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、看书:教材P1---P4内容

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→ = (2, 3),将→的坐标排成一列,并简记为

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②图――矩阵:相互间连线的条数

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日常生活――矩阵

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

80

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90

86

88

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2、矩阵的相关概念

(1)矩阵表示:记号:A,B,C,…或(aij)(其中i,j分别元素aij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)零矩阵

     (3)行矩阵:[a11,a12]

列矩阵:,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

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解:(1)坐标用列矩阵表示,有

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   (2)有箭头的用1表示,无的用0表示,有:,矩阵为

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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

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练习2:写出下列方程组的系数矩阵(1)   (2)

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   例2、已知,求a,b,c,d

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解答:a=5.b=10,c=-7,d=4

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   例3、已知是一个正三角形的三个顶点坐标所组成的矩阵,求a,b

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解答:

[补充习题]

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三、作业:教材P10----1,2,4,5

1、,则x=________,y=_______________

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2、,则α=_____,β=______

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3、平面上一个正方形的四个顶点用矩阵表示为,则正方形的面积是____

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4、矩阵A为二阶矩阵,其元素满足aij=-aij,I,j=1,2,且a12-a21=1,求A

[补充习题答案]

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1、-1,1

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2、2kπ+,2kπ-(k∈Z)

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3、2

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4、

[情况反馈]

 

 

 

 

 

第二课时:二阶矩阵与平面向量的乘法

[教学目标]

[教学难点]变换形式的转换

[教学过程]

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一、两个向量的乘法:

1、=(x1,y1),=(x2,y2),则=___________(x1x2+y1y2),这一结果能否用矩阵表示?

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[x1,y1]= x1x2+y1y2              行矩阵与列矩阵的乘法规则:行矩阵乘列矩阵

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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:

 

初赛

复赛

80

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90

86

88

如果规定歌唱比赛最后成绩由初赛和复赛综合裁定,其中初赛占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:

= =

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(2)一般地: 二阶矩阵与列向量的乘法规则:系数矩阵乘向量坐标矩阵

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例1、=____________     (

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     说明:点P(x,y)左乘矩阵后,得到一个新的点(2x,y)

练习:教材P11-----6

  二、变换:

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   向量形式:向量(x,y)惟一一个向量(x/,y/),称T为一个变换,记为T:(x,y)→(x/,y/)

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   矩阵形式:T:=

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

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例2、(1)变换=,将它写成坐标形式是___________

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(2)变换=,将之写成乘法形式是______________

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解答:(1)           (2)

  练习1:教材P10----3

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练习2:若点A(,)在矩阵对应的变换作用下得到的点为(0,1),求α

[补充习题]

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四、作业:教材P11---7,8,9,10

1、将下列方程组用矩阵与向量乘法的形式表示出来

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(1)          (2)

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   2、若点A在矩阵对应的变换作用下得到点为(3,6),求点A的坐标

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3、在三角形AOB中,O为原点,A(4,2),B(2,4),变换将三角形的三个顶点变到了何处?

[补充习题答案]

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1(1)             (2)

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2、(-3,0)

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3、A/(6,2),B/(6,-2),O/(0,0)

[情况反馈]

 

 

 

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