浅谈高中数学线性变换的解题技巧

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人教版高中数学选修四教学课件-线性变换的基本性质

人教版高中数学选修四教学课件-线性变换的基本性质
4 = 0 的位置关系.
题型一 题型二 题型三 题型四
错解:过
A(1,0),B(0,2)两点的直线
l
的方程为
x+
������ 2
=
1,
0.8 0
即2x+y-2=0.设(x,y)为 l 上任意一点,在矩阵
对应的变换作用下的像为点(x',y'),则
x
0.8 0
x'
0.8x'
有=
=
,
y
0 1 y'
y'
01
2 + 16
-1-6 3
A(-α+2β)=-Aα+2Aβ=
7 3-3
2
-3
3+7 2
பைடு நூலகம்
+
- 3+6
=
-
5 2
-
53 2
.
-
53 2
+
5 2
反思本题是利用定理1解决的,也可先利用平面向量的性质进行 计算,再结合性质1求出结果.
题型一 题型二 题型三 题型四
题型二 求直线在线性变换下的图形
11 【例 2】 直线 x+y=3 在矩阵
∴Aα=
1 2
-
3 2
31
22
1 2

高中数学所有公式大总结,附数学重点知识89条!

高中数学所有公式大总结,附数学重点知识89条!

高中数学所有公式大总结,附数学重点知识89条!

一、高中数学公式大总结

1.集合与函数

- 集合的表示法

- 集合的运算

- 函数的定义与性质

- 基本初等函数

- 函数的图像与解析式

2.三角函数

- 三角函数的定义与性质

- 三角函数的恒等变换

- 三角函数的求值与化简

- 解三角形

3.解析几何

- 平面直角坐标系

- 直线与圆的方程

- 空间几何体的表面积和体积

- 参数方程与极坐标

4.高等数学基础

- 数列的极限

- 数列的求和公式

- 无穷小量与无穷大量

- 无穷级数

5.概率与统计

- 随机事件与概率

- 条件概率与独立性

- 离散型随机变量

- 统计量与参数估计6.数学归纳法

- 数学归纳法的基本原理

- 数学归纳法的应用7.极限与连续

- 极限的性质与计算

- 连续函数的性质与判定8.导数与微分

- 导数的定义与计算

- 微分的定义与计算

- 导数的应用

9.积分与微积分

- 积分的定义与性质

- 定积分与不定积分

- 微积分基本定理10.线性代数

- 矩阵的运算

- 线性方程组

- 线性空间与线性变换

二、高中数学重点知识梳理

1.函数与导数

- 函数的性质与应用

- 导数的计算与性质

- 导数在实际问题中的应用2.三角函数与解三角形

- 三角函数的性质与恒等变换

- 解三角形的方法与应用3.立体几何

- 空间几何体的性质与判定

- 空间几何体的表面积和体积

- 空间直线与平面的位置关系4.数列

- 等差数列与等比数列

- 数列的求和与求通项

- 数列的性质与应用

5.不等式

- 解不等式的方法

- 不等式的应用

6.解析几何

- 直线与圆的方程

- 空间几何体的解析几何表示

- 参数方程与极坐标

人教A版高中数学选修4-2 第四讲 一 变换的不变量与矩阵的特征向量 课件(共32张PPT)

人教A版高中数学选修4-2 第四讲 一 变换的不变量与矩阵的特征向量 课件(共32张PPT)
在许多数学问题中都 会研究“不变量” ,那么我 们研究的线性变换是否也 有“不变量”?
知识与技能
理解矩阵的特征值与特征向量的概念; 培养矩阵的特征值与特征向量简单应用 能力.
过程与方法
通过学生自我探究,从线性变换和 几何直观两个角度来研究矩阵的不 变量—特征向量.
情感态度与价值观
培养学生探究能力,知识的类比能 力.
x y
从线性变换上 ξ 是矩阵A的属于 特征值 λ 的一个特征
向量, 即: σξ = Aξ.
从几何直观上
量 等 变ξ 式 为共σξ线=的A向ξ 表量示线λξ性:变换σ把特征向
Ⅰ.当 λ > 0 时,向量 λξ 与特征向量 ξ同向;
Ⅱ.当 λ < 0 时,向量 λξ 与特征向量 ξ反向;
Ⅲ. 当 λ = 0 时,所得向量为零向量.
2.是否存在向量,使得该向量在这个线性 变换的作用下有某种“不变性” ?
对于伸缩变换ρ:
x′ y′ =
1 0
0 2
x y
研究其“不变量”
从几何直观上
只有x轴和平行于y轴的直线在ρ的作用
下保持不变.
伸缩变换只把形如 α =
k1 0
0 ,β =
k2
的向
量变为与自身共线的向量 α =
k1 0
,2β =
-x-2 y = 0.

