课时11逆矩阵的概念【教学目标】1.通过具体的图形变换,理解逆矩阵的意义并掌握二阶矩阵存在逆矩阵的条件;2.会证明逆矩阵存在的惟一性,知道
3.会从几何变换的角度求出的逆矩阵
4.会用逆矩阵的知识解释二阶矩阵的乘法何时满足消去律
【教学过程】一.问题情境我们已经知道,二阶矩阵对应着平面上的一个几何变换,它把点变换到点
反过来,如果已知变换后的结果,能不能“找到回家的路(逆变换)”,让它变回到原来的呢
思考:由于每个矩阵对应着一个几何变换,这两次连续的变换却又对应着两个矩阵的乘积,于是,上面的问题就变成了已经知道了矩阵,我们能否找到一个矩阵,使得连续进行的两次变化的结果与恒等变换的结果相同
二.数学建模1.对于一个变换,若存在变换,使得继续进行这两次变换后的结果与恒等变换相同,我们称为原变换的逆变换,逆变换也对应着一个矩阵
并非对所有的二阶矩阵,都存在二阶矩阵,使得
2.对于二阶矩阵,,若有,则称是可逆的,称为的逆矩阵
逆矩阵是唯一的,通常记的逆矩阵为,
3.对于任意的二阶矩阵,满足什么条件时,它是可逆的
如果可逆,如何求出逆矩阵
思考:当一个矩阵表示平面上向量到向量的一一映射时是可逆的,逆矩阵就是对原先变换实施逆变换对应的矩阵,特殊地,零矩阵不存在逆矩阵
4.一般地,对于二阶可逆矩阵,它的逆矩阵为
若二阶矩阵,均存在逆矩阵,则也存在逆矩阵,且
5.对于二阶矩阵,什么条件下,矩阵乘法满足消去律
已知为二阶矩阵,且,若矩阵存在逆矩阵,那么成立吗
三.例题讲解例1对于下列给出的变换矩阵,是否存在变换矩阵,使得连续进行两次变换(先后)的结果与恒等变换的结果相同
(1)以轴为反射轴做反射变换;(2)绕原点逆时针旋转作旋转变换;(3)横坐标不变,沿轴方向将纵坐标拉伸为原来的2倍作伸压变换;(4)沿轴方向,向轴作投影变换;(5)纵坐标不变,横坐标依纵坐标的比例,且的切变变换
例2用几何变