第07讲 复数的三角表示(寒假预科讲义)-2025年高一数学举一反三系列寒假精品讲义(人教A版2019必修第二册)
2025-01-02
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2份
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34页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 7.3 * 复数的三角表示 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 复数代数形式的四则运算 |
| 使用场景 | 寒暑假-寒假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 846 KB |
| 发布时间 | 2025-01-02 |
| 更新时间 | 2025-01-03 |
| 作者 | 吴老师工作室 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-01-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49722085.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第07讲 复数的三角表示
【人教A版2019】
模块一
复数的三角表示式
1.复数的三角表示式
(1)复数的三角表示式
如图,我们可以用刻画向量大小的模r和刻画向量方向的角来表示复数z.
一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(+i)的形式.
概念名称
概念的说明
模r
r是复数z的模,)
辐角θ
θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,且
三角形式
r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,该式的结构特征是:模非负,角相同,余弦前,加号连
(2)辅角的主值
显然,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.例如,复数i的辐角是
+2kπ,其中k可以取任何整数.对于复数0,因为它对应着零向量,而零向量的方向是任意的,所以复数0的辐角也是任意的.我们规定在0<2π范围内的辐角的值为辐角的主值.通常记作argz,即0argz<2π.
(3)三角形式下的复数相等
每一个不等于零的复数有唯一的模与辐角的主值,并且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.
【题型1 复数的三角表示】
【例1.1】(2024高一下·上海·专题练习)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据给定条件,利用复数三角形式的意义求解即得.
【解答过程】,故B正确;
经检验,ACD都错误.
故选:B.
【例1.2】(23-24高三上·吉林·期末)若复数(,),则把这种形式叫做复数z的三角形式,其中r为复数z的模,为复数z的辐角,则复数的三角形式正确的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据复数的三角形式的定义直接判断.
【解答过程】复数的模为1,辐角为,
所以复数的三角形式为.
故选:A.
【变式1.1】(24-25高一·全国·课后作业)如果,那么复数的三角形式是( )
A.
B.
C.
D.
【解题思路】根据复数的三角形式公式,利用复数的乘法以及三角函数的运算,可得答案.
【解答过程】因为,,
所以 .
故选:A.
【变式1.2】(23-24高一下·广东广州·期中)欧拉公式(其中为虚数单位,)将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥.依据欧拉公式,则( )
A. B.为实数
C. D.复数对应的点位于第三象限
【解题思路】
利用复数的欧拉公式可判断AB选项;利用欧拉公式以及复数的除法化简复数,结合复数的模长公式可判断C选项;利用欧拉公式以及复数的几何意义可判断D选项.
【解答过程】对于A选项,,A错;
对于B选项,为纯虚数,B错;
对于C选项,因为,
因此,,C对;
对于D选项,,则,,
所以,复数在复平面内对应的点位于第二象限,D错.
故选:C.
【题型2 求辅角主值】
【例2.1】(2024高一下·全国·专题练习)设复数的辐角的主值是,则的辐角的主值为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据复数的除法运算及复数的辐角的主值的定义即可得解.
【解答过程】因为,
所以的辐角的主值为.
故选:D.
【例2.2】(23-24高二上·辽宁·开学考试)(i是虚数单位),则z的辐角主值( )
A. B. C. D.
【解题思路】复数可以写成 的形式,即可求得复数的辐角主值.
【解答过程】,所以复数的辐角主值.
故选:A.
【变式2.1】(23-24高一下·上海·课后作业)设复数,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】由复数,利用复数的除法得到 ,再转化为三角形式求解.
【解答过程】解:因为复数,
所以,
,
,
,
所以,
故选:C.
【变式2.2】(24-25高一·全国·课后作业)设,则复数的辐角主值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据复数三角形式下的乘除运算及辐角的定义即可求解.
【解答过程】解:,
因为,
所以,所以,
所以该复数的辐角主值为.
故选:B.
【题型3 三角表示下复数的乘方与开方】
【例3.1】(24-25高一·全国·课后作业)计算:( ).
A.; B.;
C.; D..
【解题思路】首先写成复数的三角形式,再利用乘方公式,即可化简求值.
【解答过程】设,
所以
.
故选:D.
【例3.2】(23-24高二下·广东佛山·期末)在复平面内,复数对应向量为(为坐标原点),设,以射线为始边,为终边逆时针旋转所得的角为,则,法国数学家棣莫弗发现棣莫弗定理:,,则,由棣莫弗定理导出了复数乘方公式:,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】先将表示为三角形式,然后结合棣莫弗定理求得正确答案.
