2019高考数学二轮复习专题七(选)矩阵与变换、坐标系与参数方程、不等式选讲学案理(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业矩阵与变换、坐标系与参数方程、不等式选讲矩阵与变换、坐标系与参数方程、不等式选讲高考定位高考对本内容的考查主要有:(1)常见的平面变换与矩阵的乘法运算、二阶矩阵的逆矩阵及其求法、矩阵的特征值与特征向量的求法,属 B 级要求;(2)直线、曲线的极坐标方程、参数方程、参数方程与普通方程的互化、极坐标与直角坐标的互化,属 B 级要求;(3)含绝对值不等式的解法、不等式证明的基本方法、利用不等式性质求最值以及几个重要不等式的应用,属 B 级要求.真 题 感 悟1.(2018江苏卷)已知矩阵A A2312.(1)求A A的逆矩阵A A1;(2)若点P在矩阵A A

2、对应的变换作用下得到点P(3,1),求点P的坐标.解(1)因为A A2312,det(A A)221310,所以A A可逆,从而A A12312.(2)设P(x,y),则2312xy31,所以xyA A13131,因此, 点P的坐标为(3,1).2.(2017江苏卷)已知矩阵A A0110,B B1002.(1)求ABAB;(2)若曲线C1:x28y221 在矩阵ABAB对应的变换作用下得到另一曲线C2,求C2的方程.解(1)ABAB011010020210.(2)设P(x1,y1)是曲线C1上任意一点,变换后对应的点为xy0210 x1y1,所以x2y1,yx1,即x1y,y112x.因为P

3、(x1,y1)在曲线C1上,所以x218y2121,从而x2y28,即为曲线C2的方程.3.(2018江苏卷)在极坐标系中,直线l的方程为sin62,曲线C的方程为精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4cos,求直线l被曲线C截得的弦长.解因为曲线C的极坐标方程为4cos,所以曲线C是圆心为(2,0),直径为 4 的圆.因为直线l的极坐标方程为sin62,则直线l过A(4,0),倾斜角为6,所以A为直线l与圆C的一个交点.设另一个交点为B,则OAB6.连接OB.因为OA为直径,从而OBA2,所以AB4cos62 3.因此,直线l被曲线C截得的弦长为 2 3.4.(2017江苏卷)在平面坐

4、标系xOy中, 已知直线l的参数方程为x8t,yt2(t为参数),曲线C的参数方程为x2s2,y2 2s(s为参数).设P为曲线C上的动点,求点P到直线l的距离的最小值.解由x8t,yt2消去t.得l的普通方程为x2y80,因为点P在曲线C上,设点P(2s2,2 2s).则点P到直线l的距离d|2s24 2s8|52(s 2)245,当s 2时,d有最小值454 55.5.(2018江苏卷)若x,y,z为实数,且x2y2z6,求x2y2z2的最小值.解由柯西不等式,得(x2y2z2)(122222)(x2y2z)2.因为x2y2z6,所以x2y2z24,当且仅当x1y2z2时,不等式取等号,此

5、时x23,y43,z43,所以x2y2z2的最小值为 4.6.(2017江苏卷)已知a,b,c,d为实数,且a2b24,c2d216,证明acbd8.证明由柯西不等式可得(a2b2)(c2d2)(acbd)2,精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业即(acbd)241664,故acbd8.考 点 整 合1.矩阵的乘法与逆矩阵、矩阵变换2.二阶矩阵的特征值和特征向量(3)如果是二阶矩阵M M的特征值,则是M M的特征多项式的一个根,它满足f()0,此时将代入axbyx,cxdyy可得到一组非零解x0y0),它即为M M的属于的一个特征向量.3.直角坐标与极坐标的互化把直角坐标系的原点作为极点

6、,x轴正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.设M是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为(x,y)和(,),则xcos,ysin,2x2y2,tanyx(x0).精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4.(1)直线的参数方程经过点P0(x0,y0),倾斜角为的直线的参数方程为xx0tcos,yy0tsin(t为参数).设P是直线上的任一点,则t表示有向线段P0P的数量.(2)圆的参数方程圆心在点M(x0,y0), 半径为r的圆的参数方程为xx0rcos,yy0rsin(为参数, 02).5.含有绝对值的不等式的解法(1)|f(x)|a(a0)f(x)a或f(x)a;(2)|

7、f(x)|0)af(x)0).在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:4cos.(1)说明C1是哪一种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;(2)直线C3的极坐标方程为0,其中0满足 tan02,若曲线C1与C2的公共点都在C3上,求a.解(1)消去参数t得到C1的普通方程x2(y1)2a2(a0),C1是以(0,1)为圆心,a为半径的圆.将xcos,ysin代入C1的普通方程中,得到C1的极坐标方程为22sin1a20.(2)曲线C1,C2的公共点的极坐标满足方程组22sin1a20,4cos.若0,由方程组得 16cos28sincos1a20,由已知 tan2,可得 1

