内容正文:
第16讲 复数的三角形式(核心考点讲与练)
1.复数的三角表示式及复数的辐角和辐角主值
一般地,如果非零复数z=a+bi(a,b∈R)在复平面内对应点Z(a,b),且r为向量的模,θ是以x轴正半轴为始边、射线OZ为终边的一个角,则r=|z|=,
根据任意角余弦、正弦的定义可知
cos θ=,sin θ=.
因此a=rcos θ,b=rsin θ,如图所示,从而z=a+bi=(rcos θ)+(rsin θ)i=r(cos θ+isin θ),
上式的右边称为非零复数z=a+bi的三角形式(对应地,a+bi称为复数的代数形式),其中的θ称为z的辐角.
显然,任何一个非零复数z的辐角都有无穷多个,而且任意两个辐角之间都相差2π的整数倍.特别地,在[0,2π)内的辐角称为z的辐角主值,记作arg z
2.复数三角形式的乘、除运算
若复数z1=r1(cos θ1+isin θ1),z2=r2(cos θ2+isin θ2),且z1≠z2,则
(1)z1z2=r1(cos θ1+isin θ1)×r2(cos θ2+isin θ2)
=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].
(2)= [cos(θ1-θ2)+isin(θ1-θ2)].
(3)[r(cos θ+isin θ)]n=rn[cos(nθ)+isin(nθ)].
一.代数形式化为三角形式
例1.(2021·浙江高一单元测试)把下列复数的代数形式化成三角形式.
(1);
(2).
二.三角形式化为代数形式
例1.(2020·河北冀州中学(衡水市冀州区第一中学)高三月考)任意复数(,为虚数单位)都可以的形式,其中该形式为复数的三角形式,其中称为复数的辐角主值.若复数,则的辐角主值为( )
A. B. C. D.
例2.(2020·全国高三专题练习)分别指出下列复数的模和辐角的主值,并将复数表示成代数形式.
(1)4;
(2)2
三.复数三角形式的乘、除运算
例1.(2020·全国高一课时练习)计算:
(1);
(2).
例2.计算:
(1);
(2)(cos 75°+isin 75°)×;
(3)÷.
四.复数三角形式乘、除运算的几何意义
例1.(2020·全国高一课时练习)将复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,得到的向量为,那么对应的复数是
A. B. C. D.
例2.(2020·全国高一课时练习)将复数对应的向量绕原点按逆时针方向旋转,得到的向量为,那么对应的复数是
A.2i B. C. D.
例3.(2020·全国高一课时练习)在复平面内,把与复数对应的向量绕原点按逆时针方向旋转,求与所得向量对应的复数(用代数形式表示).
例4.(2020·全国高一课时练习)在复平面内,设为坐标原点,点所对应的复数分别为,且的辐角主值分别为,模长均为1.若的重心对应的复数为,求.
例5.(2020·全国高一课时练习)设复数在复平面上对应向量,将向量绕原点O按顺时针方向旋转后得到向量,对应复数,则( )
A. B. C. D.
五.三角形式下复数的乘方与开方
例1.(2020·全国)复数( )
A. B. C. D.
例2.(2020·全国高一课时练习)计算下列各式:
(1);
(2).
例3.(2020·全国高一课时练习)计算的值.
分层提分
题组A 基础过关练
一、单选题
1.(2021·上海·高一课时练习)如果非零复数有一个辐角为,那么该复数的( )
A.辐角唯一 B.辐角主值唯一
C.辐角主值为 D.辐角主值为
2.(2021·上海·高一课时练习)复数的三角形式为( )
A. B.
C. D.
3.(2021·上海·高一单元测试)复数的三角形式为( )
A. B.
C. D.
4.(2021·上海·高一单元测试)已知复数(为虚数单位),若,则( )
A. B. C. D.
5.(2021·上海市建平中学高一期末)设复数满足条件,则对应复平面上的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
6.(2021·上海市延安中学高一期末)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
7.(2021·上海·高一课时练习)已知复数的辐角为,的辐角为,则复数等于( )
A. B. C. D.
二、填空题
8.(2021·上海·高一课时练习)复数的辐角主值为__________.
9.(2021·上海·高一课时练习)复数的三角形式为__________.
10.(2021·上海·高一课时练习)复数的三角形式为__________.
11.(2021·上海·高一单元测试)复数的幅角主值为___________.
12.(2021·上海·高一期末)复平面内向