内容正文:
7.3.1 复数的三角表示式
高一
必修二
本节目标
1. 通过复数的几何意义,了解复数的三角表示,了解复数的代数表示与三角表示之间的关系;
2. 掌握复数的三角形式及复数代数形式与三角形式的互化;
3. 理解复数的模与辐角的主值的含义.
2
课前预习
预习课本P83~85,思考并完成以下问题
什么是复数的三角形式?复数的三角形式与代数形式有什么联系?
(2) 什么是辐角的主值?怎样表示?
课前小测
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)-1=cosπ+isinπ.( )
(2)2i=2 .( )
(3)-3(cos200°+isin200°)是复数的三角形式.( )
√
√
×
4
2.做一做
(1)将复数z1=-1+i表示成三角形式为___________________.
(2)已知|z|=2,argz= ,求复数z=________________.
(3)若a<0,则a的三角形式是_________________.
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新知探究
复数可以用a+bi(a,b∈R)的形式来表示,借助复数的几何意义,复数能不能用其他形式来表示呢?
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知识点一 复数的三角形式
新知探究
x
y
O
a
b
r
Z:a+bi
如图,复数z=a+bi与向量(a,b)一一对应,复数z由向量的坐标(a,b)唯一确定.我们知道向量也可以由它的大小和方向唯一确定,那么能否借助向量的大小和方向这两个要素来表示复数呢?如何表示?
知识点一 复数的三角形式
思考
?
你能用向量的模和角来表示复数z吗?
知识点一 复数的三角形式
x
y
O
a
b
r
Z:a+bi
记向量的模r,由下图可知
rcos
rs
= rcos+rs
= r(cos+s)
其中
r =
cos=
sin=
知识点一 复数的三角形式
_____________叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式.
即z=r(cosθ+isinθ),其中|z|=r,θ为复数z的________.
定义
r(cosθ+isinθ)
辐角
以x轴的非负半轴为______,向量所在的射线(射线OZ)为_____的角θ叫复数z=a+bi的_________.
非零复数z辐角θ的多值性
因此复数z的辐角是____________.
始边
终边
辐角
θ+2kπ(k∈Z)
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知识点二 辐角的主值
复数z的辐角的主值是唯一确定的.
在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值,通常记作argz,即0≤argz<2π.
定义及表示
唯一性
特别注意:z=0时,其辐角是任意的.
题型突破
典例深度剖析 重点多维探究
题型一 复数三角形式的定义
[例1] 下列各式是否是三角形式,若不是,化为三角形式:
(1)z1=-2(cosθ+isinθ);
(2)z2=cosθ-isinθ.
[例1] 下列各式是否是三角形式,若不是,化为三角形式:
(1) z1=-2(cosθ+isinθ);
由“模非负”知,不是三角形式,需做变换
z1=2(-cosθ-isinθ),
复平面上点Z1(-2cosθ,-2sinθ)在第三象限(假定θ为锐角),
余弦“-cosθ”已在前,不需再变换三角函数名称,
因此可用诱导公式“π+θ”将θ变换到第三象限.
∴z1=2(-cosθ-isinθ)=2[cos(π+θ)+isin(π+θ)].
[例1] 下列各式是否是三角形式,若不是,化为三角形式:
(2) z2=cosθ-isinθ.
由“加号连”知,不是三角形式
复平面上点Z2(cosθ,-sinθ)在第四象限(假定θ为锐角),
不需改变三角函数名称,
可用诱导公式“2π-θ”或“-θ”将θ变换到第四象限.
∴z2=cosθ-isinθ=cos(-θ)+isin(-θ)或z2=cosθ-isinθ=cos(2π-θ)+isin(2π-θ),
考虑到复数辐角的不唯一性,复数的三角形式也不唯一.
反思感悟
由三角形式的结构特征,确定判断的依据和变形的方向.
变形时,可按照如下步骤进行:
首先确定复数z对应点所在象限(此处可假定θ为锐角),
其次判断是否要变换三角函数名称,
最后确定辐角.
此步骤可简称为“定点→定名→定角”.这样,使变形的方向更具操作性,能有效提高解决此类问题的正确率.
跟踪训练
1. 下列各式是否是三角形式,若不是,化为三角形式.
(1) z3=-sinθ+icosθ;
(2) z4=-sinθ-icosθ;
(3) z5=cos60°+isin30°.
1. 下列各式是否是三角形式,若不是,化为三角形式.
(1) z3=-sinθ+icosθ;
复平面上点Z3(-sinθ,cosθ)在第二象限(假定θ为锐角),需改变三角函数名称,
可用诱导公式“+θ”将