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高中数学-矩阵与行列式初步(十三)---教师


2 2

B
13
42
(1)计算 2A B ; A 3B ;AB;BA。
(2)计算 A2 B2 与 (A B)(A B) ,并判断是否相等。
答案:(1)
7 5
06

0 13
144

9 10
1146

5 7
22
(2)
6 19
286

20 16
24 12
,不相等。
点评:① A2 A A
② AB BA
【热身练习】
1、矩阵
1 2
2 3
0 4
的行向量是
1 2
0, 2
3 4
列向量是
12,
32,
0 4
2、方程组
2x 4x
3y 1 y6
0
的系数矩阵是
2 4
31
增广矩阵是
2 4
3 1
16
3、增广矩阵
2 0
1 7
0 1
1 4
对应的方程组是
0 1 4 8
2x y 1 7 y z 4 y 4x 8
答案:当
a
1且a
3时,
x
y
a(a2 2a 7) (a 1)(a 3)
(a 1)2 (a 1)(a 3)
当 a 1或a 3时,方程组无解。
变式
2、
m
为何值时,方程组
mx (m (m 1)x
1) y m 2 (m 2) y m
1
有唯一一组解,且满足
x 0, y 0 ?
gh i
ab
gh
7、 2 a2 b2 a1 b1 3 a1 b1 表示成三阶行列式为 a3 b3 a3 b3 a2 b2
2 a1 b1 1 a2 b2 3 a3 b3
8、计算:
a2
b2 b3
c2 c3
b2
a2 a3
c2 c3
c2
a2 a3
b2 = c3
0
9、构造一个三阶行列式 D,使得该行列式的某个元素的代数余子式的值是 a ,
d1 b1 c1
a1 d1 c1
a1 b1 d1
Dx d2 b2 c2 , Dy a2 d2 c2 , Dz a2 b2 d2
d3 b3 c3
a3 d3 c3
a3 b3 d3
(1)当 D 0 时,方程组有唯一解,其解为 x Dx , y Dy , z Dz ;
DD
D
(2)当 D 0 时,方程组无解或有无穷多解。
(1)
2x 4x
y 1 3y 7
3x 5y z 1 (2) 2x 3y 2
4x 2 y 6z 6
答案:(1)
1 0
0 1
11 ,
x 1
y
1
1 0 0
(2)
0
1
0
10 7
1
x
10 7
y 1
0 01
2
z
2
7 7
点评:通过矩阵变换把增广矩阵的系数矩阵变为单位矩阵,此时增广矩阵的最后
4 7
,且
A+2X=B,求矩阵
X
2 4 8
3 2 6
2 3 2
答案:
2 1
2 1
1 1
2
点评:从逆向角度考察矩阵的运算,先移项求出 X 用 A 和 B 表示
例 4 某地区有 1、2、3、4 共四个工厂,年生产甲、乙、丙三种产品如下表所示(单位吨),
已知甲、乙、丙三种产品的每吨价格分别为 100 万元、120 万元、90 万元,若生产这三种产
2970
504
,所以工厂
1、2、3、4
的年总收入分别为
3070、2970、1752、2900
1752 420
2900
487
万元;年总利润分别为 558、504、420、487 万元
变式 1、某食品店接受订购 A、B、C 三种不同规格的生日蛋糕,蛋糕配料如下(单位千克):
0.3 0.6 0.8 0.1 0.6 0.3 A
2 x
y)
的系数矩阵为
3 4 1 5
3、计算 cos2
1 =
1
sin2 1
4、不等式 x 1 3 0 的解集为 2x
2 x3
a c1 5、已知 a,b,c 是△ABC 的三边长,且 b a 1 0 ,则△ABC 的形状为
c b1
等边
三角形
ab c 6、行列式 d e f 中 f 的代数余子式为
【精解名题】 (一)、矩阵的概念与运算 例 1 判断下列命题的真假 (1) m n 矩阵是由 mn 个数任意排成的一个矩阵表 (2)矩阵 A (aij )35 中第 2 行第 3 列的数可表示为 a32
(3)主对角线上全为 1 的方阵称为单位矩阵 答案:全是假命题
例 2、用矩阵变换的方法求解下列线性方程组:
y
N
C
L
A
M
B
O
D FE
x
答案:(1)略;
(2) SABC
1 2
[
x1
(
y2
y3 )
x2 (
y1
y3 )
x3( y1
y2 )]
(3) S ABC
1 2
x1 x2
x3
y1 1 y2 1 y3 1
(4) SABC
1 2
x3 x2
x1
y3 1 y2 1 y1 1
2.已知△ABC 的三个顶点坐标分别是 A(1,2),B(5,0),C(4,6),将△ABC 绕原
一列即为方程组的解。
变式 1、将下列线性方程组写成矩阵形式:
(1)
2x 4x
3y 5y
2 18
x1 x2 x3 4 (2) 4x1 2x2 3x3 1
2x1 3x2 4x3 4
答案:(1)
2 4
53
x y
128
(2)
1 4
1 2
1 x1 4 3 x2 1
2 3 4 x3 4
ay z 1 答案: D (a 1)(2a 5) , Dx (a 1)(a 11) , Dy 2(a 1) , Dz 5(a 1)
x
a 11 2a 5

