- 矩阵与变换
- 共736题
(选做题)在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
(B)(选修4-2:矩阵与变换)
二阶矩阵M有特征值λ=8,其对应的一个特征向量e=,并且矩阵M对应的变换将点(-1,2)变换成点(-2,4),求矩阵M2.
(C)(选修4-4:坐标系与参数方程)
已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x轴的正半轴重合,曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,直线l的参数方程为(t为参数,t∈R).试在曲线C上一点M,使它到直线l的距离最大.
正确答案
(B)设M=,则由
=
,得
,
即a+b=8,c+d=8.
由=
,得
=
,
从而-a+2b=-2,-c+2d=4.
由a+b=8,-a+2b=-2,c+d=8,-c+2d=4解得a=6,b=2,c=4,d=4
∴M=,M2=
=
.
(C)由曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,
可得C的普通方程是x2+3y2=3,
即+y2=1.
由直线l的参数方程为(t为参数,t∈R)消去参数td得
直线l的普通方程是x+y-
=0.
设点M的坐标是(cosθ,sinθ),则点M到直线l的距离是
d==
.
当sin(θ+)=-1时,
即θ+=2kπ+
,k∈Z,解得θ=2kπ+
,k∈Zd取得最大值,
此时cosθ=-
,sinθ=-
,
综上,点M的坐标是(-,-
)时,M到直线l的距离最大.
(1)选修4-2矩阵与变换:
已知矩阵M=,其中a∈R,若点P(1,-2)在矩阵M的变换下得到点P′(-4,0).
①求实数a的值;
②求矩阵M的特征值及其对应的特征向量.
(2)选修4-4参数方程与极坐标:
已知曲线C的极坐标方程是ρ=4cosθ.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线l的参数方程是(t是参数).若l与C相交于AB两点,且AB=
.
①求圆的普通方程,并求出圆心与半径;
②求实数m的值.
正确答案
(1)①∵点P(1,-2)在矩阵M的变换下得到点P′(-4,0).
∴=
,∴2-2a=-4,∴a=3.(3分)
②由①知M=,则矩阵M的特征多项式为f(λ)=|
|=λ2-3λ-4(5分)
令f(λ)=0,得矩阵M的特征值为-1与4.(6分)
当λ=-1时,∵,∴x+y=0
∴矩阵M的属于特征值-1的一个特征向量为; (8分)
当λ=4时,∵,∴2x-3y=0
∴矩阵M的属于特征值4的一个特征向量为. (10分)
(2)①曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程为x2+y2-4x=0,圆心坐标为(2,0),半径R=2.
②直线l的普通方程为y=x-m,则圆心到直线l的距离d==
所以=
,可得|m-2|=1,解得m=1或m=3.
(1)选修4-2:矩阵与变换
已知矩阵A=,若矩阵A属于特征值6的一个特征向量为
=
,属于特征值1的一个特征向量为
=
,求矩阵A.
(2)选修4-4:坐标与参数方程
以直角坐标系的原点为极点,x轴正半轴为极轴,并在两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l的极坐标方程为psin(θ-)=6,圆C的参数方程为
,(θ为参数),求直线l被圆C截得的弦长.
(3)选修4-5:不等式选讲
已知实数a,b,c,d满足a+b+c+d=3,a2+2b2+3c2+6d2=5试求a的最值.
正确答案
(1)依题意得,即
所以解得
∴A=
(2)由ρsin(θ-)=ρ(
sinθ-
cosθ)=6,∴y-
x=12
将圆的参数方程化为普通方程为x2+y2=10圆心为C(0,0),半径为10.
∴点C到直线的距离为d==6,
直线l被圆截得的弦长为2=16
(3)由柯西不等式得,有(2b2+3c2+6d2)(+
+
)≥(b+c+d)2
即2b2+3c2+6d2≥(b+c+d)2,由条件可得,5-a2≥(3-a)2
解得,1≤a≤2,代入b=1,c=,d=
时,amax=2;b=1,c=
,d=
时,amin=1
若三条直线ax+y+3=0,x+y+2=0和2x-y+1=0相交于一点,则行列式的值为______.
正确答案
解方程组得交点坐标为(-1,-1),
代入ax+y+3=0,得a=2.
行列式=2+4-3-6+4-1=0.
故答案为:0.
选修4-2:矩阵与变换
已知矩阵M=对应的变换将点A(1,1)变为A′(0,2),将曲线C:xy=1变为曲线C′.
(1)求实数a,b的值;
(2)求曲线C′的方程.
正确答案
(1)由已知得M=
,即
=
,∴
∴.
(2)设点P(x',y')是曲线C:xy=1上的任意一点,变换后的点为P'(x,y)
则=
,即
,解得
,
因为x′y′=1,所以×
=1,即
-
=1.即曲线C′的方程为
-
=1.
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