内容正文:
12.4 复数的三角形式
课程标准
学习目标
(1)培养转化,逻辑推理及数学运算能力;
(2)通过对复数的乘、除运算及其几何意义的学习,培养学生直观想象、数学运算、数学建模等数学素养。
(1)掌握复数的三角形式,能够进行两种形式的转化
(2)会进行复数三角形式的乘除运算;
(3)理解复数乘、除运算的三角表示的几何意义.
知识点01 复数的三角形式
1、复数的辐角
以轴的正半轴为始边、向量OZ所在的射线为终边的角,叫做复数的辐角.
适合于的辐角的值,叫辐角的主值.记作:,即.
2、复数的三角表达式
一般地,任何一个复数都可以表示成的形式.其中,是复数的模;是复数的辐角.叫做复数的三角表示式,简称三角形式.为了与三角形式区分开来叫做复数的代数表示式,简称代数形式.
注意:复数三角形式的特点
模非负,角相同,余弦前,加号连
3、两个用三角形式表示的复数相等的充要条件:
两个非零复数相等当且仅当它们模与辐角的主值分别相等.
【即学即练1】(2024·高一·全国·课时练习)的三角形式是 .
知识点02 复数的三角形式乘、除运算
1、复数三角形式的乘法及其几何意义
设、的三角形式分别是:,.
则.
简记为:模数相乘,幅角相加
几何意义:把复数对应的向量绕原点逆时针旋转的一个辐角,长度乘以的模,所得向量对应的复数就是.
2、复数三角形式的除法及其几何意义
设、的三角形式分别是:,.
则.
简记为:模数相除,幅角相减
几何意义:把复数对应的向量绕原点顺时针旋转的一个辐角,长度除以的模,所得向量对应的复数就是.
【即学即练2】复数的值是( )
A. B.16 C. D.
题型一:复数的三角形式
【典例1-1】(2024·高一课时练习)下列各式中已表示成三角形式的复数是( ).
A. B.
C. D.
【典例1-2】(2024·高一课时练习)复数在复平面对应的点绕原点逆时针旋转所得点对应的复数为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2024·高一课时练习)复数改写成三角形式,正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(2024·高一·全国·随堂练习)判断下列复数是不是复数的三角形式,并说明理由.
(1);
(2).
【方法技巧与总结】
解题总结(复数三角形式的判断依据和变形步骤)
(1)判断依据:三角形式的结构特征:模非负,角相同,余弦前,加号连.
(2)变形步骤: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”.
题型二:复数的代数形式表示成三角形式
【典例2-1】(2024·高一·全国·课时练习)把复数(i为虚数单位)改写成三角形式为 .
【典例2-2】(2024·高一·全国·课时练习)将复数表示成三角形式是 .(用辐角主值)
【变式2-1】(2024·高一·全国·课时练习)()改写成三角形式为 .
【变式2-2】(2024·高一·上海闵行·期末)将复数化为三角形式: .
【方法技巧与总结】
解题总结:(复数的代数形式化三角形式的步骤)
(1)先求复数的模;
(2)决定辐角所在的象限;
(3)根据象限求出辐角(常取它的主值);
(4)写出复数的三角形式.
题型三:把复数表示成代数形式
【典例3-1】(2024·高一·全国·课前预习)将复数z=化为代数形式为 .
【典例3-2】(2024·高一·全国·课时练习)复数10表示成代数形式为 .
【变式3-1】(2024·高一·全国·课时练习)设复数,那么的共轭复数的代数形式是 .
【变式3-2】(2024·高一·全国·课时练习)将复数z=3化成代数形式为 ;|z|= .
【变式3-3】(2024·高一·全国·课时练习)将复数化为代数形式为
【方法技巧与总结】
解题总结(把复数表示成代数形式的注意事项)
(1)类似三角形式的复数求模和辐角时,注意三角形式的结构特征:模非负,角相同,余弦前,加号连.
(2)由三角形式表示成代数形式,直接求出角的三角函数值,化简即可.
题型四:复数的三角形式乘法运算
【典例4-1】(2024·高一·全国·课时练习)如果,那么复数的三角形式是( )
A.
B.
C.
D.
【典例4-2】(2024·高一·湖北武汉·期末)已知i为虚数单位,则( )
A. B.1 C. D.i
【变式4-1】(2024·高一·江苏盐城·期末)欧拉公式(为自然对数的底数,为虚数单位)由瑞士数学家(欧拉)首先发现.它将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,被称为“数学中的天桥”,则下列运算一定正确