高中数学二阶矩阵与平面向量矩阵的概念课件苏教版
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2. 1.2 二阶矩阵与平面列向量的乘法1. 二阶矩阵与平面列向量的乘法规则b ii(1)行矩阵[a iia i2]与列矩阵的乘法规则:[a ii a i2]b 2iO 4 4Od n'V nO 4 4Od o'V n⑵ 二阶矩阵与列向量的乘法规则:a 2i 322y oa 2i 322 y o一般地,前一个矩阵的列数与后一个矩阵的行数相等时才能进行乘法运算. 2. 二阶矩阵与平面列向量乘法的几何意义xx(1) 一个列向量左乘一个2X2矩阵M 后得到一个新的列向量,如果列向量表示「yyx个点Rx , y ),那么列向量左乘矩阵M 后的列向量就对应平面上的一个新的点.y(2) 对于平面上的任意一个点(向量)(x , y ),若按照对应法则T ,总能对应唯一的一个x x点(向量)(X ’,y '),则称T 为一个变换,简记为:T :(x, y ) f(x ',y ')或T : 宀y yx / xax + by (3) 一般地,对于平面向量变换 T ,如果变换规则为=,那么yy’cx + dyxx ’ a b x据二阶矩阵与平面列向量的乘法规则可以改写为T :T=的矩阵形式,yy c d y反之亦然(a 、b 、c 、d € R).⑷ 由矩阵M 确定的变换,通常记为 T M ,根据变换的定义,它是平面内点集到自身的一个映射,平面内的一个图形它在T M 的作用下得到一个新的图形.1 — 12 x设 A —11,Z = 3,Y = y ,求人2和 AYi -1 2 — i宾嫌再点题组业’名师一点就適[对应学生用书P4]二阶矩阵与平面列向量相乘b iib 2i=[a ii x b ii + a i2x b 2i ];a ii x x o + 32 x y o 32i X x o + 322 X y o[例i][思路点拨] 利用二阶矩阵和平面列向量的乘法公式求解.[精解详析]AZ= = ,—1 1 3 11 — 1 x x — y AY = = —1 1 y — x + y 个列向量,同时应注意,给出点的坐标可写成列向量的形式. 其结果仍是1 •计算:(1)0 4 ;(2) 1y 1 0;(3)dyc 1 0x 1 • x + 0 • y x解: (1)= =0 1y0 • x +1 • y y0 1 x0 • x +1 • y y⑵,=1 0 y1 • x + 0 • y xa b 0a • 0+b •O⑶=c d 0c • 0+d •O 01 1 x1 • x +1 • y x + y⑷== 1 1 y1 • x +1 • y x + y3 1 00 02.给定向量a = :,矩阵A =B =C =20 10 0C a , Da .解:根据矩阵与向量的乘法,得1 03 30 03 0A a == ,B a ==0 12 20 0 20 z—1 03— 3 0 132C a == ,D a =—0 12 2 1 02 - 3b0 1 a x x -10 B a , 1 0 0 ,D =1坐标变换与矩阵乘法的互化x ' 3 2 x [例2](1)已知变=,试将它写成坐标变换的形y '1 5 yx ,2x — 3y⑵已知变换=,试将它写成矩阵的乘法形式.y , y1 ,计算A a ,[思路点拨]直接应用二阶矩阵与向量乘积的规定.[精解详析]fX⑴ ,y3x + 2y x + 5y故它表示的坐标变换为x ' = 3x + 2y X '2 —3 y ' = x + 5yx⑵ ,=0 1yyI 门樋血*剖3. 已知fx y ' =x + 3y=y,试将它写成二阶矩阵与平面向量相乘的形式/x =x + 3y ,x ' = x + 3y ,解因为所以,y =y , y = 0 • x +1 • y ,1xx + 3y1 3 x 即=y ' o • x +1• y 0 1 y1xi3 x故y ' o i y4.解下列用矩阵表达式表示的方程组.3 —4 x2 (1)= ;2 —3 y 13 — 2 x —1⑵c= 6 5 y 16 '3___4x 2解:⑴由c = * ,2—3 y13x — 4y 2 3x — 4y = 2, 得 = ,即2x — 3y 1 2x — 3y =x ' a b x a b 对于,=,首先由二阶矩阵与平面列向量乘法得y 'c d yc dx ' = ax + by ,再由向量相等,得y ' = cx + dy .x ax + by y cx + dy[育逹•规律•小结][例3]已知变换T:平面上的点P (2,- 1) ,Q — 1,2)分别变换成点 P (3,-4) ,Q (0,5), 求变换矩阵A[思路点拨]由题意可知,变换矩阵A 为二阶矩阵,根据二阶矩阵与列向量的乘法, 可列出方程组,解方程组即可求出二阶矩阵中的各元素.A =a b依题意可得c d23-1 = - 4,a b -1 0cd 2 = 5,2a - b = 3, a = 2, 2c - d = - 4, b = 1,即解得-a + 2b = 0, c =-—c + 2d = 5,d = 2.