高考数学1几种特殊的矩阵变换专题12020.031,圆221x y +=在矩阵10102⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦对应的变换作用下的结果为 .2,当兔子和狐狸处于同一栖息地时,忽略其他因素,只考虑兔子数量和狐狸数量的相互影响,为了简便起见,不妨做如下假设: (1)由于自然繁殖,兔子数每年增长10%,狐狸数每年减少15%; (2)由于狐狸吃兔子,兔子数每年减少狐狸数的0.15倍,狐狸数每年增加兔子数的0.1倍;(3)第n 年时,兔子数量n R 用表示,狐狸数量用n F 表示;(4)初始时刻(即第0年),兔子数量有1000=R 只,狐狸数量有300=F 只。
请用所学知识解决如下问题:(1)列出兔子与狐狸的生态模型; (2)求出n R 、n F 关于n 的关系式;(3)讨论当n 越来越大时,兔子与狐狸的数量是否能达到一个稳定的平衡状态,说明你的理由。
3,在一次抗洪抢险中,准备用射击的方法引爆从桥上游漂流而下的一巨大汽油罐.已知只有5发子弹备用,且首次命中只能使汽油流出,再次命中才能引爆成功,每次射击命中率都是32.,每次命中与否互相独立.(1) 求油罐被引爆的概率.(2) 如果引爆或子弹打光则停止射击,设射击次数为ξ,求ξ的分布列及ξ的数学期望4,在空间四边形ABCD 中,AC 和BD 为对角线,G 为ABC ∆的重心,E 是BD上一点,3BE ED =,以{},,AB AC ADu u u r u u u r u u u r 为基底,则GE =u u u r___5,设M 是把坐标平面上的点的横坐标伸长到2倍,纵坐标伸长到3倍的伸压变换. 求逆矩阵1M -以及椭圆22149x y +=在1M -的作用下的新曲线的方程.6,已知变换A :平面上的点P (2,-1)、Q (-1,2)分别变换成点P 1(3,-4)、 Q 1(0,5)(1)求变换矩阵A ;(2)判断变换A 是否可逆,如果可逆,求矩阵A 的逆矩阵A -1;如不可逆,说明理由.7,两个人射击,甲射击一次中靶概率是21,乙射击一次中靶概率是31,(Ⅰ)两人各射击一次,中靶至少一次就算完成目标,则完成目标概率是多少?(Ⅱ)两人各射击2次,中靶至少3次就算完成目标,则完成目标的概率是多少?(Ⅲ)两人各射击5次,是否有99%的把握断定他们至少中靶一次?8,如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点E 是棱BC 的中点,点F 是棱CD 上的动点.(Ⅰ)试确定点F 的位置,使得D 1E ⊥平面AB 1F ;(Ⅱ)当D 1E ⊥平面AB 1F 时,求二面角C 1―EF ―A 的余弦值以及BA 1与面C 1EF 所成的角的大小.9,设矩阵3122132M ⎤-⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦的逆矩阵是1a b M c d -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,则a c +的值为 10,在矩阵1021⎡⎤⎢⎥⎣⎦变换下,点A (2,1)将会转换成 . 11,在下列四个命题中:①已知A 、B 、C 、D 是空间的任意四点,则=+++;②若{,,}为空间的一组基底,则{+++,,}也构成空间的一组基底;③|||||||)(|c b a c b a ⋅⋅=⋅⋅;④对于空间的任意一点O 和不共线的三点A 、B 、C ,若OC z OB y OA x OP ++=(其中R z y x ∈,,),则P 、A 、B 、C 四点共面. 其中是真命题的有 (填序号)12,一射手对同一目标独立地进行4次射击,已知至少命中一次的概率为8180,则此射手的命中率是13,一袋中装有5个白球,3个红球,现从袋中往外取球,每次取出一个,取出后记下球的颜色,然后放回,直到红球出现10次停止,设停止时,取球次数为随机变量,则==)12(X P ____________________(只需列式,不需计算结果).答案1,2241x y +=2, 解:⑴)1(85.01.015.01.11111≥⎩⎨⎧+=-=----n F R F F R R n n n n n n …⑵设⎥⎦⎤⎢⎣⎡=n n n F R α,⎢⎣⎡=1.01.1M⎥⎦⎤-85.015.0 ∴)(21--==n n n M M M ααα=……=∞αnM又矩阵M 的特征多项式1.01.1)(--=λλf 85.015.0-λ=)95.0)(1(95.095.12--=+-λλλλ令0)(=λf 得:95.0,121==λλ特征值11=λ对应的一个特征向量为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=231α 特征值95.02=λ对应的一个特征向量为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=112α且2101107011110237030100ααα-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∴2211011070αλαλααnn n n M -===⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡•-•-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•-⎥⎦⎤⎢⎣⎡n n n 95.011014095.01102101195.01102370∴⎪⎩⎪⎨⎧•-=•-=n n n n F R 95.011014095.0110210⑶当n 越来越大时,n95.0越来越接近于0,n R ,n F 分别趋向于常量210,140。