【解答过程】由题意,得当时,,,
∴
.
∵,
∴,
故选:D.
【变式3.1】(23-24高一下·全国·课后作业)计算( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据复数三角形式的乘方运算可解.
【解答过程】,
故选:B.
【变式3.2】(2024·湖北恩施·模拟预测)任意一个复数都可以表示成三角形式,即.棣莫弗定理是由法国数学家棣莫弗(1667-1754年)创立的,指的是:设两个复数,,则,已知复数,则( )
A. B. C. D.1
【解题思路】将化为三角形式,根据棣莫弗定理可求得的值,即可求得答案.
【解答过程】由题意可得,
故,
所以
.
故选:B.
【题型4 复数的代数形式与三角形式的互化】
【例4.1】(24-25高一上·上海·随堂练习)把下列复数用三角形式表示(用辐角主值).
(1);
(2);
(3);
(4).
【解题思路】由复数的三角形式表示的概念可得解.
【解答过程】(1)由复数的三角形式表示为,且,且,,
又,所以,解得,
所以;
(2)由,所以,解得,
所以;
(3)由,所以,解得,
所以;
(4)由,所以,解得,
所以.
【例4.2】(2024高一下·江苏·专题练习)把下列复数的三角形式化为代数形式:
(1);
(2).
【解题思路】
运用诱导公式及特殊角的三角函数值计算即可.
【解答过程】(1).
(2).
【变式4.1】(2024高一下·江苏·专题练习)把下列复数的三角形式化为代数形式:
(1);
(2).
【解题思路】运用特殊角的三角函数值计算即可.
【解答过程】(1).
(2).
【变式4.2】(24-25高一·全国·随堂练习)在复平面内作出下列复数对应的向量,并用三角形式表示(辐角取主值):
(1)6;
(2);
(3);
(4).
【解题思路】根据复数的几何意义,求出模长和辐角,即可求解.
【解答过程】(1)6对应的向量如答图中,
,又,
.
(2)对应的向量如答图中,
,
又,.
(3)对应的向量如答图中
,
又,.
(4)对应的向量如答图中,
,
又,.
模块二
复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
1.复数乘法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数乘法运算的三角表示
根据复数的乘法法则以及两角和的正弦、余弦公式,可以得到
=(+i)(+i)=[(+)+i(+)],
即 (+i)(+i)=[(+)+i(+)].
这就是说,两个复数相乘,积的模等于各复数的模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
(2)几何意义
两个复数,相乘时,可以像图那样,先分别画出与,对应的向量,,然后把向量
绕点O按逆时针方向旋转角(如果<0,就要把绕点O按顺时针方向旋转角||),再把它的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是积.这是复数乘法的几何意义.
2.复数除法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数除法运算的三角表示
设=(+i),=(+i),且≠,因为(+i)[(-)+i
(-)]=(+i),所以根据复数除法的定义,有=[(-)+i(-)].
这就是说,两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐
角减去除数的辐角所得的差.
(2)几何意义
如图,两个复数,相除时,先分别画出与,对应的向量,,然后把向量绕点O按
顺时针方向旋转角(如果<0,就要把绕点O按逆时针方向旋转角||),再把它的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是商.这是复数除法的几何意义.
【题型5 三角形式下的复数的乘、除运算】
【例5.1】(24-25高一·全国·课后作业)计算的值是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据复数的三角运算公式运算即可.
【解答过程】因为
所以,
所以,
故选:B.
【例5.2】(24-25高一·全国·课后作业)已知为虚数单位,,,则等于( )
A. B.
C. D.
【解题思路】
利用复数三角形式乘法运算法则计算即可.
【解答过程】,
.
故选:D.
【变式5.1】(23-24高一·上海·课堂例题)计算:
(1);
(2);
(3).
【解题思路】利用三角形式的复数乘法、除法、乘方运算法则,并结合特殊角的三角函数值求解即可.
【解答过程】(1)
;
(2)
;
(3)
.
【变式5.2】(24-25高一上·上海·课堂例题)计算,并用复数的代数形式表示计算结果:
(1);
(2).
【解题思路】(1)(2)运用复数的三角形式表示,并按照乘除规则计算即可.
【解答过程】(1)
.
(2)
.
【题型6 复数乘、除运算的几何意义的应用】
【例6.1】(23-24高二下·江苏南京·期中)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把与复数对应的向量绕原点O按逆时针方向旋转,所得的向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用复数乘法的几何意义可知,根据复数的三角表示可得旋转后对应的复数为.