所以所求的变换矩阵A =- 1[方谨•规律•和结]求变换矩阵的常用方法是待定系数法,要正确利用条件,合理准确计算.解得X - 2,y = 1.3 - 2 x -1⑵由「=“,6 5 y 163x - 2y -13x - 2y =- 1, 得=,即 6x + 5y166x + 5y = 16,x = 1,解得求变换矩阵1, 2 1[精解详析]设所求的变换矩阵y=2.1 + b =— 1, b =— 2,所以即a + 1 = 1, a = 0,A (1,2)变成点 A (2,3),把点B ( —1,3)变成点B' (2,1),那么这个线性变换把点q — 5,10)变成什么?a b解:设变换矩阵M=,c d1a b 1a + 2b 2•• M =———2c d 2c + 2d 3—1 a b —— 1 3b — a2M =—— —3 c d3 3d — c12a=5 a + 2b = 2,4b =c + 2d = 3,5'解得3b — a = 2,7c=?3d — c = 1.54d= 5.2 4 —55 5 —56 M== 107 4 10 15 51 5.若点A (1,1)在矩阵M= a b对应变换的作用下得到的点为1 B ( — 1,1),求矩阵M1解:由M 1,得a +11 —2 所以M=0 16.设矩阵 M 对应的线性变换把点 4 一5 4 一52 一5 7 一5•••该线性变换把点C( —5,10)变成了点C (6,1)课下训练经典化T贵在融类旁通[对应学生用书P5](3)1 0 xX1 0解: 0 2y2y ,所以点 ( X , y ) 在矩阵 0 2 对应的变换作用下y )xfX1 1 X 3. (1) 已知f=,试将它写成坐标变换的形式;yy '0 2 yxX 'X +2y(2) 已知f=,试将它写成矩阵的乘法形式.yy '2X -yxfX1 x X + 1 x yx + y解(1)f==.yy '0x X +2x y2yxxfX + 2y1 2 X (2)==. yyf2X -y 2 - 1 y1 234计算,并解释计算结果的几何意义.0 -1 11235解=-11- 1.2.求点 y )在矩阵(x , 0对应点的坐标为(x,对应的变换作用下对应点的坐标.1.给定向量 -3a =,禾U 用矩阵与向量的乘法,试说明下列矩阵把向量a 分别变成了什么向量.(1)2; (2)1 0 ;(3)0 0解: -3-3 (2)(1)10-1-3 - 5 -3-3-32 几何意义:表示点 (3,1) 在矩阵2对应的变换作用下变成点 (5,-1). -15.已知在一个二阶矩阵 M 对应的变换作用下,点A (1,2)变成了点A (7,10),点B (2,0)变成了点B (2,4),求矩阵 M .a b 1 7 a b 2 2则^ =",c d 2 10 cd0 4 'a+ 2b = 7, a= 1,c+ 2d= 10, b = 3, 1 3即解得所以M= .2a = 2, c = 2, 2 42c = 4, d = 4.1 06. 已知点(x, y)在矩阵对应的变换作用下变为点(一1,1),试求x, y的值1 21 0 x —1解由= ,1 2 y 1x=—1, x =—1,得解得x+ 2y= 1, y = 1.a c7. 已知矩阵T= , O为坐标原点,点A(1,0)在矩阵T的变换下得到点P.设b> 0,b 0当厶POA的面积为、:3,/ POA^nn时,求a, b的值.a c 1 a解:由=,得点P坐标为(a, b).b 0 0 b1又b>0,所以S\POA= 2X1x b=y3.所以b = 2、::..3n又/ PO=^,所以a= 2.即a = 2, b= 2/3.8. 已知图形F表示的四边形ABCDffl图所示,若由二阶矩阵M确定的变换T,使F上点的纵坐标变为原来的一半而横坐标不变•求矩阵M11 /8 0 2 2 00 13 2,变换后的图形F 对应的矩阵为a 设M= cb d ,则有 a b 2cd 1 a b 0 c d 2 解得 a = 1,b = 0, 1 0 M = 1 02c =0, 1 解:图形F 对应的矩阵为。
2. 1.1 矩阵的概念高频痔点越组业.名师一点酬適[对应学生用书P1]3 m 80 90, 这样的矩形数字(或字母)阵列称作矩阵,—2 4 65 85A, B,…或者(a 。
