内容正文:
*10.3 复数的三角形式及其运算
第1课时 复数的三角形式
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目标导向
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自主预习
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合作探究
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课堂小结
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学习目标
核心素养
了解复数的三角形式
数学抽象
了解复数的代数表示与三角表示之间的关系和相互转化
数学抽象
逻辑推理
新知初探
1.复数的三角形式
(1)定义:r(cos θ+isin θ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式.即z=r(cos θ+isin θ),其中|z|=r,θ为复数z的辐角.
(2)非零复数z辐角θ的多值性:以x轴的非负半轴为始边,向量 eq \o(OZ,\s\up6(→))所在的射线(射线OZ)为______的角θ叫复数z=a+bi的______.
因此复数z的辐角是θ+2kπ(k∈Z).
2.辐角的主值
(1)定义及表示: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,即0≤arg z<2π.
(2)唯一性:复数z的辐角的主值是确定唯一的.
特别注意:z=0时,其辐角是任意的.
名师点拨
(1)任何一个不为零的复数的辐角有无限多个值,且这些值相差2π的整数倍.
(2)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.
(3)复数的代数形式化为三角形式时,一般将θ写成主值.
答案
(2)终边 辐角
初试身手
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)复数的辐角是唯一的.( )
(2)z=cos θ-isin θ是复数的三角形式.( )
(3)z=-2(cos θ+isin θ)是复数的三角形式.( )
(4)复数z=cos π+isin π的模是1,辐角的主值是π.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.复数z=1+i的三角形式为z=________.
解析:r= eq \r(2),cos θ= eq \f(1,\r(2))= eq \f(\r(2),2),
又因为1+i对应的点位于第一象限,
所以arg(1+i)= eq \f(π,4).
所以1+i= eq \r(2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cos \f(π,4)+isin \f(π,4))).
答案: eq \r(2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cos \f(π,4)+isin \f(π,4)))
3.复数6 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cos \f(π,2)+isin \f(π,2)))的代数形式为________.
解析:6 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cos \f(π,2)+isin \f(π,2)))=6cos eq \f(π,2)+6isin eq \f(π,2)
=6i.
答案:6i
4.下列各式是否是三角形式,若不是,化为三角形式:
(1)z1=-sin θ+icos θ;
(2)z2=-sin θ-icos θ;
(3)z3=cos 60°+isin 30°.
解:(1)不是三角形式,复平面上点Z1(-sin θ,cos θ)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“ eq \f(π,2)+θ”将θ变换到第二象限.
所以z1=-sin θ+icos θ
= cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+θ))+isin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+θ)).
(2)不是三角形式,同理(1),
可得z2=-sin θ-icos θ
=cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-θ))+isin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-θ)).
(3)不是三角形式,
z3=cos 60°+isin 30°= eq \f(1,2)+ eq \f(1,2)i
= eq \f(1,2)(1+i)= eq \f(1,2)× eq \r(2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cos \f(π,4)+isin \f(π,4)))
= eq \f(\r(2),2)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cos \f(π,4)+isin \f(π,4))).
类型1 代数形式化成三角形式
【例1】 将下列复数表示成三角形式:
(1)