内容正文:
课时分层作业(二十四) 复数的三角形式*
一、选择题
1.下列表示复数1+i的三角形式中,正确的个数是( )
①;
②;
③;
④.
A.1 B.2 C.3 D.4
B [∵r==,cos θ=,sin θ=,
∴辐角主值为,
∴1+i=
=,
故①③的表示是正确的,②④的表示不正确,故选B.]
2.如果θ∈,那么复数(1+i)(cos θ-isin θ)的三角形式是( )
A.
B.[cos(2π-θ)+isin(2π-θ)]
C.
D.
A [因为1+i=,
cos θ-isin θ=cos(2π-θ)+isin(2π-θ),
所以(1+i)(cos θ-isin θ)
=
=.]
3.计算的结果是( )
A.-9 B.9 C.-1 D.1
B [
=9
=9=9,故选B.]
4.若复数z=r(cos θ+isin θ)(r>0,θ<R),则把这种形式叫作复数z的三角形式,其中r为复数z的模,θ为复数z的辐角.若一个复数z的模为2,辐角为,则=( )
A.1+i B.1-i C.-i D.+i
D [由复数z的模为2,辐角为,
可得z=2=-1+i.
所以===+i.
故选D.]
5.非零复数z满足=1且arg z=π,则复数z为( )
A.-i B.-i
C.-+i D.-+i
[答案] C
二、填空题
6.设z1,z2,z3在复平面内对应的点分别为A,B,C,z=(1+i).若|z1|=1,z2=z1z,z3=z2z,则四边形OABC的面积为________.
[由|z1|=1,得OA=1.由z=(1+i),得z=3.因为z2=z1z,所以z2=z1·3,故OB=3,且∠AOB=.又z3=z2z,所以z3=z2·3,故OC=9,且∠BOC=.因此S四边形OABC=S△AOB+S△BOC=OA·OBsin+OB·OCsin=.]
7.设z=1-2i对应的向量为,将绕原点按顺时针方向旋转30°所得向量对应的复数的虚部为________.
- [所得向量对应的复数为(1-2i)· =(1-2i)
=-i,故虚部为-.]
8.复数1+i的辐角主值是 ________,三角形式是_________________.
[复数1+i的模是=,
因为1+i对应的点在第一象限且辐角的正切tan θ=1,它的辐角主值为.
三角形式为.]
三、解答题
9.已知z=-2i,z1-·z2=0,arg z2=,若z1,z2在复平面上分别对应点A,B,且|AB|=,求z1的立方根.
[解] 由题设知z=1-i,因为|AB|=,即|z1-z2|=,
所以|z1-z2|=|z2-z2|=|(1+i)z2-z2|=|iz2|=|z2|=,又arg z2=,所以z2=,
z1=z2=(1+i)z2=·
=2,
所以z1的立方根为
,k=0,1,2,
即,,
.
10.已知复数z满足z2+2z+4=0,且arg z∈.
(1)求z的三角形式;
(2)记A、B、C分别表示复数z、ω、-2ω在复平面上的对应点.已知A、B、C三点成逆时针顺序,且△ABC为等边三角形,求tan(arg ω).
[解] (1)由z2+2z+4=0,得z=(-2±2i)=-1±i.∵arg z∈,
∴z=-1-i应舍去,
∴z=-1+i=2.
(2)由题意,CA:z-(-2ω)=z+2ω,
CB:ω-(-2ω)=3ω,
∵|CA|=|CB|,A、B、C三点位置成逆时针顺序,又∠ACB=,
∴把CA按逆时针方向旋转60°即得CB,
∴3ω=(z+2ω),
将z=2代入上式,解得ω=-,由点B在第三象限知tan(arg ω)=.
11.复数z=tan θ+i的三角形式是( )
A.(sin θ+icos θ)
B.(cos θ+isin θ)
C.-
D.-
C [因为<θ<π,所以cos θ<0,
所以z=tan θ+i=-[-sin θ+i(-cos θ)]=-,故选C.]
12.(多选题)任何一个复数z=a+bi(其中a、b∈R,i为虚数单位)都可以表示成:z=r(cos θ+isin θ)的形式,通常称之为复数z的三角形式.法国数学家棣莫弗发现:
zn=[r(cos θ+isin θ)]n=rn(cos nθ+isin nθ)(n∈N+),我们称这个结论为棣莫弗定理.根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.|z2|=|z|2
B.当r=1,θ=时,z3=1
C.当r=1,θ=时,=-i
D.当r=1,θ=时,若n为偶数,则复数zn为纯虚数
AC [对于A选项,z=r(cos θ+isin θ),则
z2=r2(cos 2θ+isin 2θ),
可得|z2|=|r2(cos 2