- 矩阵与变换
- 共736题
(1)二阶矩阵M=;
(Ⅰ)求点A(1,2)在变换M-1作用下得到的点A′;
(Ⅱ)设直线l在变换M作用下得到了直线m:x-y=4,求l的方程.
正确答案
解:(Ⅰ)detM=1×4-2×3=-2;
∴;
向量在线性变换M-1作用下变为向量:
=
;
∴点A′的坐标为;
(Ⅱ)(x,y)为直线l上的点,在变换M作用下变成(x′,y′),则:
由得:
;
∵(x′,y′)为直线x-y=4上的点;
∴x′-y′=4;
∴(x+2y)-(3x+4y)=4;
整理得:x+y=-2;
即l的方程为x+y=-2.
解析
解:(Ⅰ)detM=1×4-2×3=-2;
∴;
向量在线性变换M-1作用下变为向量:
=
;
∴点A′的坐标为;
(Ⅱ)(x,y)为直线l上的点,在变换M作用下变成(x′,y′),则:
由得:
;
∵(x′,y′)为直线x-y=4上的点;
∴x′-y′=4;
∴(x+2y)-(3x+4y)=4;
整理得:x+y=-2;
即l的方程为x+y=-2.
二阶矩阵M有特征值λ=6,其对应的一个特征向量=
,并且矩阵M对应的变换将点(1,2)变换成点(8,4).
(Ⅰ)求矩阵M;
(Ⅱ)求矩阵M的另一个特征值及对应的一个特征向量.
正确答案
解:(Ⅰ)设M=,则由
=6
得
=
,
即a+b=c+d=6. …(1分)
由=
,得
,从而a+2b=8,c+2d=4. …(2分)
由a+b=6及a+2b=8,解得a=4,b=2;
由c+d=6及c+2d=4,解得c=8,d=-2,
所以M=;…(3分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知矩阵M的特征多项式为…(4分)
令f(λ)=0,得矩阵M的特征值为6与-4. …(5分)
当λ=-4时,
故矩阵M的属于另一个特征值-4的一个特征向量为. …(6分)
解析
解:(Ⅰ)设M=,则由
=6
得
=
,
即a+b=c+d=6. …(1分)
由=
,得
,从而a+2b=8,c+2d=4. …(2分)
由a+b=6及a+2b=8,解得a=4,b=2;
由c+d=6及c+2d=4,解得c=8,d=-2,
所以M=;…(3分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知矩阵M的特征多项式为…(4分)
令f(λ)=0,得矩阵M的特征值为6与-4. …(5分)
当λ=-4时,
故矩阵M的属于另一个特征值-4的一个特征向量为. …(6分)
如图,单位正方形OABC在二阶矩阵T的作用下,变成菱形OA1B1C1.
(1)求矩阵T;
(2)设双曲线F:x2-y2=1在矩阵T对应的变换作用下得到曲线F′,求曲线F′的方程.
正确答案
解:(1)设T=,
由=
,解得
…(3分)
由=
,解得
所以T=. …(7分)
(2)设曲线F上任意一点P(x,y)在矩阵T对应的变换作用下变为P′(x′,y′),则
=
,即
,所以
…(9分)
因为x2-y2=1,
所以(2x´-y´)2-(2y´-x´)2=9,即x´2-y´2=3,…(12分)
故曲线F´的方程为x2-y2=3.…(14分)
解析
解:(1)设T=,
由=
,解得
…(3分)
由=
,解得
所以T=. …(7分)
(2)设曲线F上任意一点P(x,y)在矩阵T对应的变换作用下变为P′(x′,y′),则
=
,即
,所以
…(9分)
因为x2-y2=1,
所以(2x´-y´)2-(2y´-x´)2=9,即x´2-y´2=3,…(12分)
故曲线F´的方程为x2-y2=3.…(14分)
在平面直角坐标系xoy中,已知A(0,0),B(2,0),C(2,2),D(0,2),先将正方形ABCD绕原点逆时针旋转90°,再将所得图形的纵坐标压缩为原来的一半,横坐标不变,求连续两次变换所对应的矩阵M.
正确答案
解:设将正方形ABCD绕原点逆时针旋转90°所对应的矩阵为A,
则A==
,
设将所得图形的纵坐标压缩为原来的一半,横坐标不变所对应的矩阵为B,则B=,
∴连续两次变换所对应的矩阵M=BA==
.
解析
解:设将正方形ABCD绕原点逆时针旋转90°所对应的矩阵为A,
则A==
,
设将所得图形的纵坐标压缩为原来的一半,横坐标不变所对应的矩阵为B,则B=,
∴连续两次变换所对应的矩阵M=BA==
.
如图,向量
和
被矩阵M作用后分别变成
和
,
(Ⅰ)求矩阵M;
(Ⅱ)并求y=sin(x+)在M作用后的函数解析式.
正确答案
解:(Ⅰ)设M=,
∵,
矩阵M作用后分别变成
=(2,2),
=(2,4),
∴用待定系数求得M=;
(Ⅱ)∵M=,
∴,解得
,
再坐标转移法得y′=2sin(+
)
解析
解:(Ⅰ)设M=,
∵,
矩阵M作用后分别变成
=(2,2),
=(2,4),
∴用待定系数求得M=;
(Ⅱ)∵M=,
∴,解得
,
再坐标转移法得y′=2sin(+
)
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