【解答过程】根据题意可知,
复数对应的向量绕原点O按逆时针方向旋转可得,
即所得的向量对应的复数为.
故选:A.
【例6.2】(23-24高一下·全国·课后作业)已知复数对应的向量绕原点逆时针旋转后得到的向量对应的复数为,且,则( )
A. B.
C. D.
【解题思路】先根据复数的三角形式旋转得到新复数,再应用复数乘法计算即可.
【解答过程】
逆时针旋转后得,
所以=.
故选:A.
【变式6.1】(23-24高一下·湖北武汉·期中)设复数对应的向量分别为为坐标原点,且,若把绕原点顺时针旋转,把绕原点逆时针旋转,所得两向量的终点重合,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】把化为复数的三角形式,根据复数对应的向量旋转所得向量,求解即可.
【解答过程】由已知得,
所以绕原点顺时针旋转得
,
由绕原点逆时针旋转,所得两向量的终点重合得,
所以.
故选:B.
【变式6.2】(2024高一下·全国·专题练习)已知(a,b∈R,且ab≠0),复平面内,把对应的向量绕原点分别按逆、顺时针方向旋转,得向量,,则,,所对应的复数之和等于( )
A. B.
C. D.0
【解题思路】
利用复数的三角表示可得出向量,对应的复数,可得结果.
【解答过程】
易知向量,对应的复数分别为, ;
所以
;
故选:D.
一、单选题
1.(24-25高一上·上海·课后作业)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】合理化简原复数,表示为三角形式即可.
【解答过程】由题意得,故D正确.
故选:D.
2.(2024高一下·全国·专题练习)计算的结果为( )
A. B.1
C. D.
【解题思路】根据题意,结合复数三角形式的运算,即可求解.
【解答过程】由复数的运算性质,可得
.
故选:A.
3.(23-24高一下·福建泉州·阶段练习)复数的辐角主值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据复数的辐角主值的定义进行求解.
【解答过程】因为,
所以的辐角主值为.
故选:C.
4.(2024·浙江绍兴·模拟预测)已知,则在下列表达式中表示的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题设的表达式求出的表达式,再代入选项逐一检验即得.
【解答过程】因,则,
对于A,,故A项正确;
对于B, ,故B项错误;
对于C,,故C项错误;
对于D,由B项知,,故D项错误.
故选:A.
5.(23-24高一下·江苏南京·期末)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把与复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,所得的向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由复数乘法的几何意义可知,根据复数的三角表示可得顺时针旋转后对应的复数为.
【解答过程】根据题意可知,
复数对应的向量绕原点O按顺时针方向旋转可得,
即所得的向量对应的复数为.
故选:A.
6.(23-24高一下·河南安阳·阶段练习)法国数学家棣莫弗发现:,我们称这个结论为棣莫弗定理,则( )
A.1 B. C. D.
【解题思路】化为三角形式,根据棣莫弗定理求解.
【解答过程】.
故选:B.
7.(23-24高一下·湖南岳阳·期末)欧拉公式把自然对数的底数、虚数单位、三角函数联系在一起,被誉为“数学中的天桥”.若复数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【解题思路】首先求得,然后结合复数模的公式以及三角函数性质即可得解.
【解答过程】由题意,
,
因为的取值范围是,
所以的取值范围是,的取值范围为.
故选:B.
8.(23-24高一下·上海松江·期末)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被举为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【解题思路】代入即可判断A;代入即可判断B;对等式右边进行代换化解即可判断C;代入,再计算相应相应的模,再利用三角形面积公式即可判断D.
【解答过程】对于A,,其虚部为1,A错误;
对于B, ,复数在复平面内对应的点位于第一象限,B错误;
对于C,
,故C错误;
对于D,,,
,,
因此的面积为:,面积的最大值为,D正确.
故选:D.
二、多选题
9.(2024高一下·全国·专题练习)下列命题中正确的是( )
A.复数的辐角的主值是,则的辐角的主值是
B.复数的辐角的主值是,则的辐角的主值是
C.复数,的辐角的主值分别是,,则的辐角的主值是
D.复数,的辐角的主值分别是,,且,则的辐角的主值是
【解题思路】
辅角的主值的取值范围是,若,,即可判断;由,即可判断;因为,即可判断;,为辐角的主值,可判断.
