k≠0)
代入得对任意的x∈R恒成立
解之得
故直线方程为或
.
已知实数a,b∈R,若所对应的变换TM把直线l:3x-2y=3变换为自身,试求实数a,b.
正确答案
解:设点P(x,y)是直线l:3x-2y=3上的一点,变换TM把点P变成点P′(x′,y′)
则有:
∴⇒点P′的坐标为(-x+ay,bx+3y)
根据题意点P′(-x+ay,bx+3y)在直线l:3x-2y=3上,
∴3(-x+ay)-2(bx+3y)=3
整理得:(-3-2b)x+(3a-6)y=3
∵变换TM把直线l:3x-2y=3变换为自身
∴-3-2b=3且3a-6=-2
∴a=,b=-3
解析
解:设点P(x,y)是直线l:3x-2y=3上的一点,变换TM把点P变成点P′(x′,y′)
则有:
∴⇒点P′的坐标为(-x+ay,bx+3y)
根据题意点P′(-x+ay,bx+3y)在直线l:3x-2y=3上,
∴3(-x+ay)-2(bx+3y)=3
整理得:(-3-2b)x+(3a-6)y=3
∵变换TM把直线l:3x-2y=3变换为自身
∴-3-2b=3且3a-6=-2
∴a=,b=-3
将函数y=-x2+x(e∈[0,1])的图象绕点M(1,0)顺时针旋转θ角 (0<θ<)得到曲线C,若曲线C仍是一个函数的图象,则角θ的最大值为______.
正确答案
解析
解:由题意,函数图象如图所示,函数在[0,
]上为增函数,在[
,1]上为减函数.
设函数在x=1处,切线斜率为k,则k=f‘(1)
∵f'(x)=-2x+1,
∴∴k=f'(1)=-1,可得切线的倾斜角为135°,
因此,要使旋转后的图象仍为一个函数的图象,旋转θ后的切线倾斜角最多为 90°,也就是说,最大旋转角为135°-90°=45°,即θ的最大值为45°即.
故答案为:.
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