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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 问题情境: 问题2:这一过程是一个平面几何的变换,那么这个变换过程能否用一个矩阵来刻画呢? 图3 图4 切变变换 探究: 图3 图4 1、切变变换有什么特征? O、A两点保持不变,其他点的纵坐标保持不变, 横坐标都向右移动一定单位. 图3 图4 2、考察其中一个特殊点B: 一般地,对图中任意一点(x,y),纵坐标保持不变, 横坐标依纵坐标的比例增加, 建构数学: 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。 说明: 2. 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kx=0时,原地不动,在此变换作用下,轴上的点为不动点. 当kx0沿y轴正方向移动; 当kx0时,沿y轴负方向移动; 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. 例题应用: 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。 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。 练习: 求直线 在矩阵 作用下变换得到的几何图形 的解析式. 练习: 试以切变变换矩阵 和平行四边形ABCD为例加以 说明,其中 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? 思考: 回顾反思: 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。 * *
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