【解答过程】
设,,则,
若,,则的辐角的主值为,不正确;
,的辐角的主值为,正确;
设,,
,,
,
若,则的辐角的主值为,不正确;
,
所以的辐角的主值是,正确.
故选:.
10.(2024高一下·全国·专题练习)已知复数z对应的向量为,复数对应的向量为,复数对应的向量为,则下列说法正确的是( )
A.将的模扩大为原来的2倍,再逆时针旋转可得到
B.将的模扩大为原来的2倍,再顺时针旋转可得到
C.将的模缩小为原来的,再逆时针旋转可得到
D.将的模缩小为原来的,再顺时针旋转可得到
【解题思路】根据题意,化简得到,,结合选项,即可求解.
【解答过程】因为,
,
所以,将的模扩大为原来的2倍,再逆时针旋转可得到,将的模缩小为原来的,再顺时针旋转可得到.
故选:AD.
11.(23-24高一下·云南曲靖·期末)欧拉公式是由瑞士著名数学家欧拉创立,该公式将指数函数的定义域扩大到复数集,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥.依据欧拉公式,下列说法中正确的是( )
A. B.
C.在复平面内对应的点位于第四象限 D.
【解题思路】对于A,B,由代入运算即可判断,对于C,代入,得其对应的点坐标,进行判断即可;对于D,将代入化简,再求即可判断.
【解答过程】对于A:由题意得:,故A正确;
对于B:由题意得:,故B正确;
对于C:由题意得:,则其对应的点为,
∵,则,
∴对应的点位于第三象限,故C错误;
对于D:由题意可得:
,故正确.
故选:ABD.
三、填空题
12.(24-25高一上·上海·课后作业)计算: .
【解题思路】利用三角形式的复数乘法、除法、乘方运算法则求解即可.
【解答过程】
.
故答案为:.
13.(24-25高一上·上海·课后作业)若复数(i为虚数单位),则 .
【解题思路】利用辐角的性质求解即可.
【解答过程】设辐角为,由辐角性质得,
且
所以.
故答案为:.
14.(23-24高一下·福建宁德·阶段练习)欧拉公式(i为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉发现的,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,它在复变函数论里非常重要,被誉为“数学中的天桥”,根据欧拉公式可知,若表示复数z,则 1 .
【解题思路】根据欧拉公式结合诱导公式化简后可求出其模.
【解答过程】由题意得
,
所以.
故答案为:1.
四、解答题
15.(24-25高一上·上海·课后作业)计算:.
【解题思路】利用三角形式的复数乘法、除法、乘方运算法则求解即可.
【解答过程】因为
.
16.(23-24高一·上海·课堂例题)把下列复数用三角形式表示(用辐角主值):
(1);
(2);
(3);
(4).
【解题思路】根据复数三角形式的知识求得正确答案.
【解答过程】(1).
(2).
(3).
(4)
.
17.(24-25高一上·上海·课堂例题)设复数在复平面上所对应的向量是,将绕原点O按顺时针方向旋转,得到的向量为,求向量所对应的复数.(结果用复数的代数形式表示)
【解题思路】将复数改写成三角形式,再利用三角形式的复数乘法的几何意义即得.
【解答过程】复数的三角形式是,
依题意,向量对应的复数是:
.
18.(24-25高一上·上海·课后作业)已知复数z满足,且.
(1)求z的三角形式;
(2)记分别表示复数z、、在复平面上的对应点.已知三点成逆时针顺序,且为等边三角形,求的值.
【解题思路】(1)解方程结合辐角范围得到复数,再表示为三角形式即可.
(2)利用旋转的性质求出z、,最后利用辐角的性质求解即可.
【解答过程】(1)由,解得.
∵,∴应舍去,
∴.
(2)由题意得,:,:.
∵,位置成逆时针顺序,又,
∴把按逆时针方向旋转即得,
∴,
将代入上式,解得,
由点在第三象限知.
19.(23-24高一下·河北衡水·期末)欧拉是十八世纪数学界最杰出的人物之一,数学史上称十八世纪为“欧拉时代”.1735年,他提出公式:复数:(是虚数单位).已知复数,,.
(1)当时,求的值;
(2)当时,若且,求的值.
【解题思路】(1)当时,为实数,可求出;
(2)由先求出,再根据,得到,,进而可得.
【解答过程】(1)因为虚数不能比较大小,所以为实数,
又因为,
所以
解得;
(2)当时,,.
所以,
所以,
所以,,
因为,所以.
