- 矩阵与变换
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选修4-2:矩阵与变换
已知圆C:x2+y2=1在矩阵(a>0,b>0)对应的变换作用下变为椭圆
=1,求a,b的值.
正确答案
解:设P(x,y)为圆C上的任意一点,在矩阵A对应的变换下变为另一个点P‘(x',y'),
则 ,即
…(4分)
又因为点P'(x',y')在椭圆上,所以
.
由已知条件可知,x2+y2=1,所以 a2=9,b2=4.
因为 a>0,b>0,
所以 a=3,b=2. …(10分)
解析
解:设P(x,y)为圆C上的任意一点,在矩阵A对应的变换下变为另一个点P‘(x',y'),
则 ,即
…(4分)
又因为点P'(x',y')在椭圆上,所以
.
由已知条件可知,x2+y2=1,所以 a2=9,b2=4.
因为 a>0,b>0,
所以 a=3,b=2. …(10分)
已知直线l:4x-2y+5=0与x轴,y轴分别交于A,B两点,矩阵M=所对应的变换为TM(a,b∈R).
(1)求点A,B在TM作用下所得到的点A‘,B'的坐标;
(2)若变换TM把直线l变换为自身,求M.
正确答案
解:(1)A(0,),B(-
,0),设A′(m,n ),B′(m′,n′)
则
∴A′(),B′(
).
(2)在直线l上任取一点P(x,y),设点P在TM的变换下变为点P′(x′,y′),
则[][
]=[
],
,所以点P′(3x+ay,bx-y),
∵点P′在直线l上,∴4(3x+ay)-2(bx-y)+5=0,即(12-2b)x+(4a+2)y+5=0,
∵方程(12-2b)x+(4a+2)y+5=0即为直线l的方程4x-2y+5=0,
∴,解得
.
∴M=.
解析
解:(1)A(0,),B(-
,0),设A′(m,n ),B′(m′,n′)
则
∴A′(),B′(
).
(2)在直线l上任取一点P(x,y),设点P在TM的变换下变为点P′(x′,y′),
则[][
]=[
],
,所以点P′(3x+ay,bx-y),
∵点P′在直线l上,∴4(3x+ay)-2(bx-y)+5=0,即(12-2b)x+(4a+2)y+5=0,
∵方程(12-2b)x+(4a+2)y+5=0即为直线l的方程4x-2y+5=0,
∴,解得
.
∴M=.
在直角坐标平面内,曲线C的参数方程为(α为参数),经过变换
后曲线C变换为曲线C′
(1)以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,求曲线C′的极坐标方程;
(2)求证:直线与曲线C‘的交点在曲线C上.
正确答案
解:(1)把曲线C的参数方程为(α为参数),代入经过变换
后得,消去参数α得曲线C‘:(X-1)2+Y2=1,
即曲线C′是以(1,0)为圆心,1为半径的圆,故其极坐标方程为ρ=2cosθ.
(2)联立得,解得
或
,即两交点为
.
由曲线C的参数方程(α为参数),消去参数α得
.
把两交点为代入上述方程得:
,
,
可知该两点均在曲线C上.
解析
解:(1)把曲线C的参数方程为(α为参数),代入经过变换
后得,消去参数α得曲线C‘:(X-1)2+Y2=1,
即曲线C′是以(1,0)为圆心,1为半径的圆,故其极坐标方程为ρ=2cosθ.
(2)联立得,解得
或
,即两交点为
.
由曲线C的参数方程(α为参数),消去参数α得
.
把两交点为代入上述方程得:
,
,
可知该两点均在曲线C上.
将曲线y=cos6x按照伸缩变换后得到的曲线方程为( )
正确答案
解析
解:由伸缩变换得
,将此式代入曲线y=cos6x,得
,即y′=2cos2x′.
故选D.
我们用aij(1≤i≤n,1≤j≤n,i,j,n∈N*)表示矩阵的第i行第j列元素,已知该矩阵的每一行每一列都是等差数列,并且a11=1,a12=a21=2,a22=4.
(1)求a54.
(2)求aij关于i,j的关系式;
(3)设行列式=D,求证:对任意1≤i,j≤n-2,i,j,n∈N*时,都有
=D.
正确答案
解:由于该矩阵的每一行每一列都是等差数列,并且a11=1,a12=a21=2,a22=4,
则矩阵中第一行的公差为1,第二行的公差为2,从而第三行的公差为3,即有第i行的公差为i,
则有第一列的公差为1,第二列的公差为2,从而第j列的公差为j,
则由等差数列的通项公式,即可得到,aij=ai1+(j-1)i=a11+(i-1)+(j-1)i=1+i-1+ij-i=ij,
则(1)a54=5×4=20,
(2)aij=ij,
(3)证明:由于行列式=
=24
=0,
即有D=0,
则=
==0=D,
故对任意1≤i,j≤n-2,i,j,n∈N*时,都有=D.
解析
解:由于该矩阵的每一行每一列都是等差数列,并且a11=1,a12=a21=2,a22=4,
则矩阵中第一行的公差为1,第二行的公差为2,从而第三行的公差为3,即有第i行的公差为i,
则有第一列的公差为1,第二列的公差为2,从而第j列的公差为j,
则由等差数列的通项公式,即可得到,aij=ai1+(j-1)i=a11+(i-1)+(j-1)i=1+i-1+ij-i=ij,
则(1)a54=5×4=20,
(2)aij=ij,
(3)证明:由于行列式=
=24
=0,
即有D=0,
则=
==0=D,
故对任意1≤i,j≤n-2,i,j,n∈N*时,都有=D.
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