问题 解答题
【选做题】在A,B,C,D四小题中只能选做2题,每题10分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤.
21-1.(选修4-2:矩阵与变换)
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.
(1)求矩阵M的特征值及相应的特征向量;
(2)求逆矩阵M-1以及椭圆
x2
4
+
y2
9
=1在M-1的作用下的新曲线的方程.
21-2.(选修4-4:参数方程)
以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴.已知点P的直角坐标为(1,-5),点M的极坐标为(4,
π
2
),若直线l过点P,且倾斜角为 
π
3
,圆C以M为圆心、4为半径.
(1)求直线l关于t的参数方程和圆C的极坐标方程;
(2)试判定直线l和圆C的位置关系.
答案

21-1.(选修4-2:矩阵与变换)

(1)∵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

∴矩阵M=

.
20
03
.

∴它的特征值为2和3,

∴对应的特征向量为

.
1
0
.
.
0
1
.

(2)M-1=

.
1
2
0
0
1
3
.

椭圆

x2
4
+
y2
9
=1在M-1的作用下的新曲线的方程为x2+y2=1.

21-2.(选修4-4:参数方程)

(1)∵P的直角坐标为(1,-5),

直线l过点P,且倾斜角为 

π
3

直线l的参数方程为

x=1+
1
2
t
y=-5+
3
2
t

又∵圆C以M为圆心、4为半径

圆C的极坐标方程为ρ=8sinθ.

(2)因为M(4,

π
2
)对应的直角坐标为(0,4),

直线l的普通方程为

3
x-y-5-
3
=0,

∴圆心到直线l的距离d=

|0-4-5-
3
|
3+1
=
9+
3
2
>5,

所以直线l与圆C相离.

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