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第07讲 复数的三角表示
【人教A版2019】
模块一
复数的三角表示式
1.复数的三角表示式
(1)复数的三角表示式
如图,我们可以用刻画向量大小的模r和刻画向量方向的角来表示复数z.
一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(+i)的形式.
概念名称
概念的说明
模r
r是复数z的模,)
辐角θ
θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,且
三角形式
r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,该式的结构特征是:模非负,角相同,余弦前,加号连
(2)辅角的主值
显然,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.例如,复数i的辐角是
+2kπ,其中k可以取任何整数.对于复数0,因为它对应着零向量,而零向量的方向是任意的,所以复数0的辐角也是任意的.我们规定在0<2π范围内的辐角的值为辐角的主值.通常记作argz,即0argz<2π.
(3)三角形式下的复数相等
每一个不等于零的复数有唯一的模与辐角的主值,并且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.
【题型1 复数的三角表示】
【例1.1】(2024高一下·上海·专题练习)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
【例1.2】(23-24高三上·吉林·期末)若复数(,),则把这种形式叫做复数z的三角形式,其中r为复数z的模,为复数z的辐角,则复数的三角形式正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1.1】(24-25高一·全国·课后作业)如果,那么复数的三角形式是( )
A.
B.
C.
D.
【变式1.2】(23-24高一下·广东广州·期中)欧拉公式(其中为虚数单位,)将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥.依据欧拉公式,则( )
A. B.为实数
C. D.复数对应的点位于第三象限
【题型2 求辅角主值】
【例2.1】(2024高一下·全国·专题练习)设复数的辐角的主值是,则的辐角的主值为( )
A. B.
C. D.
【例2.2】(23-24高二上·辽宁·开学考试)(i是虚数单位),则z的辐角主值( )
A. B. C. D.
【变式2.1】(23-24高一下·上海·课后作业)设复数,则( )
A. B. C. D.
【变式2.2】(24-25高一·全国·课后作业)设,则复数的辐角主值为( )
A. B. C. D.
【题型3 三角表示下复数的乘方与开方】
【例3.1】(24-25高一·全国·课后作业)计算:( ).
A.; B.;
C.; D..
【例3.2】(23-24高二下·广东佛山·期末)在复平面内,复数对应向量为(为坐标原点),设,以射线为始边,为终边逆时针旋转所得的角为,则,法国数学家棣莫弗发现棣莫弗定理:,,则,由棣莫弗定理导出了复数乘方公式:,则( )
A. B. C. D.
【变式3.1】(23-24高一下·全国·课后作业)计算( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(2024·湖北恩施·模拟预测)任意一个复数都可以表示成三角形式,即.棣莫弗定理是由法国数学家棣莫弗(1667-1754年)创立的,指的是:设两个复数,,则,已知复数,则( )
A. B. C. D.1
【题型4 复数的代数形式与三角形式的互化】
【例4.1】(24-25高一上·上海·随堂练习)把下列复数用三角形式表示(用辐角主值).
(1);
(2);
(3);
(4).
【例4.2】(2024高一下·江苏·专题练习)把下列复数的三角形式化为代数形式:
(1);
(2).
【变式4.1】(2024高一下·江苏·专题练习)把下列复数的三角形式化为代数形式:
(1);
(2).
【变式4.2】(24-25高一·全国·随堂练习)在复平面内作出下列复数对应的向量,并用三角形式表示(辐角取主值):
(1)6;
(2);
(3);
(4).
模块二
复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
1.复数乘法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数乘法运算的三角表示
根据复数的乘法法则以及两角和的正弦、余弦公式,可以得到
=(+i)(+i)=[(+)+i(+)],
即 (+i)(+i)=[(+)+i(+)].
这就是说,两个复数相乘,积的模等于各复数的模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
(2)几何意义
两个复数,相乘时,可以像图那样,先分别画出与,对应的向量,,然后把向量
绕点O按逆时针方向旋转角(如果<0,就要把绕点O按顺时针方向旋转角||),再把它的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是积.这是复数乘法的几何意义.
2.复数除法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数除法运算的三角表示
设=(+i),=(+i),且≠,因为(+i)[(-)+i
(-)]=(+i),所以根据复数除法的定义,有=[(-)+i(-)].
这就是说,两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐
角减去除数的辐角所得的差.
(2)几何意义
如图,两个复数,相除时,先分别画出与,对应的向量,,然后把向量绕点O按
顺时针方向旋转角(如果<0,就要把绕点O按逆时针方向旋转角||),再把它的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是商.这是复数除法的几何意义.
