- 矩阵与变换
- 共736题
设矩阵,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,则矩阵Mn=______.(n∈N*)
正确答案
解析
解: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'),则
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,…(5分)
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.
∴Mn=.
故答案为:.
已知矩阵M=,N=
(Ⅰ)求矩阵MN;
(Ⅱ)若点P(0,1)在矩阵MN对应的线性变换作用下得到点P′,求P′的坐标?
正确答案
解:(Ⅰ)∵M=,N=
∴矩阵MN==
;
(Ⅱ)设P′(x,y),则=
=
,
∴P′(0,-1).
解析
解:(Ⅰ)∵M=,N=
∴矩阵MN==
;
(Ⅱ)设P′(x,y),则=
=
,
∴P′(0,-1).
已知在一个二阶矩阵M的变换作用下,点A(2,-1)变成了点A′(3,-4),点B(-1,2)变成了点B(0,5),求矩阵M.
正确答案
解:设该二阶矩阵为M=,
由题意得=
,
=
,
所以,
解得,a=2,b=1,c=-1,d=2.
即 .
解析
解:设该二阶矩阵为M=,
由题意得=
,
=
,
所以,
解得,a=2,b=1,c=-1,d=2.
即 .
(1)选修4-2:矩阵与变换
已知向量在矩阵M=
变换下得到的向量是
.
(Ⅰ)求m的值;
(Ⅱ)求曲线y2-x+y=0在矩阵M-1对应的线性变换作用下得到的曲线方程.
(2)选修4-4:极坐标与参数方程
在直角坐标平面内,以坐标原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点M的极坐标为(4,
),曲线C的参数方程为
(α为参数).
(Ⅰ)求直线OM的直角坐标方程;
(Ⅱ)求点M到曲线C上的点的距离的最小值.
(3)选修4-5:不等式选讲
设实数a、b满足2a+b=9.
(Ⅰ)若|9-b|+|a|<3,求a的取值范围;
(Ⅱ)若a,b>0,且z=a2b,求z的最大值.
正确答案
(1)解:(Ⅰ)因为
=
,
所以,=
,即 m=1.…(3分)
(Ⅱ)因为M=,所以 M-1=
.…(4分)
设曲线 y2-x+y=0上任意一点(x,y)在矩阵M-1所对应的线性变换作用下的像是(x′,y′),
由 =
=
,…(5分)
所以 得
代入曲线 y2-x+y=0得 y′2=x′.…(6分)
由 (x,y)的任意性可知,
曲线 y2-x+y=0在矩阵 M-1对应的线性变换作用下的曲线方程为 y2=x.…(7分)
(2)解:(Ⅰ)由点M的极坐标为(4,
)得点M的直角坐标为(4,4),
所以直线OM的直角坐标方程为y=x.…(3分)
(Ⅱ)由曲线C的参数方程 (α为参数)
化为普通方程为 (x-1)2+y2=2,…(5分)
圆心为A(1,0),半径为r=.
由于点M在曲线C外,故点M到曲线C上的点的距离最小值为MA-r=5-.…(7分)
(3)解:(Ⅰ)由2a+b=9得9-b=2a,即|6-b|=2|a|.
所以|9-b|+|a|<3可化为3|a|<3,即|a|<1,解得-1<a<1.
所以a的取值范围(-1,1).…(4分)
(Ⅱ)因为a,b>0,所以 z=a2 b=a•a•b≤=33=27,…(6分)
当且仅当a=b=3时,等号成立. 故z的最大值为27.…(7分)
解析
(1)解:(Ⅰ)因为
=
,
所以,=
,即 m=1.…(3分)
(Ⅱ)因为M=,所以 M-1=
.…(4分)
设曲线 y2-x+y=0上任意一点(x,y)在矩阵M-1所对应的线性变换作用下的像是(x′,y′),
由 =
=
,…(5分)
所以 得
代入曲线 y2-x+y=0得 y′2=x′.…(6分)
由 (x,y)的任意性可知,
曲线 y2-x+y=0在矩阵 M-1对应的线性变换作用下的曲线方程为 y2=x.…(7分)
(2)解:(Ⅰ)由点M的极坐标为(4,
)得点M的直角坐标为(4,4),
所以直线OM的直角坐标方程为y=x.…(3分)
(Ⅱ)由曲线C的参数方程 (α为参数)
化为普通方程为 (x-1)2+y2=2,…(5分)
圆心为A(1,0),半径为r=.
由于点M在曲线C外,故点M到曲线C上的点的距离最小值为MA-r=5-.…(7分)
(3)解:(Ⅰ)由2a+b=9得9-b=2a,即|6-b|=2|a|.
所以|9-b|+|a|<3可化为3|a|<3,即|a|<1,解得-1<a<1.
所以a的取值范围(-1,1).…(4分)
(Ⅱ)因为a,b>0,所以 z=a2 b=a•a•b≤=33=27,…(6分)
当且仅当a=b=3时,等号成立. 故z的最大值为27.…(7分)
已知关于x,y的二元一次方程组为=
﹒
(Ⅰ)若该方程组有唯一解,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若a=2,且该方程组存在非零解满足
=λ
,求λ的值﹒
正确答案
解:(Ⅰ)该方程组有唯一解,即=-a-4≠0,解得a≠-4.…(3分)
(Ⅱ)由题意可知当a=2时,λ即为矩阵的特征值.
由=λ2-λ-6=0,…(5分)
解得λ=3,λ=-2.…(7分)
解析
解:(Ⅰ)该方程组有唯一解,即=-a-4≠0,解得a≠-4.…(3分)
(Ⅱ)由题意可知当a=2时,λ即为矩阵的特征值.
由=λ2-λ-6=0,…(5分)
解得λ=3,λ=-2.…(7分)
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