题目内容

选修4-2:(矩阵与变换)
已知a,b∈R,若矩阵M=
-1a
b3
所对应的变换把直线l:2x-y=3变换为自身,求a,b的值.
分析:因为矩阵M=
-1a
b3
所对应的变换把直线l:2x-y=3变换为自身,也就是说直线l上的点经过变换后没有变,我们可以任取直线l上的两点,对其进行变换列出两个方程,通过解方程求得a,b的值.
解答:解:(方法一)在直线l上取两点(
3
2
,0),(0,-3).
因为 
-1a
b3
 
3
2
0
=
-
3
2
3
2
b
-1a
b3
 
0
-3
=
-3a
-9
,…(6分)
因为M对应的变换把直线变换为自身,所以点(-
3
2
3
2
b),(-3a,-9)仍在直线l上.
代入直线方程得
-3-
3
2
b=3
-6a+9=3
解得
a=1
b=-4
…(10分)
(方法二)设(x,y)为直线l上任意一点,则
-1a
b3
 
x
y
=
-x+ay
bx+3y
,…(3分)
因为M对应的变换把直线变换为自身,所以点(-x+ay,bx+3y)仍在直线l上,
代入直线方程得:2(-x+ay)-(bx+3y)=3,…(7分)
化简得(-2-b)x+(2a-3)y=3,又直线l:2x-y=3,
所以
-2-b=2
2a-3=-1
解得
a=1
b=-4
…(10分)
点评:此题考查在特殊变换下的不变直线,我们可以根据特殊值法进行求解,是非常方便的,这也是高考中常用的方法.
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