【题型5 三角形式下的复数的乘、除运算】
【例5.1】(24-25高一·全国·课后作业)计算的值是( )
A. B.
C. D.
【例5.2】(24-25高一·全国·课后作业)已知为虚数单位,,,则等于( )
A. B.
C. D.
【变式5.1】(23-24高一·上海·课堂例题)计算:
(1);
(2);
(3).
【变式5.2】(24-25高一上·上海·课堂例题)计算,并用复数的代数形式表示计算结果:
(1);
(2).
【题型6 复数乘、除运算的几何意义的应用】
【例6.1】(23-24高二下·江苏南京·期中)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把与复数对应的向量绕原点O按逆时针方向旋转,所得的向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【例6.2】(23-24高一下·全国·课后作业)已知复数对应的向量绕原点逆时针旋转后得到的向量对应的复数为,且,则( )
A. B.
C. D.
【变式6.1】(23-24高一下·湖北武汉·期中)设复数对应的向量分别为为坐标原点,且,若把绕原点顺时针旋转,把绕原点逆时针旋转,所得两向量的终点重合,则( )
A. B. C. D.
【变式6.2】(2024高一下·全国·专题练习)已知(a,b∈R,且ab≠0),复平面内,把对应的向量绕原点分别按逆、顺时针方向旋转,得向量,,则,,所对应的复数之和等于( )
A. B.
C. D.0
一、单选题
1.(24-25高一上·上海·课后作业)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
2.(2024高一下·全国·专题练习)计算的结果为( )
A. B.1
C. D.
3.(23-24高一下·福建泉州·阶段练习)复数的辐角主值为( )
A. B. C. D.
4.(2024·浙江绍兴·模拟预测)已知,则在下列表达式中表示的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高一下·江苏南京·期末)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把与复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,所得的向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一下·河南安阳·阶段练习)法国数学家棣莫弗发现:,我们称这个结论为棣莫弗定理,则( )
A.1 B. C. D.
7.(23-24高一下·湖南岳阳·期末)欧拉公式把自然对数的底数、虚数单位、三角函数联系在一起,被誉为“数学中的天桥”.若复数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一下·上海松江·期末)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被举为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
二、多选题
9.(2024高一下·全国·专题练习)下列命题中正确的是( )
A.复数的辐角的主值是,则的辐角的主值是
B.复数的辐角的主值是,则的辐角的主值是
C.复数,的辐角的主值分别是,,则的辐角的主值是
D.复数,的辐角的主值分别是,,且,则的辐角的主值是
10.(2024高一下·全国·专题练习)已知复数z对应的向量为,复数对应的向量为,复数对应的向量为,则下列说法正确的是( )
A.将的模扩大为原来的2倍,再逆时针旋转可得到
B.将的模扩大为原来的2倍,再顺时针旋转可得到
C.将的模缩小为原来的,再逆时针旋转可得到
D.将的模缩小为原来的,再顺时针旋转可得到
11.(23-24高一下·云南曲靖·期末)欧拉公式是由瑞士著名数学家欧拉创立,该公式将指数函数的定义域扩大到复数集,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥.依据欧拉公式,下列说法中正确的是( )
A. B.
C.在复平面内对应的点位于第四象限 D.
三、填空题
12.(24-25高一上·上海·课后作业)计算: .
13.(24-25高一上·上海·课后作业)若复数(i为虚数单位),则 .
14.(23-24高一下·福建宁德·阶段练习)欧拉公式(i为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉发现的,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,它在复变函数论里非常重要,被誉为“数学中的天桥”,根据欧拉公式可知,若表示复数z,则 .
四、解答题
15.(24-25高一上·上海·课后作业)计算:.
16.(23-24高一·上海·课堂例题)把下列复数用三角形式表示(用辐角主值):
(1);
(2);
(3);
(4).
17.(24-25高一上·上海·课堂例题)设复数在复平面上所对应的向量是,将绕原点O按顺时针方向旋转,得到的向量为,求向量所对应的复数.(结果用复数的代数形式表示)
18.(24-25高一上·上海·课后作业)已知复数z满足,且.
(1)求z的三角形式;
(2)记分别表示复数z、、在复平面上的对应点.已知三点成逆时针顺序,且为等边三角形,求的值.
19.(23-24高一下·河北衡水·期末)欧拉是十八世纪数学界最杰出的人物之一,数学史上称十八世纪为“欧拉时代”.1735年,他提出公式:复数:(是虚数单位).已知复数,,.
(1)当时,求的值;
(2)当时,若且,求的值.
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