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1、,矩阵与变换,MATRIX&TRANSFORMATION,选修系列42,一、本专题的定位和意图,定位 低起点以初中数学知识为基础;低维度以二阶矩阵为研究对象;形数以(几何图形)变换研究二阶矩阵。,意图 在基本思想上对矩阵、变换等有一个初步了解,对进一步学习和工作打下基础。,二、本专题的主要内容,通过几何变换讨论二阶方阵的乘法及性质、矩阵的逆和矩阵的特征向量,矩阵的简单应用。,三、本专题重点、难点及主要数学思想,主要数学思想(1)几何变换;(2)代数运算;(3)数形结合的思想;(4)算法思想。,重点 通过几何图形变换,学习二阶矩阵的基本概念、性质和思想。,难点 切变变换,逆变换(矩阵),特征值与
2、特征向量。,四、本专题的学习思路,主线 通过几何变换对几何图形的作用,直观认识矩阵的意义和作用。,技术与内容的整合(1)几何变换;(2)变换与矩阵的乘法;(3)逆矩阵。,学习要点 从具体实例入手,突出矩阵的几何意义,遵循从具体到一般,从直观到抽象的教学原则。,五、本专题内容解析,21二阶矩阵与平面向量 矩阵的概念从表、网络图、坐标平面上的点(向量)、生活实例等引出。二阶矩阵与二维(平面)向量的乘法从实例到点变换。,22几种常见的平面变换(一)给定一个二阶矩阵,就确定了一个变换:,恒等变换,伸压变换,反射变换,22几种常见的平面变换(二),旋转变换,投影变换,切变变换,矩阵变换的基本性质线性,矩
3、阵的变换是一种特殊的变换线性变换,即把“直线变成直线”,确切地说:可逆矩阵把直线变成直线,有的矩阵可能把直线变成点。,(1)A()=A;(2)A(+)=A+A。,A(+)=A+A。,23变换的复合与矩阵乘法,连续施行两次变换矩阵的乘法;,矩阵乘法满足结合律,但不满足交换律:,交换律验证,24逆变换与逆矩阵(一),反射矩阵(变换)的逆矩阵(变换)是其自身;,伸压矩阵的逆矩阵是伸压矩阵;,与ax=b类比引入单位矩阵和逆矩阵特殊矩阵(变换)的逆矩阵(变换)。,24逆变换与逆矩阵(二),旋转矩阵的逆矩阵是旋转矩阵;,切变矩阵的逆矩阵是切变矩阵;,投影矩阵无逆矩阵。,24逆变换与逆矩阵(三),关于矩阵乘积的逆矩阵;(1)前提;(2)结论(AB)-1=B-1A-1;(3)描述1(形象)、描述2(几何)。先穿袜子后穿鞋 先脱鞋子后脱袜子,关于逆矩阵的计算;(1)用几何变换的观点;(2)用方程组;,24逆变换与逆矩阵(四),二阶矩阵与二元一次方程组。(1)二阶行列式;,(2)二元一次方程组的新看法:,(3)了解用逆矩阵的方法解二元一次方程组,可作适量练习。,25特征值与特征向量(一),矩阵的特征向量是在变换下“基本”不变的量;,特征向量的几何意义。,A=,A的一个特征值,A的属于的一个特征向量,25特征值与特征向量(二),特征多项式:,谢谢!,THANKS!,要求:同学们积极做好期终迎考复习!,