数学选修3 (2)

数学选修3 (2)

数学选修3

引言

数学选修3是高中数学课程中的一门选修课,主要涵盖了高等数学中的一些重要内容。本文档将介绍数学选修3的主要学习内容和学习目标。

一、函数的极限与连续

函数的极限是数学分析中的重要概念,在数学选修3中也有所涉及。学生需要掌握函数极限的定义和性质,以及常见的求极限的方法,如夹逼定理、洛必达法则等。

在连续性的学习中,学生需要了解函数连续的定义和判定条件。同时,学生还需要学会利用连续函数的性质解决实际问题,如最值问题、方程和不等式求解等。

二、一元函数的导数与微分

导数是微积分的核心概念之一,也是一元函数的重要属性之一。在数学选修3中,学生将学习导数的定义、导数的计算方法和常见函数的导数。

微分是导数的应用,学生需要了解微分的定义和性质,并学会应用微分解决实际问题,如函数的极值、函数图像的描绘等。

三、一元函数积分学

积分是微积分的另一个核心概念。在数学选修3中,学生将学习积分的定义和性质,以及常见函数的积分。

学生需要掌握计算不定积分和定积分的方法,并学会运用积分解决实际问题,如面积计算、曲线长度计算等。

四、多元函数微分学

多元函数的微分学是数学选修3中的拓展内容。学生将学习多元函数的偏导数、方向导数和梯度,并了解它们的几何意义和计算方法。

在多元函数微分学的学习中,学生还将学习二阶偏导数和多元函数的泰勒展开式,以及利用多元函数微分解决实际问题的方法。

五、矩阵与线性变换

在数学选修3的最后一个模块中,学生将学习矩阵的基本概念和运算规则,以及矩阵的特征值和特征向量。

学生还需要了解线性变换的定义和性质,并学会利用矩阵表示线性变换,并解决与线性变换相关的实际问题。

人教A版高中数学选修4-2-4.1.2 特征值与特征向量的计算-教案设计

人教A版高中数学选修4-2-4.1.2 特征值与特征向量的计算-教案设计

特征值与特征向量的计算

【教学目标】

1.理解二阶矩阵特征值与特征向量的直接求法。

2.掌握直接法求二阶矩阵特征值与特征向量的主要步骤,并能求简单二阶矩的阵特征值与特征向量。

3.亲历求简单二阶矩阵特征值与特征向量的过程,体验分析归纳得出求简单二阶矩的阵特征值与特征向量的一般步骤,进一步发展学生的探究、交流能力。

【教学重难点】

重点:二阶矩阵特征值与特征向量的直接求法。

难点:求二阶矩阵特征值与特征向量的主要步骤。

【教学过程】

一、新课引入

教师:前面我们通过考察线性变换对平面向量(或直线)的作用结果.从几何直观上“看出了”一些特殊矩阵的特征值和特征向量.但是,对一般的二阶矩阵,由于我们不太了解与之对应的线性变换的几何特征,所以很难通过几何直观的方法“看出”这些矩阵的特征值和特征向量。所以今天我们将探究简单二阶矩阵的特征值与特征向量的一般求法。

二、讲授新课

1、例题探索

教师给出如下例题,让学生用学过的知识解答。

例1、设

22

13

A

⎛⎫

= ⎪

⎝⎭

,求A的特征值以及属于每个特征值的一个特征向量。

学生解答,教师总结并提出问题?

