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7.3.2 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
高一数学组
第七章 复数
2023/2/15
3
引 入
问题1 我们知道,复数可以进行加、减、乘、除运算,复数代数形式加法和乘法运算的法则分别是什么?
=(ac-bd) + (bc+ad) i
类似多项式展开
把i2换成-1,合并实部与虚部
分子分母同乘以分母的共轭复数,
从而使分母“实数化”
分子,分母运用乘法进行化简
化为复数的代数形式
(a + bi) (c + di )=ac + bci+adi+ bdi2
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引 入
复数的几何意义
复数z=a+bi(a,b∈R)
复平面内的点Z(a,b)
一一对应
一一对应
一一对应
平面向量
r(cosθ +i sinθ)
复数的三角表示式
a
b
z=a+bi
r
θ
一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成 r(cosθ +i sinθ) 的形式.
r 是复数z的模;
θ 是复数z=a+bi的辐角;
辐角
模
结构特征:
模非负,角相同,余在前,加号连
在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值.通常记作arg z.
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问题2 如果把复数z1,z2分别写成三角形式
你能计算 并将结果表示成三角形式吗?
探究新知
这就是说,两个复数相乘,积的模等于各复数的模的积,
积的辐角等于各复数的辐角的和.
即
1. 复数乘法运算的①三角表示
模相乘,辐角相加
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探究新知
问题3 我们知道复数的加、减运算具有几何意义,那么复数乘法有没有几何意义呢?由复数乘法运算的三角表示,你能得到复数乘法的几何意义吗?
两个复数z1,z2相乘时,如图,先分别画出与z1,z2
对应的向量OZ1,OZ2,
然后把向量OZ1绕点O按逆时针方向旋转角θ2(如果θ2<0,就要把OZ1绕点O按顺时针方向旋转角|θ2|),
再把它的模变为原来的r2倍,得到向量OZ,
OZ表示的复数就是积z1z2.这是复数乘法的几何意义.
②复数乘法运算的几何意义
旋转运算
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探究新知
问题4 你能解释i2和(-1)2=1的几何意义吗?
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例题讲解
首先做与复数z1对应的向量OZ1,然后把向量OZ1绕
点O按逆时针方向旋转角 ,再把它的模变为原来的2倍,这样得到一个长度为3,辐角为 的向量OZ.
OZ即为z1z2=3i所对应的向量.
例3 已知 , ,求 z1z2,请把结果化为代数形式,并做出几何解释.
解:
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例题讲解
例4 如图,向量OZ 对应的复数为 ,把向量OZ绕点O按逆时针方向旋转120°,得到OZ′,求向量OZ′对应的复数(代数形式表示).
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例题讲解
解:
例5 计算:
教科书第91页:
棣莫佛定理:
dì
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探究新知
问题5 复数除法运算是乘法运算的逆运算.根据复数乘法运算的三角表示,你能得出复数除法运算的三角表示吗?
这就是说,两个复数相除,商的模等于被除数模除以除数的模所得的商,
商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差.
2. 复数除法运算:①三角表示
模相除,辐角相减
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探究新知
追问 你还有其他的推导方法吗?
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探究新知
问题6 类比复数乘法的几何意义,由复数除法运算的三角表示,你能得出复数除法的几何意义吗?
②复数乘法运算的几何意义
旋转运算
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课堂练习
3.在复平面内,把与复数3-i对应的向量绕原点O按顺时针方向旋转60°,求与所得的向量对应的复数(代数形式表示).
教科书第89页练习3
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例题讲解
例5 计算 并把结果化为代数形式.
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课堂练习
教科书第89页练习1、2
1.计算 :
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课堂练习
教科书第89页练习1、2
2.计算 :
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课堂小结