内容正文:
第十四章 矩阵与变换
第73课 常见的平面变换与矩阵的运算
链教材 · 夯基固本
栏 目 导 航
研题型 · 技法通关
链教材 · 夯基固本
激活思维
1. (选修4-2P11习题2.1第11题改编)已知变换eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x,y))→eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x′,y′))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2x+3y, x+y)),求它所对应的变换矩阵.
【解答】将其写成矩阵的乘法形式eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x,y))→eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x′,y′))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(2,3,1,1))) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x,y)),所以其所对应的变换矩阵为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(2,3,1,1))).
2. (选修4-2P84复习题10改编)已知二阶矩阵A=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1 a,3 4))对应的变换将点(-2,1)变换成点(0,b),求实数a,b的值.
【解答】由题意知,eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(1,a,3,4))) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-2, 1))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,b)),所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-2+a=0,,-6+4=b,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=2,,b=-2.))
3. (选修4-2P36习题6改编)在平面直角坐标系xOy中,设圆x2+y2=1在矩阵A=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1 0,0 2)) 对应的变换作用下得到曲线F,求曲线F的方程.
【解答】设P(x0,y0)是圆上任意一点,点P(x0,y0)在矩阵A对应的变换下变为点P′(x0′,y0′),
则有eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x0′, y0′))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(1,0,0,2))) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x0, y0 )),
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x0′=x0,,y0′=2y0,))所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x0=x0′,,y0=\f(1,2)y0′.))
又因为点P在圆x2+y2=1上,故xeq \o\al(2,0)+yeq \o\al(2,0)=1,
从而(x0′)2+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)y0′))2=1,
所以曲线F的方程为x2+eq \f(y2,4)=1.
4. (选修4-2P65习题6改编)已知二阶矩阵X满足eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(1,-2,3,1))) X=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3,2,-5,-1))),求二阶矩阵X.
【解答】设二阶矩阵X=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(a,b,c,d))),
则eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(1,-2,3,1))) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(a,b,c,d)))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3,2,-5,-1))),
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a-2c=3,,b-2d=2,,3a+c=-5,,3b+d=-1,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=-1,,b=0,,c=-2,,d=-1,))
所以二阶矩阵X=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(-1,0,-2,-1))).
5.