)来表示矩阵,其中i , j 分别表示元素所在的行和列.同一横排中按原来次序排列的一行数 (或字母)叫做矩阵的行,同一竖排中按 原来次序排列的一列数(或字母)叫做矩阵的列,组成矩阵的每一个数(或字母)称为矩阵的元 素,所有元素都为 0的矩阵称为零矩阵,记为 0.2•行矩阵,列矩阵an一般地,我们把像[an a 12]这样只有一行的矩阵称为行矩阵, 而把像这样只有一列a 21的矩阵称为列矩阵,并用希腊字母a , 3,…来表示.平面上向量 a = (x , y )的坐标和平面上的点 F (x , y )都可以看做是行矩阵[x , y ],也可xx以看做是列矩阵.因此,我们又称[x y ]为行向量,称为列向量,在本书中,我们把yyx平面向量(x , y )的坐标写成的形式.y3. 矩阵相等对于两个矩阵A , B ,只有当A, B 的行数与列数分别相等,并且对应位置的元素也分别 相等时,A 和B 才相等,此时记作 A = B.高频考点題组化,名帰一盘就通[对应学生用书F1]—14 3[例1] 画出矩阵所表示的三角形,并求该三角形的面积.1 — 1 11.矩阵1 2在数学中,把形如 ,33般地,我们用大写黑体拉丁字母[思路点拨]写出平面图形顶点的坐标即可.[精解详析]—1 4 3矩阵所表示的三角形的三个顶点分别为(一1,1) , (4 , - 1) , (3,1).所1 — 1 1求三角形的面积为 4.1 1 1\ -O7,(L 1)[方■逹•規律…卜结】一>—14 31•矩阵 可以表示点 A — 1,1) , B (4 , — 1) , C (3,1)或由它们构成的三角1 — 1 1形;2•表示同一个三角形的矩阵不唯一,如本例三角形,可用矩阵3•空间图形也可以用矩阵表示,不过需注意空间中点的坐标是由 数组.所表示的以坐标原点为起点的向量.一个矩阵.解:表示四边形ABCD 勺矩阵可以为0 0 0 2 6 4 2 3 或 等.0 3 3 06 3—1 等表示; 13个实数构成的有序1解:矩阵2,—2所表示的以坐标原点为起点的向量对应的坐标分别为 (1,2), (—1,2) , (1 , — 2) , (0,— 2) •按要求画出相应向量即可.2.已知 A (0,0) , B (2,3) ,C (6,3) , D (4,0),写出表示四边形 ABC 啲(L2)\(1,2)4—(0,-2}(L.-2)11•在平面直角坐标系内,分别画出矩阵 224 0[例2]已知甲、乙、丙三人中,甲与乙相识,甲与丙不相识,乙与丙相识•用0表示两人之间不相识,用1表示两人之间相识,请用一个矩阵表示他们之间的相识关系(规定每个人和自己相识).[思路点拨]先列出一个表格表示他们之间的相识关系,然后利用表格再用矩阵表示即可.[精解详析]将他们之间的相识关系列表如下:110故用矩阵表示为111011[方送”规律「卜结]用矩阵表示实际问题时,要注意元素的次序,矩阵中元素的次序不一样,表示的实际问题可能就不一样.|丿樋血*枫3•某物流公司负责从两个矿区向三个企业配送煤:从甲矿区向企业A B, C送的煤分别是100万吨、200万吨、150万吨;从乙矿区向企业A, B, C送的煤分别是150万吨、150万吨、300万吨•试用矩阵表示上述数据关系.解:列表如下(单位:万吨):100 200 150记M,则矩阵M 就是上述数据关系的一个表示.150 150 3004. 两类药片有效成分如下表所示:试用矩阵表示A B 两种药品每片中三种成分所含的质量. 2 5 1解:表示A 、B 两种药品成分的矩阵为•1 7 62b + 2 d — 7 ,若A = B ,试求a , b , c , d 的6— c 2a — 4值.[思路点拨]我们说两个矩阵是相等的, 是指两个矩阵的行数和列数相同, 并且相应位置的元素也分别相等,本题考查对矩阵相等定义的理解.[精解详析]a c — d2b + 2 d — 7因为A = B,即=c +d b 6— c 2a — 4由矩阵相等的意义可知a = 2b + 2,c —d = d — 7, c + d = 6 — c , b = 2a — 4,[例3]a c — d已知矩阵A = c + d b ,B =由此解得a= 2, b= 0, c= 1, d= 4.两个同行同列的矩阵,只要有一个对应位置上的元素不一样,这两个矩阵就不相等,如14 1 4工两个不同行(或者不同列)的矩阵一定是不相等的,如以零矩阵为例:[0,0]2 3 2 - 30 0和,尽管两个矩阵的元素均为0,但两者不相等•这好比,现在有甲、乙两支球队进0 0行足球比赛,前一个零矩阵可表示他们之间进行了一场比赛,比赛结果为0:0,而后者可表示他们之间进行了两场比赛,两场比赛的结果均为0 : 0.2x+ y 05.