高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)教案: 矩陣與變換
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高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)教案: 矩陣與變換
矩陣與變換主標(biāo)題:矩陣與變換副標(biāo)題:為學(xué)生詳細(xì)的分析矩陣與變換的高考考點(diǎn)、命題方向以及規(guī)律總結(jié)。關(guān)鍵詞:矩陣,二階矩陣,變換,特征值,特征向量難度:3重要程度:5考點(diǎn)剖析:1了解二階矩陣的概念,了解線性變換與二階矩陣之間的關(guān)系2了解旋轉(zhuǎn)變換、反射變換、伸縮變換、投影變換、切變變換這五種變換的概念與矩陣表示3理解變換的復(fù)合與矩陣的乘法;理解二階矩陣的乘法和簡單性質(zhì)4理解逆矩陣的意義,會(huì)求出簡單二階逆矩陣5理解矩陣的特征值與特征向量,會(huì)求二階矩陣的特征值與特征向量.命題方向:主要考查矩陣與變換,二階逆矩陣與二元一次方程組及求矩陣的特征值與特征向量。規(guī)律總結(jié):1矩陣相等實(shí)質(zhì)上是矩陣對(duì)應(yīng)元素相等,體現(xiàn)了方程思想,要注意矩陣對(duì)應(yīng)元素相等2矩陣的乘法只滿足結(jié)合律,不滿足交換律和消去律3對(duì)于平面圖形的變換要分清是伸縮、反射、還是切變變換4伸縮、反射、切變變換這三種幾何變換稱為初等變換,對(duì)應(yīng)的變換矩陣為初等變換矩陣,由矩陣的乘法可以看出,矩陣的乘法對(duì)應(yīng)于變換的復(fù)合,一一對(duì)應(yīng)的平面變換都可以看作這三種初等變換的一次或多次的復(fù)合5逆矩陣的求法常用待定系數(shù)法6若A,B兩個(gè)矩陣均存在可逆矩陣,則有(AB)1B1A1,若A,B,C為二階矩陣且A可逆,則當(dāng)ABAC時(shí),有BC,即此時(shí)矩陣乘法的消去律成立7關(guān)于特征值問題的一般解法如下:給定矩陣A,向量,若有特征值,則,即,所以0,即2(ad)(adbc)0.8求Mn,一般都是先求出矩陣M的特征值與特征向量,將寫成t11t22.利用性質(zhì)Mnt11t22求解知 識(shí) 梳 理1矩陣的乘法規(guī)則(1)行矩陣a11a12與列矩陣的乘法規(guī)則:a11a12a11×b11a12×b21(2)二階矩陣與列向量的乘法規(guī)則:.設(shè)A是一個(gè)二階矩陣,、是平面上的任意兩個(gè)向量,、1、2是任意三個(gè)實(shí)數(shù),則A()A;A()AA;A(12)1A2A.(3)兩個(gè)二階矩陣相乘的結(jié)果仍然是一個(gè)矩陣,其乘法法則如下:性質(zhì):一般情況下,ABBA,即矩陣的乘法不滿足交換律;矩陣的乘法滿足結(jié)合律,即(AB)CA(BC);矩陣的乘法不滿足消去律2矩陣的逆矩陣(1)逆矩陣的有關(guān)概念:對(duì)于二階矩陣A,B,若有ABBAE,則稱A是可逆的,B稱為A的逆矩陣若二階矩陣A存在逆矩陣B,則逆矩陣是唯一的,通常記A的逆矩陣為A1,A1B.(2)逆矩陣的求法:一般地,對(duì)于二階可逆矩陣A(detAadbc0),它的逆矩陣為A1.(3)逆矩陣與二元一次方程組:如果關(guān)于變量x,y的二元一次方程組的系數(shù)矩陣A可逆,那么該方程組有唯一解1,其中A1.3二階矩陣的特征值和特征向量(1)特征值與特征向量的概念設(shè)A是一個(gè)二階矩陣,如果對(duì)于實(shí)數(shù),存在一個(gè)非零向量,使得A,那么稱為A的一個(gè)特征值,而稱為A的一個(gè)屬于特征值的一個(gè)特征向量(2)特征多項(xiàng)式與特征方程設(shè)是二階矩陣A的一個(gè)特征值,它的一個(gè)特征向量為,則A,即滿足二元一次方程組故(*)則(*)式有非零解的充要條件是它的系數(shù)矩陣的行列式0.記f()為矩陣A的特征多項(xiàng)式;方程0,即f()0稱為矩陣A的特征方程(3)特征值與特征向量的計(jì)算如果是二階矩陣A的特征值,則是特征方程f()2(ad)adbc0的一個(gè)根解這個(gè)關(guān)于的二元一次方程,得1、2,將1、2分別代入方程組(*),分別求出它們的一個(gè)非零解記1,2.則A111、A222,因此1、2是矩陣A的特征值,1,2為矩陣A的分別屬于特征值1、2的一個(gè)特征向量