内容正文:
知识网络构建
专题归纳提升
章末综合检测
章末分层突破
本章在高考中主要考查对六种特殊变换的理解,以及在六种变换前后的点的坐标及曲线方程的求法,掌握六种特殊变换的特点.
一、求在某种变换作用下得到的图形(表达式)
求在某种变换作用下所得到的图形(表达式)是考查变换知识的热点题型,通常用代入法(相关点法)求解.
下列所给的矩阵将给定的图形变成了什么图形?画图并指出该变换是什么变换?
(1)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1( 0 1,-1 0)),点A(2,1);
(2)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1 0,0 -1)),直线y=2x+2.
【解】 (1)矩阵eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1( 0 1,-1 0))对应的坐标变换公式为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x′=y,,y′=-x,))把A(2,1)代入即得A的对应点为A′(1,-2),该变换把列向量eq \o(OA,\s\up6(→))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2,1))按顺时针方向旋转90°.故该变换为旋转变换,如图所示.
(2)设直线y=2x+2上任意一点P(x,y)按矩阵所表示的坐标变换对应的点为P′(x′,y′),
则eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x′,y′))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1 0,0 -1))
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x,y))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1( x,-y)),即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x′=x,,y′=-y,))
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=x′,,y=-y′,))代入y=2x+2,
得-y′=2x′+2,即直线y=2x+2经过变换得到的图形为直线y=-2x-2,如图所示,此变换为关于x轴的反射变换.
二、求变换矩阵
根据变换的结果求变换矩阵的一般方法:找到前后点的坐标间的关系,由点的坐标间的关系即可求出变换矩阵.
求把△ABC变换成△A′B′C′的变换对应的矩阵,其中A(-2,1),B(0,1),C(0,-1);A′(-2,-3),B′(0,1),C′(0,-1).
【解】 设变换对应的矩阵为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a b,c d)),
由已知,得eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a b,c d))
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-2, 1))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-2,-3)),
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a b,c d))
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,1))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,1)),
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a b,c d))
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1( 0,-1))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1( 0,-1)),
即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2a+b=-2,,-2c+d=-3,))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(b=0,,d=1,))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-b=0,,-d=-1.))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=0,,c=2,,d=1,))
∴变换对应的矩阵为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1 0,2 1)).
三、函数方程思想
本章求矩阵变换下曲线的方程广泛应用了函数方程思想.
试讨论下列矩阵将所给图形变成了什么图形,并指出该变换是什么变换.
(1)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2 0,0 1)),图形的方程为:x2+y2=4;
(2)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0 0,2 1)),图形的方程为:y=-2x+6.
【解】 (1)所给方程表示的是以原点为圆心,2为半径的圆.设A(x,y)为曲线上的任意一点,经过变换后的点为A1(x1,y1),则eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2 0,0 1))
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x,y))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2