即随着时间的增加,兔子与狐狸的数量逐渐增加,当时间充分长后,兔子与狐狸的数量达到一个稳定的平衡状态。
3, 解:(1)“油罐被引爆”的事件为事件A ,其对立事件为A ,则P(A )=C5415313132⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛∴P(A)=1-2432323131325415=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛•C答:油罐被引爆的概率为232243(2)射击次数ξ的可能取值为2,3,4,5,P(ξ=2)=94322=⎪⎭⎫⎝⎛, P(ξ=3)=C27832313212=...,P(ξ=4)=C274323132213=⎪⎭⎫ ⎝⎛.., P(ξ=5)=C913131324314=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛.故ξ的分布列为:E ξ=2×94+3×278+4×274+5×91=2779.4, --3114123AD AB ACu u ur u u u r u u u r5, 解:.1102103M -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,椭圆22149x y +=在1M -的作用下的新曲线的方程为221x y += 6, 解:假设所求的变换矩阵A=⎥⎦⎤⎢⎣⎡d c b a , 依题意,可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-4312 及⎥⎦⎤⎢⎣⎡d c b a ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-5021即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+--=-=-52024232d c b a d c b a 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-===2112d c b a 所以所求的变换矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=2112A 。
(2)A 可逆121551255A -⎡⎤-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦7, 解:(Ⅰ)共三种情况:乙中靶甲不中313221=⋅; 甲中靶乙不中613121=⋅;甲乙全613121=⋅。
∴概率是32316161=++。
(Ⅱ)两类情况:共击中3次61)31()31()21()21()32()31()21()21(0222111*********=⨯+⨯C C C C ;共击中4次361)32()31()21()21(02220222=⨯C C , 36736161=+∴概率为.(III )0505551212421()()10.9923243243C C -=-=>,能断定.8,解:(1)以A 为原点,直线AB 、AD 、AA 1为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,不妨设正方体的棱长为1,且x DF =,则)0,1,0(),0,0,1(),000()1,0,0(1D B A A ,,, )0,1,(),0,21,1()1,1,0(),1,0,1(11x F E D B 于是)0,1,(),1,0,1(),1,21,1(11x AF AB E D ==--=由D AB D F AB E D ⊥⊥⇔⊥11111且面 于是00111=⋅=⋅D AB D 与,可解得21=x所以当点F 是CD 的中点时,F AB E D 11平面⊥(2)当F AB E D 11平面⊥时,F 是CD 的中点,)0,1,21(F平面AEF 的一个法向量为)1,0,0(=而在平面C 1EF 中,)0,21,21(),1,21,0(1-==EF EC 所以平面C 1EF 的一个法向量为)1,2,2(-=31,cos ->=<n m ,又因为当把,都移向这个二面角内一点时,背向平面AEF ,而指向平面C 1EF故二面角C 1―EF ―A 的余弦值为13-又)1,0,1(1-=, >=<BA ,cos 122-, 所以01135,>=<BA∴BA 1与平面C 1EF 所成的角的大小为045.9,1 2210, (2,5)11, ①②12, 3213,210911)85()83(C。