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1、2022年高考數(shù)學專題復習 專題12 選修系列 第82練 矩陣與變換練習 理
訓練目標
了解簡單矩陣與變換的思想與應用.
訓練題型
(1)矩陣運算及逆矩陣的應用;(2)變換的應用;(3)特征值與特征向量的應用.
解題策略
根據(jù)教材上相關內容,理解記憶,無需追求難度,掌握基本概念即可.
3.(xx·南通二模)已知二階矩陣M有特征值λ=1及對應的一個特征向量e1=,且M=.求矩陣M.
4.(xx·南京三模)已知矩陣A=(k≠0)的一個特征向量α=,A的逆矩陣A-1對應的變換將點(3,1)變?yōu)辄c(1,1).求實數(shù)a,k的值.
5.(xx·宿遷三校調研)已知矩陣A=屬于特
2、征值λ的一個特征向量為a=.
(1)求實數(shù)b的值;
(2)若曲線C在矩陣A對應的變換作用下,得到的曲線為C′:x2+2y2=2,求曲線C的方程.
6.(xx·南京、鹽城一模)設矩陣M=的一個特征值為2,若曲線C在矩陣M變換下的方程為x2+y2=1,求曲線C的方程.
答案精析
1.解 矩陣A的特征多項式
f(λ)==λ2-5λ+6,
由f(λ)=0,解得λ1=2,λ2=3.
當λ=2時,特征方程組為
故屬于特征值2的一個特征向量
α1=;
當λ=3時,特征方程組為
故屬于特征值3的一個特征向量
α2=.
2.解 設是矩陣M屬于特征值λ的一個特征
3、向量,
則=λ,
故解得
3.解 設M=,
則由=,
得
再由=,得
聯(lián)立以上方程解得
a=2,b=1,c=0,d=1,
故M=.
4.解 設特征向量α=對應的特征值為λ,
則=λ,
即
因為k≠0,所以a=2.
因為A-1=,
所以A=,
即=,
所以2+k=3,解得k=1.
綜上,a=2,k=1.
5.解 (1)因為矩陣A=屬于特征值λ的一個特征向量為a=,
所以=λ,
即=.
從而解得b=0,λ=2.
(2)由(1)知,A=.
設曲線C上任一點M(x,y)在矩陣A對應的變換作用后變?yōu)榍€C′上一點P(x0,y0),
則==,
從而
因為點P在曲線C′上,所以x+2y=2,
即(2x)2+2(x+3y)2=2,
從而3x2+6xy+9y2=1.
所以曲線C的方程為3x2+6xy+9y2=1.
6.解 由題意,知矩陣M的特征多項式為f(λ)=(λ-a)(λ-1),因為矩陣M有一個特征值為2,所以f(2)=0,所以a=2.設曲線C上任一點的坐標為(x,y),其在矩陣M的變換下的對應點的坐標為
(x′,y′).
所以M==,
即
因為曲線C在矩陣M變換下的方程為
x2+y2=1,
所以(2x)2+(2x+y)2=1,
即曲線C的方程為8x2+4xy+y2=1.