已知A=0 —2- yxB=x-2y,若A= B,求x与y的值.解:••• A= B,2x+ y= x,-2-y = x-2y, 解得x= 1,y = i.x y n 6.已知A= , B=5 4 x + y 3x - y,且A= B,求x, y, m, n 的值. m- nn = x , x = 2 ,3x - y= y , y = 3 ,解得x+ y = 5 , m= 3 ,m- n = 4 , n=- 1理下训练经頼化,贵左輕类旁進[对应学生用书P3]a ii1 .设A为二阶矩阵a2i a i2,且规定元素a j = i + j (i a221,2 , j = 1,2),试求A解:由题意可知an = 2, a12= 3, a21 = 3, a22= 4,2 3A=3 41 2.矩阵M=1 1 33 1表示平面中三角形AB C的顶点坐标,问三角形是什么三角形?解:由A(1,1) ,耳1,3) , C(3,1),画图可得△ ABC是等腰直角三角形. 解:由矩阵相等的充要条件得出该方程组.4x —2y = 3,解:3x + y= 2.4•营养配餐中心为学生准备了各种菜肴,每份中能量、脂肪、蛋白质的含量各不相同.“红烧肉”中所含上述三种营养成分分别为649千卡(1千卡=4 187焦耳)、30 g、10g;“青椒肉丝”中所含上述三种营养成分分别为258千卡、20 g、19 g 韭菜豆芽”中所含上述三种营养成分分别为131千卡、15 g、3 g,试将上述结果用矩阵表示出来.解:每千克各种菜肴中各种营养成分的含量如下表:649 30 10所以可用矩阵Ml表示为M= 2582011311530 a 0 b5. 已知平面上正方形ABCD顺时针)的四个顶点可以用矩阵表示为,求a,0 c 4 db, c, d的值及正方形ABCD勺面积.解:由题意知正方形ABCD勺四个顶点的坐标依次为A(0,0)、B(a, c)、C(0,4)、D(b, d),从而可求得a= —2, b = 2, c= d = 2.二| AB = 2”』2,正方形ABCD勺面积为8.x 7 y —1 n6. 已知A= , B= ,若A= B,试求x, y, m n的值.—1 y m-n 2x= y -1,7= n ,解:由于A= B,贝U和y= 2—1 = m—n ,解得x= 1, y= 2, m= 3, n = 4.一1cos a+ sin a—127.已知A= ,B=2,右A= B,求a、3cos 卩—sin3—1—1解:由矩阵相等的充要条件彳3•已知二元一次方程组的系数矩阵为3,方程组右边的常数项矩阵为2,试写COS a + sin a = :2, cos 3 — sin 卩=2 ■ nsin a += 1,4ncos 3 += 1.4na = —+ 2k n k € Z4n3 =—才 + 2k n k € Z43 4 5=9.故矩阵M=56 77 8 9&设M 是一个3X3的矩阵,且规定其元素 a ij = 2i + j , i = 1, 2,3,j = 1,2,3解:由题意可知, an = 3,a 12 = 4, a 13= 5, a 21 = 5, a 22= 6, a 23= 7, a 31 = 7, a 32 试求8, a 33。
2.1二阶矩阵与平面向量第一课时 矩阵的概念[教学目标]一、知识与技能:会用矩阵表示一些简单的实际问题,掌握矩阵的行、列、元素的概念,知道矩阵的相等相关知识二、过程与方法:自学——汇总——练习 三、情感态度与价值观:体会矩阵的实际背景 [教学难点、重点]矩阵的理解 [教学过程]一、看书:教材P1---P4内容 二、汇总1、矩阵的背景:(1)数学背景: ①坐标平面上的点(向量)——矩阵设O (0, 0),P (2, 3),则向量OP → = (2, 3),将OP →的坐标排成一列,并简记为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 3③日常生活——矩阵2、矩阵的相关概念(1)矩阵表示:记号:A ,B ,C ,…或(a ij )(其中i,j 分别元素a ij 所在的行和列) 要素:行——列——元素 (2)矩阵相等 行列数目相等并且对应元素相等。
(3)特别:(1)2×1矩阵,2×2矩阵(二阶矩阵),2×3矩阵2 32 3⎣⎢⎡⎦⎥⎤80 90 86 88 A B C DA B C D 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 10 0 1 0 0 1 1 01 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0(2)零矩阵(3)行矩阵:[a 11,a 12]列矩阵:⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 11 a 21 ,一般用希腊字母表示。
