内容正文:
7.3.1 复数的三角表示式
一、温故知新 引入新课
1.三角函数诱导公式有哪些?
2.复数的一般表示形式是什么?
3.复数的几何意义是什么?
4.复数还有其他表示形式吗?
思考
以x轴的非负半轴为始边、向量所在的射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数的_______.
如图,与对应的向量的模r叫做这个复数的___________.并且r=__________.
二、探究本质,得出新知
探究一:复数的模与辐角
模
辐角
二、探究本质,得出新知
探究一:复数的模与辐角
思考1:根据定义,不等于零的复数z=a+bi的辐角是否只有一个?如果
不止一个,那么它们之间有何关系?两个非零的复数在什么条件下相等?
【分析】①不等于零的复数的辐角有无限多个值,这些值相差2π的整数倍,例如,复数i的辐角是.
②为了使所研究的问题有唯一的结果,我们规定,适合于0≤<2π的
辐角的值,叫做辐角的主值,通常记作argz,即0≤argz<2π.
③每一个不等于零的复数有唯一的模与辐角的主值,并且可由它的模与辐角的主值唯一确定,因此,两个非零复数相等当且仅当它们的模与辐角的主值分别相等.
二、探究本质,得出新知
思考2:①当a∈R+时,a,-a,ai,-ai的辐角主值分别是什么?
②在前面我们一直都说非零复数,若z=0,那么它的辐角是多少呢?
当z对应的点Z不在实轴或虚轴上时,z的辐角的终边所在的象限就是点Z所在的______;
当点Z在实轴或虚轴上时,辐角的终边就是从原点O出发、经过点Z的_____________.
探究二:复数的三角形式
二、探究本质,得出新知
象限
半条坐标轴
,
其中.
观察:试找出复数z=a+bi的实部,虚部与辐角,模r的关系.
【分析】从图中可看出,
r(cos+isin)叫做复数a+bi的__________,为了同三角形式区别开来,a+bi叫做复数的代数形式.
总结
任何一个复数z=a+bi都可以表示成_______________的形式.
二、探究本质,得出新知
三角形式
二、探究本质,得出新知
思考3:复数三角形式z=r(cos+isin)的结构特点有哪些?
①r是复数的模,;
②式中的三角函数是同一个辐角值的余弦和正弦;
③cos在前,sin在后;
④cos和sin之间用“+”连接.
因此,一个表示复数的式子是否为三角表示式,不能只看它是否含有正弦和余弦符号,还要看这个式子是否正确地给出了模、辐角及其连接符号.
试一试:
1.指出下列复数的模与辐角的主值:
2.(多选题)下列不是复数三角形式的有( )
BCD
二、探究本质,得出新知
三、应用举例,学以致用
【例1】画出下列复数对应的向量,并把这些复数表示成三角形式:
(1); (2)1-i.
分析:只要确定复数的模和一个辐角,就能将复数的代数形式转化为三角形式.
解:(1)复数对应的向量如图所示,则.因为与对应的点在第一象限,所以arg.于是.
三、应用举例,学以致用
(2)复数1-i对应的向量如图所示,则
.
因为与1-i对应的点在第四象限,所以
,于是.
提示:在化代数形式为三角形式时,不一定要求辐角取主值,如本例(2)也可以表示成.
【例1】画出下列复数对应的向量,并把这些复数表示成三角形式:
(1); (2)1-i.
三、应用举例,学以致用
【例1】画出下列复数对应的向量,并把这些复数表示成三角形式:
(1); (2)1-i.
跟踪训练
三、应用举例,学以致用
把下列复数表示成三角形式: .
解:
因为对应的点在第一象限,,
于是.
.
因为与-1对应的点在x轴的负半轴上,所以
,于是.
三、应用举例,学以致用
规律总结:三角形式化为代数形式方法:展开运算即可.
【例2】分别指出下列复数的模和一个辐角,画出它们对应的向量,并把这些复数表示成代数形式:
(1);(2) .
解:(1)复数cosπ+ -isin π的模r=1,一个辐角=π,对应的向量如图所示.所以.
(2)复数的模r=6,一个辐角,对应的向量如图所示,所以i.
三、应用举例,学以致用
把下列复数表示成代数形式:
(1);(2).
跟踪训练
1.复数的模是______,辐角的主值是________.
四、课堂练习,加深理解
4
2.把下列复数化成另一种表示形式:
;
;
;
.
五、归纳小结,提高认识
本节课的知识网络:
六、布置作业,检测目标
教材P89 复习巩固第1,2题.
规律总结:
代数形式化三角形式的步骤:
(1)先画出复数z对应的向量,
(2)求复数的模r及 ,
(3)根据象限求出辐角(通常求辐角的主值),
(4)写出复数的三角形式.
$$