Mathematics Specification B - 4MB1 PearsonEdexcel

Matrix Transformations

Aperçu

Every 2 by 2 matrix secretly describes a way of moving every point in the plane at once: multiply a point's coordinates by the matrix and out comes its image after a reflection, a rotation, an enlargement, or a shear. Recognising which matrix produces which transformation, and combining several transformations into a single matrix, turns geometry into pure algebra.

This topic builds directly on matrix multiplication: you will meet the standard matrices for reflections in the coordinate axes and the lines y = x and y = -x, rotations about the origin, enlargements centred at the origin, and shears, then combine transformations by multiplying their matrices together.

Objectifs

  1. Understand transformations of the plane associated with 2 x 2 matrices, including reflections, rotations about the origin and enlargements with centre at the origin
  2. Find and use combination of transformations using matrix multiplication

Carte mentale

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Note de cours

Any point \((x, y)\) can be written as a column vector \(\begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix}\). Multiplying this column vector by a 2 by 2 matrix produces a new column vector: the coordinates of the image point after a transformation. Every 2 by 2 matrix defines a transformation of the whole plane in exactly this way, and every transformation that can be described by a 2 by 2 matrix leaves the origin fixed, since multiplying the zero vector by any matrix always gives the zero vector back.

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Évaluation de la leçon

Félicitations, vous avez terminé la leçon sur Matrix Transformations. Maintenant que vous avez exploré le concepts et idées clés, il est temps de mettre vos connaissances à l'épreuve. Cette section propose une variété de pratiques des questions conçues pour renforcer votre compréhension et vous aider à évaluer votre compréhension de la matière.

Vous rencontrerez un mélange de types de questions, y compris des questions à choix multiple, des questions à réponse courte et des questions de rédaction. Chaque question est soigneusement conçue pour évaluer différents aspects de vos connaissances et de vos compétences en pensée critique.

Utilisez cette section d'évaluation comme une occasion de renforcer votre compréhension du sujet et d'identifier les domaines où vous pourriez avoir besoin d'étudier davantage. Ne soyez pas découragé par les défis que vous rencontrez ; considérez-les plutôt comme des opportunités de croissance et d'amélioration.

  1. Which matrix represents a reflection in the y-axis? A) [[1,0],[0,-1]] B) [[-1,0],[0,1]] C) [[0,1],[1,0]] D) [[-1,0],[0,-1]] Answer: B
  2. Which matrix represents a 90 degree anticlockwise rotation about the origin? A) [[0,1],[-1,0]] B) [[0,-1],[1,0]] C) [[-1,0],[0,-1]] D) [[1,0],[0,1]] Answer: B
  3. The matrix [[4,0],[0,4]] represents: A) a rotation of 90 degrees B) a reflection in the x-axis C) an enlargement, scale factor 4, centre the origin D) a shear Answer: C
  4. If R is carried out first, followed by M, the matrix for the combined transformation is: A) RM B) MR C) R + M D) M - R Answer: B
  5. A matrix that represents a shear parallel to the x-axis has the form: A) [[1,0],[k,1]] B) [[1,k],[0,1]] C) [[k,0],[0,k]] D) [[0,1],[1,0]] Answer: B

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