(4)行向量与列向量例1(1)用矩阵表示三角形ABC ,A (-1,0),B (0,2),C (2,0) (2)用矩阵表示下列关系图解:(1)坐标用列矩阵表示,有⎥⎦⎤⎢⎣⎡-02201(2)有箭头的用1表示,无的用0表示,有:01001100011100DC BAD C B A ,矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡001001100011100 练习1:某公司负责从两个矿区向三个城市送煤:从甲矿区向城市A 、B 、C 送煤的量分别是200、240、160万吨,从乙矿区向城市A 、B 、C 送煤的量分别是400、360、820万吨,将上面结果用矩阵表示练习2:写出下列方程组的系数矩阵(1)⎪⎩⎪⎨⎧=-+-=+-=++03021z y x z y x z y x (2)⎩⎨⎧=+-=-3251y x y x例2、已知⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+d a c b c b d a 24523,求a,b,c,d 解答:a=5.b=10,c=-7,d=4 例3、已知⎥⎦⎤⎢⎣⎡b a 3221是一个正三角形的三个顶点坐标所组成的矩阵,求a,bA解答:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=235233b a 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=235233b a 三、作业:教材P10----1,2,4,5 [补充习题] 1、⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+y x x y yx 200202,则x=________,y=_______________ 2、⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+12211sin cos sin cos 1ββαα,则α=_____,β=______ 3、平面上一个正方形的四个顶点用矩阵表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡d cb a 200,则正方形的面积是____ 4、矩阵A 为二阶矩阵,其元素满足a ij =-a ij,I,j=1,2,且a 12-a 21=1,求A [补充习题答案] 1、-1,12、2k π+4π,2k π-4π(k ∈Z)3、24、⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-021210 [情况反馈]第二课时:二阶矩阵与平面向量的乘法[教学目标]一、知识与技能:掌握二阶矩阵与平面向量的乘法法则,理解矩阵对应的变换是图形集合到图形集合的影射映射,能熟练进行变换的坐标形式和矩阵形式进行转换 二、过程与方法:讲解练习法三、情感态度与价值观:体会知识的渐进与联系 [教学难点]变换形式的转换 [教学过程]一、两个向量的乘法:1、a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则b a ∙=___________(x 1x 2+y 1y 2),这一结果能否用矩阵表示?[x 1,y 1]⎥⎦⎤⎢⎣⎡22y x = x 1x 2+y 1y 2 行矩阵与列矩阵的乘法规则:行矩阵乘列矩阵2、两个呢? (1)生活实例某电视台举办歌唱比赛,甲、乙两名选手初、复赛成绩如下:40%,决赛占60%,那么甲、乙的最后成绩可用如下矩阵的形式表示:⎣⎢⎡⎦⎥⎤80 90 86 88 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0.4 0.6 = ⎣⎢⎡⎦⎥⎤80 ⨯ 0.4 + 90 ⨯ 0.6 86 ⨯ 0.4 + 88 ⨯ 0.6 = ⎣⎢⎡⎦⎥⎤86 87.2 (2)一般地: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡0220210120110022211211y a x a y a x a y x a a a a 二阶矩阵与列向量的乘法规则:系数矩阵乘向量坐标矩阵 例1、⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x 