内容正文:
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讲末复习
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1.矩阵的概念
矩阵的相关知识有:(1)矩阵的定义;(2)矩阵的表示;(3)矩阵的元素;(4)零矩阵;(5)列矩阵(列向量)、行矩阵(行向量);(6)矩阵相等.
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2.矩阵的基础运算
首先要掌握二阶矩阵与平面列向量的乘法规则,二阶矩阵eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a11 a12,a21 a22))与列向量eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x0,y0))的乘法规则:eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a11 a12,a21 a22)) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x0,y0))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a11×x0+a12×y0,a21×x0+a22×y0));其次要学会寻求合理、简捷的运算途径.平时训练应树立“题不在多,做精则行”的理念.一般地,只有当前一个矩阵的列数与后一个矩阵的行数相等时,两个矩阵才能进行乘法运算.
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3.理解矩阵乘法与复合变换之间的关系
(1)两个二阶矩阵相乘的结果MN仍然是一个二阶矩阵,从几何变换的角度来看,它表示的是原来两个矩阵对应的连续的两次变换的复合(先TN后TM).
(2)需要注意:矩阵的乘法运算与实数的乘法运算不同,矩阵的乘法满足结合律,但不满足交换律、消去律.
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4.若矩阵A可逆,能求出它的逆矩阵;并能利用矩阵的
可逆性解方程.
关于可逆矩阵应了解下列几个常见结论:
(1)A可逆,条件为|A|≠0;
(2)A-1是唯一的;
(3)(AB)-1=B-1A-1;
(4)AB=BA=E.
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5.理解特征值、特征向量的概念和意义,会求出二阶矩阵的特征值与特征向量,并能解决一些简单的问题.(了解高阶矩阵,了解矩阵的简单应用)
6.注意前后知识之间的联系,如矩阵与几何变换,逆矩阵与线性方程组,几何变换与特征值、特征向量等,逐步形成知识网络,便于知识的有效迁移.
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题型一 研究变换后的图形
要求出变换后的曲线方程,关键是找到变换前后相应点坐标之间满足的关系;在矩阵对应的变换下,椭圆可以变换为圆,同样,也可通过矩阵实施的变换,将圆变换为椭圆.
例1 在平面直角坐标系xOy中,设椭圆9x2+16y2=1在矩阵A=对应的变换作用下得到曲线F,求F的方程.
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解 设椭圆上任意一点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(3 0,0 4)) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x0,y0)),即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x0′=3x0,,y0′=4y0,))所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x0=\f(x0′,3),,y0=\f(y0′,4).))又因为点P在椭圆上,
故9xeq \o\al(2,0)+16yeq \o\al(2,0)=1,从而9eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x0′,3)))
eq \s\up12(2)+16eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y0′,4)))
eq \s\up12(2)=1,
即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0′))
eq \s\up12(2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y0′))
eq \s\up12(2)=1,所以,曲线F的方程是x2+y2=1.
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跟踪演练1 已知圆x2+y2=1在矩阵A=(a>0,b>0)对应的变换作用下变为椭圆+=1,求a,b的值.
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P′(x′,y′),则= ,即又因为点P′(x′,y′)在椭圆+=1上,所以+=1.由已知得,x2+y2=1,所以a2=9,b2=4.因为a>0,b>0,所以a=3,b=2.
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题型二 研究特征值、特征向量
欲求特征向量,需先求出特征值,然后将特征值代入方程(组)求出一组非零解,即得对应于特征值的特征向量;注意:一个特征值可对应多个特征向量,它们都是共线向量,求解时,只要写出一个即可.运用特征值与特征向量的定义:“若矩阵A的属于特征