题目内容

(选做题)在A、B、C、D四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
(B)(选修4-2:矩阵与变换)
二阶矩阵M有特征值λ=8,其对应的一个特征向量e=
1
1
,并且矩阵M对应的变换将点(-1,2)变换成点(-2,4),求矩阵M2.
(C)(选修4-4:坐标系与参数方程)
已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x轴的正半轴重合,曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,直线l的参数方程为
x=-
3
t
y=1+t
(t为参数,t∈R).试在曲线C上一点M,使它到直线l的距离最大.
(B)设M=
ab
cd
,则由
a-8b
cd-8
 
1
1
=
0
0
,得
a-8+b=0
c+d-8=0
,
即a+b=8,c+d=8.
由
ab
cd
-1
2
=
-2
4
,得
-a+2b
-c+2d
=
-2
4
,
从而-a+2b=-2,-c+2d=4.
由a+b=8,-a+2b=-2,c+d=8,-c+2d=4解得a=6,b=2,c=4,d=4
∴M=
62
44
,M2=
62
44
62
44
=
4420
4024
.
(C)由曲线C的极坐标方程为ρ2cos2θ+3ρ2sin2θ=3,
可得C的普通方程是x2+3y2=3,
即
x2
3
+y2
=1.
由直线l的参数方程为
x=-
3
t
y=1+t
(t为参数,t∈R)消去参数td得
直线l的普通方程是x+
3
y-
3
=0.
设点M的坐标是(
3
cosθ,sinθ)
,则点M到直线l的距离是
d=
|
3
cosθ+
3
sinθ-
3
|
2
=
3
|
2
sin(θ+
π
4
)-1|
2
.
当sin(θ+
π
4
)=-1
时,
即θ+
π
4
=2kπ+
3π
2
,k∈Z,解得θ=2kπ+
5π
4
,k∈Zd取得最大值,
此时
3
cosθ=-
6
2
,sinθ=-
2
2
,
综上,点M的坐标是(-
6
2
,-
2
2
)
时,M到直线l的距离最大.
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