1002=____________ (⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x 2) 说明:点P(x,y)左乘矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡1002后,得到一个新的点(2x,y) 练习:教材P11-----6 二、变换:向量形式:向量(x,y)−−−→−T对应法则惟一一个向量(x /,y /),称T 为一个变换,记为T:(x,y)→(x /,y /)矩阵形式:T:⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x →⎥⎦⎤⎢⎣⎡//y x =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x d cb a 实质:一个平面图形集合到另一个平面图形集合的一个映射例2、(1)变换⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x →⎥⎦⎤⎢⎣⎡//y x =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x 2341,将它写成坐标形式是___________ (2)变换⎥⎦⎤⎢⎣⎡y x →⎥⎦⎤⎢⎣⎡//y x =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-y y x 3,将之写成乘法形式是______________⎣⎢⎡⎦⎥⎤80 90 86 88解答:(1)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++y x y x 234 (2)⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-y x 1031 练习1:教材P10----3 练习2:若点A(23,21)在矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡-ααααcos sin sin cos 对应的变换作用下得到的点为(0,1),求α 三、小结:二阶矩阵与平面向量的乘法,变换的形式与实质 四、作业:教材P11---7,8,9,10 [补充习题]1、将下列方程组用矩阵与向量乘法的形式表示出来(1)⎩⎨⎧=+-=-54312y x y x (2)⎩⎨⎧=+=+f dy cx e by ax2、若点A 在矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡--2221对应的变换作用下得到点为(3,6),求点A 的坐标 3、在三角形AOB 中,O 为原点,A(4,2),B(2,4),变换⎥⎦⎤⎢⎣⎡-1111将三角形的三个顶点变到了何处? [补充习题答案] 1(1)⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-514312y x (2) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡f e y x d cb a2、(-3,0)3、A /(6,2),B /(6,-2),O /(0,0) [情况反馈]。
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122.1.1矩阵的概念1.坐标平面上的点(向量)-—矩阵设O (0, 0),P (2, 3),则向量错误!(2, 3),将错误!的坐标排成一列,并简记为错误!2.日常生活—-矩阵(1)某电视台举办歌唱比赛,甲、乙两名选手初、复赛成绩如下: 初赛复赛 甲80 90 乙 86 88(2)某牛仔裤商店经销A 、B 、C 、D 、E 五种不同牌子的牛仔裤,其腰围大小分别有28英寸、30英寸、32英寸、34英寸四种,在一个星期内,该商店的销售情况可用下列矩阵形式表示:A B C D E28英寸 1 3 0 1 2 30英寸 5 8 6 1 2 32英寸 2 3 5 6 034英寸 0 1 1 0 33.图—-矩阵y x 2 3 O P (2, 3) 2 32 3 错误!B ACD A B C DA B C D 0 1 1 01 0 1 0 1 1 0 10 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 03矩阵:记号:A ,B ,C,…或(a ij )(其中i,j 分别元素a ij 所在的行和列)要素:行—-列——元素 矩阵相等行列数目相等并且对应元素相等。