8、6cos28sincos0,从而 1a20,解得a1(舍去),a1.a1 时,极点也为C1,C2的公共点,在C3上.所以a1.热点三参数方程考法 1参数方程与普通方程的互化【例 31】 (2018南通、扬州、淮安等七市调研)在平面直角坐标系xOy,已知直线l的参数方程为x33t,y14t(t为参数),圆C的参数方程为xrcos,yrsin(为参数,r0),若直线l被圆C截得的弦长为 4,求r的值.解直线l的普通方程为 4x3y150,圆C的普通方程为x2y2r2.因为圆心C(0,0)到直线l的距离d|15|53,又直线l被圆C截得的弦长为 4,所以r 3222 13.探究提高参数方程化为普通方

9、程: 化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数, 常用的消参方法有代入消去法、加减消去法、恒等式(三角的或代数的)消去法,参数方程通过代入消元或加减消元消去参数化为普通方程,不要忘了参数的范围.考法 2直线的参数方程精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业【例 32】 在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为x322t,y 522t(t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为2 5sin.(1)求圆C的直角坐标方程;(2)设圆C与直线l交于点A,B.若点P的坐标为(3, 5),求PAPB.解法一(1)由2 5sin,得x

10、2y22 5y0,即x2(y 5)25.(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得322t222t25,即t23 2t40.由于(3 2)24420,故可设t1,t2是上述方程的两实根,所以t1t23 2,t1t24.又直线l过点P(3, 5),故由上式及t的几何意义得PAPB|t1|t2|t1t23 2.法二(1)同法一.(2)因为圆C的圆心为(0, 5),半径r 5,直线l的普通方程为:yx3 5.由x2(y 5)25,yx3 5得x23x20.解得:x1,y2 5或x2,y1 5.不妨设A(1,2 5),B(2,1 5),又点P的坐标为(3, 5).故PAPB 8 23 2.探究提高

11、过定点P0(x0,y0), 倾斜角为的直线参数方程的标准形式为xx0tcos,yy0tsin(t为参数),t的几何意义是P0P的数量,即|t|表示P0到P的距离,t有正负之分.使用该式时直线上任意两点P1,P2对应的参数分别为t1,t2,则P1P2|t1t2|,P1P2的中点对应的参数为12(t1t2).【训练 3】 (2014江苏卷)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为x122t,y222t(t为参数),直线l与抛物线y24x相交于A,B两点,求线段AB的长.解将直线l的参数方程x122t,y222t代入抛物线方程y24x,精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业得222t24

12、122t,解得t10,t28 2.所以AB|t1t2|8 2.热点四绝对值不等式【例 4】 (1)(2018全国卷)设函数f(x)5|xa|x2|.当a1 时,求不等式f(x)0 的解集;若f(x)1,求a的取值范围.(2)(2018镇江期末)已知函数f(x)|xa|xa|,若对任意xR R,不等式f(x)a23 恒成立,求实数a的取值范围.解(1)当a1 时,f(x)2x4,x1,2,12.可得f(x)0 的解集为x|2x3.f(x)1 等价于|xa|x2|4.而|xa|x2|a2|,且当x2 或xa时等号成立(最小值能取到).故f(x)1 等价于|a2|4.由|a2|4 可得a6 或a2.

13、所以a的取值范围是(,62,).(2)因为对任意xR R,不等式f(x)a23 恒成立,所以f(x)mina23.又|xa|xa|xa(xa)|2a|,所以|2a|a23,法一(将|a|作为整体)即|a|22|a|30,解得1|a|3.所以3a3.a(3,3).法二(先去绝对值符号)式等价于 2aa23,或 2aa23,由得1a3,由得3a1,所以,3a3.a(3,3).探究提高(1)用零点分段法解绝对值不等式的步骤:求零点;划区间、去绝对值号;分别解去掉绝对值的不等式;取每个结果的并集,注意在分段时不要遗漏区间的端点值.(2)用图象法、数形结合可以求解含有绝对值的不等式,使得代数问题几何化,

14、既通俗易懂,又简洁直观,是一种较好的方法.(3)解答含有绝对值不等式的恒成立、存在性问题时,通常将其转化为分段函数,再求分段函数的最值,从而求出所求参数的值.【训练 4】 已知函数f(x)|x1|x2|.(1)求不等式f(x)1 的解集;(2)若不等式f(x)x2xm的解集非空,求m的取值范围.精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业解(1)f(x)|x1|x2|3,x1,2x1,1x2,3,x2.由f(x)1 可得当x1 时显然不满足题意;当1x2 时,2x11,解得x1,则 1x2;当x2 时,f(x)31 恒成立,x2.综上知f(x)1 的解集为x|x1.(2)不等式f(x)x2xm等

