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切变变换高二数学切变变换全文共12页,当前为第1页。
一块矩形材料,当它的两个侧面受到与侧面平行的大小相等方向相反的力作用时,形状就要发生改变,如图,这种形式的形变叫切变。高二数学切变变换全文共12页,当前为第2页。
问题1:一副码好的纸牌,现将它的左边与一把直尺对齐,保持直尺底端右下角和最下面一张纸牌不动,用直尺轻轻推动纸牌,使得纸牌的形状变换为如图2所示的模样,问纸牌被推动的前后存在什么变化规律吗?图1图2高二数学切变变换全文共12页,当前为第3页。
问题2:仔细观察,你发现了什么高二数学切变变换全文共12页,当前为第4页。
问题3:你能将问题数学化吗?图3图4高二数学切变变换全文共12页,当前为第5页。
1.切变变换、切变变换矩阵象由矩阵确定的变换通常叫做切变变换,对应的矩阵叫做切变变换矩阵。2.沿x轴方向的切变变换。对于原图形中的任意一点,纵坐标保持不变,而横坐标依纵坐标的比例增加,它把平面上的点沿x轴方向平移|ky|个单位,当ky0时,沿x轴正方向移动;当ky0时,沿x轴负方向移动;当ky=0时,原地不动,图形在x轴上的点是不动点。高二数学切变变换全文共12页,当前为第6页。
3.是沿y轴方向的切变变换,对于原图形中的任意一点,横坐标保持不变,而纵坐标依横坐标的比例增加,它把平面上的点沿y轴方向平移|kx|个单位,当kx0沿y轴正方向移动;当kx0时,沿y轴负方向移动;当kx=0时,原地不动,在此变换作用下,轴上的点为不动点。高二数学切变变换全文共12页,当前为第7页。
三、应用例1.已知矩形的项点,,,.⑴求矩形ABCD在矩阵作用下变换得到的几何图形。⑵求矩形ABCD在矩阵作用下变换得到的几何图形。高二数学切变变换全文共12页,当前为第8页。
例2.如图所示,已知矩形ABCD在变换T的作用下变成图形,试求变换T对应的矩阵M。高二数学切变变换全文共12页,当前为第9页。
例3对于一个平面图形来说,在切变变换前后,它的几何性质(如线段长度、角度、周长、面积)有变化吗?试以切变变换矩阵和平行四边形ABCD为例加以说明,其中。高二数学切变变换全文共12页,当前为第10页。
四、巩固练习1.已知切变变换T使得矩形ABCD变为平行四边形,试求变换对应的矩阵M,并指出矩形区域ABCD变换过程中的不变线段。2.考虑直线在矩阵作用下变换得到的几何图形。3.如图,求把△变换成△的变换,其中,,C(0,-1),,,。高二数学切变变换全文共12页,当前为第11页。
五、小结1.切变变换与切变变换矩阵的概念。2.是沿x轴方向的切变变换,x轴上的点是不动点。3.是沿y轴方向的切变变换,y轴上的点是不动点。4.切变变换保持图形面积不变。高二数学切变变换全文共12页,当前为第12页。
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