a
1且a
5 2
时,有唯一解,
y
2 2a
5
z
5 2a
5
x t 2

a
1 时,方程组有无数组解
y
t
(t R)
z t 1
a1b2 a2b1
a1 b1 c1 a2 b2 c2 = a3 b3 c3
a1b2c3 a3b1c2 a2b3c1 a3b2c1 a1b3c2 a2b1c3
3 按一行(或一列)展开,例如按第一行展开:
a1 b1 c1 a2 b2 c2 = a3 b3 c3
a1
b2 b3
c2 c3
b1
a2 a3
(二)行列式的运算 例 3、展开并化简下列行列式: (1) a a 1
b b1
(2) cos21 sin 24 sin 21 cos24
答案:(1) a b
(2) 2 2
变式 1、解不等式 x2
2x 0
2 1
答案: x 0或x 4
变式 2、设 f (x) x2 2x 3 ,当 x [1,2] 时,求 f (x) 的值域。 2 1
品每吨的利润分别为 15 万元、18 万元、20 万元,求该四厂年总收入和年总利润
工厂 1
工厂 2
工厂 3
工厂 4

10
12
6
11

6
8
5
9

15
9
12
8
10 6 15
答案:设矩阵 A 12 6 11
8 5 9
9 12 8
,
B
100 120 90
15
18
20
3070 558
C=AB
教学难点: 1、二阶、三阶行列式展开的法则; 2、利用行列式的运算求方程组的解。
考点及考试要求:
【知识精要】 一、矩阵的概念与运算
教学内容
1、矩阵
a11 a21
a12 a22
a13 a23
行向量= a11 a12 a13 、 a21 a22 a23
列向量=
a11 a21

a12 a22

a13 a23
2、如果
A
a11 a21
a12 a22

B
b11 b21
b12 b22

C
c11 c21
c12 c22
c13 c23
,则
(1)A+B=
a11 a21
b11 b21
a12 a22
b12 b22

(2)3A=
3a11 3a21
3a12 3a22

(3)AC=

(4)A=B

3、矩阵的三种基本变换为:(1)互换矩阵的两行;(2)把一非零的数乘某一
行; (3)把某一行的倍数加到另一行。
4、矩阵的运算:乘法适合结合律、分配律, 不适合交换律。
注:两个非零矩阵的乘积可能是零矩阵,则
当 AB=0 时,不能推出A=0或B=0;同样,当 AB=BA 时,即使 A 0 ,也
不一定有 B=C。
二、行列式
1、二阶行列式: a1 b1 = a2 b2
2、按对角线法则展开:
c2 c3
c1
a2 a3
b2 b3
三、二元、三元一次方程组解的情况:
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