15、价于f(x)x2xm,令g(x)f(x)x2x,则g(x)m解集非空只需要g(x)maxm.由(1)知g(x)x2x3,x1,x23x1,1x2,x2x3,x2.当x1 时,g(x)maxg(1)3115;当1x0,b0,且a3b32.证明:(1)(ab)(a5b5)4;(2)ab2.证明(1)a0,b0 且a3b32.由柯西不等式,得(ab)(a5b5)(aa5bb5)2(a3b3)24.当且仅当ab5ba5,即ab1 时等号成立.因此(ab)(a5b5)4.(2)a3b32,(ab)(a2abb2)2,即(ab)(ab)23ab2.所以(ab)323ab(ab),又abab22(ab)24

16、,(ab)3234(ab)3,则14(ab)32.从而ab2 当且仅当ab1 时等号成立.1.矩阵与变换主要掌握二阶矩阵与平面变换、 二阶矩阵的逆矩阵及其求法以及特征值与特征向量的应用.2.(1)化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数(代入消去法、 加减消去法、 恒等式消去法等);化普通方程为参数方程基本思路是引入一种关系,引入参数;(2)参数方程和极坐标方程的简单应用:求几何图形的面积、曲线的轨迹方程或研究某些函数的最值问题.3.(1)对于绝对值不等式的求解或含参问题的求解一般采用零点分段法, 也可利用图象求解;(2)在运用柯西不等式进行求解或证明时,注意对条件进行“形变”,符合柯西不等式

17、的结构,再加以运用.1.(2013江苏卷)已知矩阵A A1002,B B1206,求矩阵A A1B B.解设矩阵A A的逆矩阵为abcd,则1002abcd1001,即ab2c2d1001,故a1,b0,c0,d12,精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业从而A A的逆矩阵为A A110012,所以A A1B B1001212061203.2.(2015江苏卷)已知x,yR R,向量11是矩阵A Ax1y0的属于特征值2 的一个特征向量,求矩阵A A以及它的另一个特征值.解由已知,得A A2,即x1y011x1y22,则x12,y2,即x1,y2,所以矩阵A A1120.从而矩阵A A的特

18、征多项式f()(2)(1),所以矩阵A A的另一个特征值为 1.3.(2015江苏卷)已知圆C的极坐标方程为22 2sin4 40, 求圆C的半径.解以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点O,以极轴为x轴的正半轴,建立直角坐标系xOy.圆C的极坐标方程为22 222sin22cos40,化简,得22sin2cos40.则圆C的直角坐标方程为x2y22x2y40,即(x1)2(y1)26,所以圆C的半径为 6.4.(2018全国卷)在直角坐标系xOy中, 曲线C的参数方程为x2cos,y4sin(为参数),直线l的参数方程为x1tcos,y2tsin(t为参数).(1)求C和l的直角坐标方程;(

19、2)若曲线C截直线l所得线段的中点坐标为(1,2),求l的斜率.解(1)曲线C的直角坐标方程为x24y2161.当 cos0 时,l的直角坐标方程为ytanx2tan,当 cos0 时,l的直角坐标方程为x1.(2)将l的参数方程代入C的直角坐标方程, 整理得关于t的方程(13cos2)t24(2cossin)t80.因为曲线C截直线l所得线段的中点(1,2)在C内,所以有两个解,设为t1,t2,则t1t20.精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业又由得t1t24(2cossin)13cos2,故 2cossin0,于是直线l的斜率ktan2.5.(2016江苏卷)设a0,|x1|a3,|

20、y2|a3,求证:|2xy4|a.证明由a0,|x1|a3可得|2x2|2a3,又|y2|a3,|2xy4|(2x2)(y2)|2x2|y2|2a3a3a.则|2xy4|a成立.6.(2018全国卷)设函数f(x)|2x1|x1|.(1)画出yf(x)的图象;(2)当x0,)时,f(x)axb,求ab的最小值.解(1)f(x)yf(x)的图象如图所示.(2)由(1)知,yf(x)的图象与y轴交点的纵坐标为 2, 且各部分所在直线斜率的最大值为 3,故当且仅当a3 且b2 时,f(x)axb在0,)上成立,因此 ab 的最小值为 5.青年时种下什么,老年时就收获什么。 易卜生人并不是因为美丽才可爱,而是因为可爱才美丽。 托尔斯泰人的美德的荣誉比他的财富的荣誉不知大多少倍。达芬奇人的生命是有限的,可是,为人民服务是无限的,我要把有限的生命,投入到无限的为人民服务之中去。 雷锋

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