§2.3.1 矩阵乘法的概念
教学目标
1.熟练掌握二阶矩阵与二阶矩阵的乘法.
2.理解两个二阶矩阵相乘的结果仍然是一个二阶矩阵,从几何变换的角度来看,它表示的是原来两个矩阵对应的连续两次变换.
教学重点、难点
从几何变换的角度理解两个二阶矩阵相乘
教学过程:
一、问题情境
(一)阅读教材,解决下列问题:
问题:如果我们对一个平面向量连续实施两次几何变换,结果会是怎样?举例说明.
归纳1:矩阵乘法法则:
归纳2:矩阵乘法的几何意义:
(二)初等变换:在数学中,一一对应的平面几何变换都可看做是伸压、反射、旋转、切变变换的一次或多次复合,而伸压、反射、切变变换通常叫做初等变换,对应的矩阵叫做初等变换矩阵.
二、例题精讲
例1 (1)已知A=,B=,计算AB
(2)已知A=,B=,计算AB,BA
(3)已知A=,B=,C=计算AB,AC
例2 已知梯形ABCD,其中A(0,0),B(3,0),C(2,2),D(1,2),先将梯形作关于x轴的反射变换,再将所得图形绕原点逆时针旋转
求连续两次变换所对应的变换矩阵M
求点A,B,C,D在作用下所得到的结果
在平面直角坐标系内画出两次变换对应的几何图形,并验证(2)中的结论.
例3 已知A=,B=,试求AB,并对其几何意义给予解释.
三、课堂精练:
1.已知A=,B=则AB=____________,BA=______________
2.设,分别求A2, A3 ,A4, A5
3.证明下列等式成立,并从几何变换的角度给予解释:
(1)(2)
4.已知A=,试求A2,A3,An(n>3,且n∈N*)呢?
四、回顾小结
1.我已掌握的知识
2.我已掌握的方法
五、课后作业
1.计算:=__________ 2.=______
3.已知,则m= ,n= ,s= .
4.已知,M=N=,
则MN=_______,NM=_________
5.设若M=把直线l:2x+y+7=0变换为自身,则 ,
6.计算下列矩阵的乘积
; (2)
7.利用矩阵乘法定义证明下列等式 (k>0)并说明其几何意义.
8.已知矩阵M=和N=
(1)求证:MN=NM
(2)说明M、N所表示的几何变换,并从几何上说明满足MN=NM.
9.记,其中,作矩阵乘法SA,AS,
(1)运算结果有何规律? (2)S与单位矩阵、零矩阵的关系?
(3)当k>0时,矩阵S对应的变换TS有何几何意义?
(4)研究TS与伸压变换的关系?它变换后的象共线吗?呢?
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