教师提问:

(1)几何直观求特征值与特征向量是不是很麻烦?

(2)能不能用别的方法求出特征值与特征向量?

(3)请学生阅读课本内容,并回答:给定二阶矩阵,能否不通过几何直观而直接求出它的特征值和特征向量呢?

学生阅读教材,教师准备板书。

(2)它们在解题中具体怎么应用?

四、习题检测

1.求下列矩阵的特征值及其对应的一个特征向量。

(1)

20

1

3

⎛⎫

-

⎝⎭

;(2)

12

03

⎛⎫

⎝⎭

(3)

34

43

线性变换思想在中学数学中的应用

线性变换思想在中学数学中的应用

线性变换思想在中学数学中的应用

摘要:本文首先给出了线性变换的定义以及中学数学中涉及到的几种特殊的线性变换,包括其表达式及特征等。然后介绍了这几种线性变换在中学几何中的意义, 它是普通线性变换的一个自然推广,同时研究了线性变换在几何中的应用。最后,给出了具体实例说明了利用线性变换解决中学中平面几何题的方法以及线性变换思想在中学数学中的影响。

关键词:线性变换中学数学几何应用

随着社会的进步和时代的发展,针对我国中学数学课程现状,制定和实施新

的课程标准势在必行。2003年颁布了《普通高中数学课程标准(实验)》(以下

简称《标准》)。由参考文献[1]、[2]、[3]、[4]可知:

《标准》规定的课程与以往的课程相比,内容上发生很大的变化,尤其在选修系列中,增加了矩阵与变换、数列与差分、初等数论初步、优选法与试验设计初步、统筹法与图论、风险与决策、开关电路与布尔代数等内容,矩阵与变换是选修系列的内容。

矩阵是代数学的基本内容之一,变换是几何中的基本内容之一。对于中学数学教材改革来说,认真研究怎样把应用广泛的矩阵内容融入代数教材,以及如何进一步用变换的观念来处理几何教材,最终用矩阵来表示线性变换可以更有效地学习和运用这部分知识。中学数学引入矩阵初步知识,主要是为表达数据提供新的工具。矩阵作为研究图形(向量)变换的基本工具,有着广泛的应用,许多数学模型都可以用矩阵来表示。由矩阵建立的线性变换就是平面上的坐标变换,其中,矩阵起着“对应法则”的作用,用二阶矩阵a b c d ⎡⎤

⎥⎣⎦

确定的变换,就是构造映射,使平面上的点(向量)x y ⎡⎤

高考数学一轮总复习解析几何中的曲线方程与坐标变换方法

高考数学一轮总复习解析几何中的曲线方程与坐标变换方法

高考数学一轮总复习解析几何中的曲线方程

与坐标变换方法

在高中数学中,解析几何是一个重要的部分,其中曲线方程与坐标变换方法是解析几何中的两个重要概念。本文将对高考数学一轮总复习中的曲线方程与坐标变换方法进行解析和讨论。

一、曲线方程

1. 直线的方程

直线是解析几何中最基本的曲线形式之一。给定平面上的两个点

A(x₁, y₁)和B(x₂, y₂),直线AB的方程可表示为:

y - y₁ = (y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) * (x - x₁)

这是直线的点斜式方程。我们也可以用一般式方程Ax + By + C = 0来表示直线,其中A、B、C是常数。直线的斜率k等于(y₂-y₁)/(x₂-x₁),而常数C等于-y₁(x₂-x₁) + y₂(x₁-x₂)。

2. 圆的方程

圆是解析几何中另一个重要的曲线形式。给定平面上的圆心C(h, k)和半径r,圆的方程可表示为:

(x - h)² + (y - k)² = r²

这是圆的标准方程。我们可以根据圆心和半径的不同形式,将圆的方程改写为其他形式,如一般式方程、截距式方程等。

3. 抛物线的方程

抛物线是一种特殊的曲线形式,其方程通常表示为:

y = ax² + bx + c

其中a、b、c是常数。抛物线可根据a的正负和大小分为开口向上或向下的不同类型。

二、坐标变换方法

1. 平移

平移是一种常见的坐标变换方法,通过将平面内的点沿着x轴或y 轴方向移动一定的距离,来改变点的位置。平移操作可以通过在坐标的x、y值中加上相应的常数实现。

2. 旋转

旋转是另一种常见的坐标变换方法,通过围绕坐标原点或其他旋转中心,将平面内的点按照一定角度进行旋转,改变点的位置。旋转操作可以通过一系列的线性变换和矩阵运算来实现。

高中数学—线性变换与二阶矩阵

高中数学—线性变换与二阶矩阵
2. 怎样根据条件求上述变换的变换公式?
2. 反射变换
一般地, 我们把平面上的任意一点 P 对应到它关 于直线 l 的对称点 P 的线性变换叫做关于直线 l 的反 射.
如点 P(x, y) 关于 x 轴的反射 P(x, y), 其反射变
换公式为 x=x,
y P(x, y)
y= -y.
与之对应的二阶矩阵是
3 2
,
O A(1, 0) x
y=
|OA|sin30=sin30=
1 2
.
因此点 A(1,
0) 在旋转变换下的像是 A(
3 2
,
12).
例1. 在直角坐标系 xOy 内, 将每个点绕原点 O
按逆时针方向旋转 30 的变换称为旋转角是 30 的旋
来自百度文库转变换.
(1) 求点 A(1, 0) 在这个旋转变换作用下的像 A;
旋转 a 角得 P(x, y) 的旋转变换 (通常记为Ra) 的坐
标变换公式是
x y
= =
xcosa xsina
+
ysina ycosa
, .
对应的二阶矩阵是
cosa sina
-sina cosa
.
y P(x, y) P(x, y)
q
O
x
(二) 变换、矩阵的相等
问题2. 请写出在直角坐标系 xOy 内, 每个点 P

线性代数在高中数学中的应用解析

线性代数在高中数学中的应用解析

线性代数在高中数学中的应用解析

线性代数是一门研究向量空间、线性变换和线性方程组的数学学科。虽然在高

中阶段,学生们对线性代数的学习可能还不够深入,但线性代数的一些基本概念和方法在高中数学中的应用也是不可忽视的。

一、矩阵与线性方程组

矩阵是线性代数中的重要概念之一,也是高中数学中经常涉及到的内容。在高

中数学中,我们经常遇到线性方程组的求解问题。而线性方程组可以通过矩阵的形式来表示和求解。

例如,对于一个二元一次方程组:

2x + 3y = 7

4x - 5y = -1

我们可以将其转化为矩阵形式:

⎡2 3⎤⎡x⎤⎡7⎤

⎢⎥⎢⎥ = ⎢⎥

⎣4 -5⎦⎣y⎦⎣-1⎦

通过矩阵的运算,我们可以使用高斯消元法或矩阵的逆等方法求解出未知数x

和y的值。这种方法简洁高效,为解决线性方程组提供了一种有效的工具。

二、向量与几何

向量是线性代数中的另一个重要概念,也是高中数学中常见的内容。在几何中,向量可以用来表示物体的位移、速度、加速度等。

例如,在平面几何中,我们经常遇到两点之间的距离问题。而这个距离可以通

过向量的差来求解。对于平面上两点A(x1, y1)和B(x2, y2),它们之间的距离可以

表示为:

AB = √((x2 - x1)² + (y2 - y1)²)

其中,向量AB = (x2 - x1, y2 - y1)。

通过向量的运算,我们可以得到两点之间的距离,这种方法简单直观,可以应

用于平面几何中的各种问题。

三、线性变换与投影

线性变换是线性代数中的重要内容之一,它在高中数学中的应用也是很广泛的。线性变换可以将一个向量空间中的向量映射到另一个向量空间中,常见的线性变换有旋转、平移、缩放等。

高中数学选修12教案

高中数学选修12教案

改进措施
个性化辅导
针对不同学生的学习需求 ,提供个性化的辅导和指 导。
调整教学方法
根据学生的学习情况和反 馈,不断调整教学方法和 手段,提高教学效果。
强化实践应用
加强数学知识的实践应用 ,提高学生的实际操作能 力和问题解决能力。
拓展学习资源
提供丰富的学习资源,如 数学软件、在线课程等, 帮助学生拓宽学习视野。
04
教学评价与反馈
评价方法
课堂观察
通过观察学生在课堂 上的表现,评估他们 对数学知识的掌握程
度和应用能力。
作业和测验
布置适当的作业和测 验,以检验学生对数 学知识的理解和应用
水平。
小组讨论
组织小组讨论,鼓励 学生交流学习心得, 提高他们的合作学习 和问题解决能力。
学生自评
引导学生进行自我评 价,帮助他们认识自 己的学习状况,激发
05
教学反思与总结
教学效果分析
课堂参与度
技能应用能力
通过观察和评估学生在课堂上的表现 ,判断学生的参与程度和互动情况。
通过解决实际问题,评估学生运用所 学数学知识解决实际问题的能力。
知识掌握程度
通过课后作业和小测验,了解学生对 所学知识的掌握程度,找出学生的薄 弱环节。
教学内容调整
难易程度
根据学生的接受能力和反馈,调 整教学内容的难易程度,确保教

线性变换和特征值

线性变换和特征值

2)
解法1:先计算 A 1,令 B=I+A-,1 求出特征方
程 I - B 0的根即可。
解法2:因为 A12320,所以A可逆,p i
为对应于A的特征值 i 的特征向量,则
又 A -1 pi
1
i
pi
Ipi = pi
所以 (I+A -1)pi(1 1 i)pi,
i1,2,3
从而矩阵I A1的特征值为1
证:利用矩阵的数乘及乘法运算,y=T(x)Ax
是Rn到Rm的映射。若 y1=A x1,y2=A x2,显然 有
y 1 + y 2 = A x 1 + A x 2 = A x 1 + x 2 及 ky1=Akx1
即T是 Rn到Rm的线性映射。
例6.2 向量空间V中的恒等变换 E:E(α)=α,αV 是线性变换。 证明:设 α,βV,kR ,则有
可得它的一个基础解系
1 1
ξ1
2
,
ξ
2
0
,所以k1ξ1k2ξ2(k1,k2都不为
0
1
零)是A对应于特征值1 1的全部特征向量。 对于特征值 ,解齐次线性方程组 ,得它3的 一8 个基础解系
(8I-A)x0
2 ,所以
是A对应于特征
ξ
3
1
k3ξ3,(k3 0)
值8的全 2 部 特征向量。

高中数学特征值和特征向量解题策略

高中数学特征值和特征向量解题策略

高中数学特征值和特征向量解题策略作者:李泽地

来源:《中学生理科应试》2021年第11期

对于特征值和特征向量这一章节的教学,教师首先需要引导学生亲历矩阵特征值与特征向量意义的探索过程,体验分析归纳得出矩阵特征值和特征向量的存在與性质,通过讲授与案例结合的方式发展学生的探究、交流能力.

一、特征值和特征向量的定义

对于特征值和特征向量的考查,最简单的考查形式就是对定义和计算的考查.在新课导入阶段,教师首先可以提问:对于线性变换,是否存在平面内的直线,使得该直线在这个线性变换作用下保持不变?是否存在向量,使得该向量在这个线性变换的作用下具有某种“不变性”?因此引入新课.在讲授定义过程中,可以类比伸缩变换、反射变换,结合下述案例进行讲授.

案例1 已知矩阵A=12-14.求A的特征值和特征向量.

分析可先根据特征值的定义列出特征多项式,令f(λ)=0解方程可得特征值,再由特征值列出方程组即可解得相应的特征向量.

解答矩阵A的特征多项式为f(λ)=λ-1-21λ-4=λ2-5λ+6,

令f(λ)=0,解得λ1=2,λ2=3,

当λ1=2时,解得α1=21,

当λ2=3时,解得α2=11.

所以矩阵A属于特征值2的一个特征向量为21,同理,属于特征值3的一个特征向量为11.

点评本题主要考查矩阵特征值和特征向量的定义,根据定义进行基础运算就可以得到相应的答案.

案例2 已知矩阵A=4001,B=1205,列向量X=ab.

(1)求矩阵AB;(2)若B-1A-1X=51,求实数a,b的值.

分析(1)根据矩阵的乘法,即可求得AB;

高等数学 高中数学

高等数学 高中数学

高等数学高中数学

高等数学是高中数学的延伸和拓展,是一门理论性和实践性相结合的学科。它是研究数学基本概念、基本理论和基本方法的一门综合性学科,主要包括微积分、数学分析、线性代数和概率统计等内容。

从微积分入手,高等数学的学习首先要掌握导数和积分的基本概念和性质。导数作为微积分的基础,是描述曲线在某一点的切线斜率的量,它具有求速度、加速度和斜率等作用。掌握导数的计算方法和相关定理,对于理解和应用微积分具有重要意义。

而积分是导数的逆运算,是计算曲线面积和曲线长度的数学工具。通过掌握积分的性质和计算方法,可以解决各种曲线面积、曲线长度以及曲线上的平均值等实际问题。在高中数学中,积分还可以用来求解函数的不定积分,进一步学习和应用积分技巧。

除了微积分,线性代数也是高等数学中不可或缺的一部分。线性代数主要研究向量、矩阵、线性方程组和线性变换等内容。通过学习线性代数,可以理解和描述线性空间中的向量和线性变换的性质,为之后的科学研究奠定基础。

另外,概率统计也是高等数学的重要分支之一。概率统计用于研究事物发生的可能性和规律性,并通过统计方法对数据进行分析和推断。学习概率统计,可以帮助我们理解和应用基本的概率概念和统计方法,提高对数据的处理和判断能力。

综上所述,高等数学是高中数学的延伸和深化,主要包括微积分、线性代数和概率统计等内容。通过学习高等数学,我们可以更加深入地理解数学的本质和应用,提高数学思维和解决问题的能力。希望同学们在学习高等数学的过程中,能够坚持理论与实践相结合,注重基础知识的掌握和应用能力的培养,以便将来能够更好地应对各种数学问题和实际挑战。

高考数学中的矩阵解析技巧

高考数学中的矩阵解析技巧

高考数学中的矩阵解析技巧矩阵是高中数学中的一个重要知识点,也是高考数学必考内容之一。矩阵不仅在数学中有着重要应用,还被广泛应用于物理、化学、工程等领域。因此,掌握矩阵的解析技巧不仅有助于高考成绩的提升,也能为今后的学习和工作打下坚实的基础。本文将就高考数学中的矩阵解析技巧进行详细的阐述和探讨。

一、矩阵的定义和基本运算

矩阵由一组数排成的矩形数组组成,通常用大写字母表示。矩阵的行数与列数分别称为矩阵的行数和列数。例如,A=[a_ij ]表示一个m行n列的矩阵,其中a_ij是矩阵A的第i行第j列的元素。矩阵中的元素可以是实数、复数、方程等。

矩阵的基本运算有加法、数乘、乘法三种。

加法:设A=[a_ij ],B=[b_ij ]是两个m行n列的矩阵,则矩阵A与B的和C=[c_ij ]定义为C=A+B,其中c_ij=a_ij+b_ij。

数乘:设k为实数,A=[a_ij ]是一个m行n列的矩阵,则k乘以矩阵A的结果为D=[d_ij ],其中d_ij=k×a_ij。

乘法:设A=[a_ij ]是一个m行n列的矩阵,B=[b_ij ]是一个n 行r列的矩阵,则A乘以B的积C=[c_ij ]定义为:

c_ij=a_i1×b_1j+a_i2×b_2j+···+a_in×b_nj

其中1≤i≤m,1≤j≤r,c_ij是矩阵C的第i行第j列的元素。需要注意的是,两个矩阵相乘的前提是它们的行列数符合要求,即一个矩阵的列数等于另一个矩阵的行数。

二、矩阵的性质

矩阵有一些重要的性质,掌握这些性质有助于更深入地理解矩阵并应用于实际问题的解决中。

人教版高中数学选修 4-2矩阵变换 第一章 第三节 线性变换的基本性质

人教版高中数学选修 4-2矩阵变换 第一章 第三节 线性变换的基本性质

γ 是由向量 , 2的终点所确定的 α 1α
向量形式.
由定理1,直线l在线性变换 x′ x =A 的作用下变成 y′ y
y
P2 P
γ= A(λ α+λ β) =λ ,O 1 2 1 Aα+λ 2 Aβ
(其中λ1,λ2是实数,且λ1 +λ2=1)
P1
x
( 1 )如果Aα ≠Aβ,则上式表示 由Aα,Aβ的终点所确定的直线 . ∴ 二阶矩阵A所对应的线性变换把平 面上的直线变成直线; (2 )如果Aα = Aβ,那么 λ 1 Aα +λ 2 Aβ= Aα. ∴ Aα的终点是平面上确定的 点 ∴ 二阶矩阵A所对应的线性变换把平 面上的直 线变成了一个点 Aα. 即:性质2得证 .
定理1
β 设A是一个二阶矩阵,α , 是平面上的任意 两个向量,λ1,λ2是任意实数, 则A(λ1 α + λ2 )= λ2 A . β β λ1 A + α
证明:由性质1得 β A(λ1 )+α A(λ1 α + λ2 )= A(λ2 ) β =λ1 A α + λ2 A .β
γ= OP,则P点在直线l上当且仅当P 1 P // P 1 P 2 ∴γ- (α2- α1 =λ α1 ). ∴γ= ( 1 -λ)α1 +λ α2 .

高中数学备课教案向量的线性变换与平移

高中数学备课教案向量的线性变换与平移

高中数学备课教案向量的线性变换与平移高中数学备课教案:向量的线性变换与平移

一、教学目标

通过本节课的学习,学生应能够:

1. 理解向量的线性变换和平移的概念;

2. 熟练掌握向量的线性变换和平移的计算方法;

3. 能够应用向量的线性变换和平移解决实际问题。

二、教学重难点

1. 向量的线性变换的概念及计算;

2. 向量的平移的概念及计算;

3. 将向量的线性变换和平移应用于解决实际问题。

三、教学准备

1. 教师准备:

- 教案和教学课件;

- 板书工具;

- 相关练习题及解答;

- 实际应用问题的案例。

2. 学生准备:

- 高中数学教科书;

- 笔记本和笔。

四、教学步骤

1. 导入(5分钟)

向学生提出以下问题:你们在日常生活中见过哪些平移的例子?你们如何用向量来描述这些平移?引导学生思考,并对学生的回答进行讨论。

2. 理论讲解(10分钟)

2.1 向量的线性变换

- 介绍向量的线性变换的概念:通过对原向量进行线性组合,生成一个新的向量。

- 给出线性变换的计算方法:将系数与向量相乘后求和。

2.2 向量的平移

- 讲解向量的平移的概念:将向量沿着指定的方向移动一定的距离生成一个新的向量。

- 给出平移的计算方法:将平移向量与原向量相加。

3. 案例分析(20分钟)

3.1 线性变换的案例分析

- 提供一个具体的案例,如:将向量[a, b]进行线性变换,线性变换的矩阵表示为:

[c, d]

[e, f],

求线性变换后的向量。

- 引导学生根据线性变换的计算方法,进行运算并给出答案。

3.2 平移的案例分析

- 提供一个具体的案例,如:将向量[a, b]沿着向量[c, d]平移一定的距离,求平移后的向量。

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浅谈高中数学线性变换的解题技巧

在新课改之后,要求高中生不仅要学会灵活运用学科基础知识解决问题,还要利用课余时间学习自身兴趣的知识点,使得每个人都能得到全面发展和锻炼。高中线性变换虽然作为选修章节,但是其所蕴含的内容是衔接高中与大学的关键点,掌握线性变换的基础知识也就是提前了解和学习了大学所要接触的高等数学知识模块,即矩阵问题。因此,笔者立足于高中选修的重要知识点——线性变换,先阐述其概念及性质,然后来探究如何巧妙解决高中数学中线性变换的难题,从而为初等数学过渡到高等数学做提前的准备。

标签:数学线性变换解题技巧

一、高中数学线性变换的概述

1.线性变换的概念

线性变换一般是指,在构建的xOy坐标系内,存在至少一个点或多个点的集合A与另一个相对应的至少一个或多个点的集合B两者之间按照一定规则可以相互变换,且不同的点与所转变后的点不相同,即在平面直角坐标系中,把形如进行几何变换,这就叫做线性变换。

2.线性变换的基本性质

线性变换具有三个基本性质,第一个性质是任何向量乘于零都为零,数学表达式为:T(0)=0;第二个性质是任何向量乘于任何一个负向量等于两个向量相乘的负数,数学表达式为:T(-a)=-T(a);第三个性质是线性变换满足乘法交换律、结合律,即,其中A是一般矩阵,是平面直角坐标系内任意的两个向量,是任意实数。

二、高中数学线性变换的解题技巧

1.数形结合

例1:在平面直角坐标系xOy中,已知平面区域A={(x,y)|x + y≤1,且x≥0,y≥0},求平面区域B={(x + y,x - y)|(x,y)∈A}的面積。

解析:本题考察的是线性变换结合不等式的应用难点,解决该问题首先要分析题干信息,根据题目给出的信息列出平面区域A的不等式条件。由于本题平面区域B存在与平面区域A相重合的未知数,因此要假设两个新的未知数替代B的条件,再将新的未知数条件代入A中就能很快确定B的向量表示,最后快速建立平面直角坐标系画出平面区域B的图形就能的出其面积的大小。

设:未知数u=x+y,v=x-y

那么x= ,y=

因为A中满足x+y≤1,x≥0,y≥0

所以u≤1,u+v≥0,u-v≥0.

如图所示,可将未知数u 、v所含条件建立平面直角坐标系,其面积为:

S=1/2*2*1=1

2.线性变换的不变性

例2:已知在一个二阶矩阵M对应变换的作用下,点A(4,4)变成了点A’(6,8),点B(4,0)变成了点B’(1,4),求该二阶矩阵M。

解析:本题重点考察二阶矩阵进行线性变换的过程及反推技巧,解决这类题目可以利用线性变换的性质,即线性变换满足乘法的交换律及结合率,再结合二阶矩阵运算规律进行代入求值。纵观题目可以发现本题是将二阶矩阵作为线性变换的条件,因此需要首先假设一个二阶矩阵,再根据题干信息代入求值即可。

解析:本题考察的是对二阶矩阵运算及线性变换中线段的转换知识点部分,很多同学在看到该类型题目时总会不知所措,但只要认真挖掘题干信息,就能发现求解该种题目其实很简单。首先根据题干信息求出M、N结合后的矩阵,再假设经过线性变换后的直线表达式的未知数,代入MN中就能有效解答该题目。

三、结束语

高中线性变换问题作为一种数学的转换方法是高中数学学习中的选修项目,虽然其灵活和多变的特性导致了其难度程度较高,但其作为衔接初等数学与高等数学的知识点是高中生应该学习的重点。本文浅显地分析了解决线性变换类型题的技巧,旨在分享笔者在学习过程中积累的经验与解题的思路,让更多的同学能够在应对线性变换问题时有更多的解决途径。学习高中线性变换知识能够更好地为今后学习高等数学提供帮助,因此,作为高中生不仅应该熟练掌握课本上的知识,还应提前学习一些与课内相关的课外重点知识,为进入大学做准备。

参考文献

[1]高中数学选修4-2

[2]巧建平面直角坐标系求解向量问题.《福建中学数学》.黄国斌.2015.

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