题目内容

选修4-2:矩阵与变换
已知矩阵A=
21
-13
将直线l:x+y-1=0变换成直线l′.
(1)求直线l′的方程;
(2)判断矩阵A是否可逆.若可逆,求出矩阵A的逆矩阵A-1;若不可逆,请说明理由.
分析:(1)任取直线l上一点P(x0,y0)经矩阵A变换后点为Q(x,y),利用矩阵乘法得出坐标之间的关系,求出直线l的方程;
(2)利用待定系数法,先假设所求的变换矩阵A-1=
ab
cd
,再利用AA-1=
10
01
建立方程组,解之即可.
解答:解:(1)任取直线l上一点P(x0,y0)经矩阵A变换后点为Q(x,y),
21
-13
 
x0 
y0 
=
x 
y 

所以
x=2x0+y0
y=-x0+3y0
x0=
3x-y
7
y0=
x+2y
7

又因点P(x0,y0)在直线l:x+y-1=0上,所以
3x-y
7
+
x+2y
7
-1=0

故直线l′的方程为4x+y-7=0
(2)因为
.
21
-13
.
≠0,所以矩阵A可逆
设A-1=
ab
cd
,所以AA-1=
10
01

2a+c=1
2b+d=0
-a+3c=0
-b+3d=1
解得
a=
3
7
b=-
1
7
c=
1
7
d=
2
7

所以A-1=
3
7
-
1
7
1
7
2
7
点评:本题以变换为依托,考查矩阵及其逆矩阵,关键是利用待定系数法,利用矩阵的乘法公式,属于中档题.
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