第1课 二阶矩阵与平面向量【教材解读】1.矩阵的概念在数学中,我们把形如24⎡⎤⎢⎥⎣⎦,80906085⎡⎤⎢⎥⎣⎦,23324m -⎡⎤⎢⎥⎣⎦这样的矩形数字(或字母)阵列称为矩阵.一般地,我们用大写黑体拉丁字母,,A B ⋅⋅⋅或者()ij a 来表示矩阵,其中,i j 分别表示元素ij a 所在的行与列.同一横排中按原来次序排列的一行数(或字母)叫做矩阵的行,同一竖排中按原来次序排列的一列数(或字母)叫做矩阵的列,而组成矩阵的每一个数(或字母)称为矩阵的元素. 2.与矩阵有关的概念(1)0矩阵:所有元素都为0的矩阵,叫做零矩阵,记为0. (2)行矩阵:把像[]1112a a 这样只有一行的矩阵称为行矩阵. (3)列矩阵:把像1121a a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦这样只有一列的矩阵称为列矩阵.通常用希腊字母,αβ,…来表示.(4)n 阶矩阵:若矩阵含有n 行n 列,则记为n 阶矩阵.形如ab c d ⎡⎤⎢⎥⎣⎦的数表称为二阶矩阵.3.矩阵相等:对于两个矩阵,A B ,只有当,A B 的行数与列数分别相等,并且对应位置的元素也分别相等时,A与B 才相等,记作A B =. 如:,a b x y A B c d u v ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,若A B =,则,,,x a y b u c v d ====. 4.矩阵与平面向量的关系平面上向量(,)a x y =的坐标和平面上的点(,)P x y 都可以看成是行矩阵[,]x y ,也可以看成是x y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.因此,常把[,]x y 称为行向量,把x y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦称为列向量.习惯上,把平面向量(,)x y 的坐标写成列向量x y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦的形式.因此,x y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦既可以表示点(,)x y ,也可以表示(,)O P x y = ,在不引起混淆的情况下,不加以区别. 【典例剖析】考查点一:用矩阵表示方程组中未知量的系数 例1. 用矩阵表示方程组中未知量的系数 (1)24349x y x y +=⎧⎨-=⎩(2)4333227x y z x y z +-=⎧⎨-+=⎩解:(1)未知量的系数所组成的矩阵为2441⎡⎤⎢⎥-⎣⎦ (2)未矢量的系数所组成的矩阵为143322-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦考查点二:矩阵相等例2. 已知3,54x y m n x y A B x y m n +-⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥+-⎣⎦⎣⎦,且A B =,求,,,x y m n 的值. 解:由矩阵相等的充要条件得2335341m n x x x y y y x y m m n n +==⎧⎧⎪⎪-==⎪⎪⇒⎨⎨+==⎪⎪⎪⎪-==-⎩⎩【自我评价】1. 已知7324x ym n x y m n +--⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥+⎣⎦⎣⎦,则m n xy += . 2. 已知132,x y m n x y A B x ym n --⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥++⎣⎦⎣⎦,若A B =,则x y m n -+-= . 3. 用矩阵写出方程组中未知量的系数(1)53421x y x y +=⎧⎨-=⎩4. 已知二元一次方程组的系数矩阵为4236-⎡⎤⎢⎥⎣⎦,方程组右边的常数项矩阵为38⎡⎤⎢⎥⎣⎦5. (09江苏模拟)已知甲,乙,丙三人中,甲、乙相识,甲、丙不相识,乙、丙相识,若用0表示两人之间不相识,用1表示两人之间相识,请用一个矩阵表示他们之间的相识关系.(规定每个人都和自己相识). 解:将他们之间的相识关系列表如下:故用矩阵表示为110111011⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦。