内容正文:
章末过关检测卷(二)(第七章)
(120分钟 150分)
一、单选题(每小题5分,共40分)
1.在复平面内,下列说法正确的是 ( )
A.-i2=-1
B.(-i)2=-1
C.若a>b,则a+i>b+i
D.复数z=1-3i的虚部是3
【解析】选B.-i2=(-1)×(-1)=1,故A错误;
(-i)2=(-1)2×i2=-1,故B正确;
两个虚数不能比较大小,故C错误;
复数z=1-3i的虚部是-3,故D错误.
2.若xi-2i2=y+2yi,x,y∈R,则复数x+yi= ( )
A.-2+i B.4+2i
C.1-2i D.1+2i
【解析】选B.由i2=-1得xi-2i2=2+xi,则2+xi=y+2yi,根据复数相等的充要条件得,解得,故x+yi=4+2i.
3.复数6+5i与-3+4i分别表示向量与,则表示向量的复数为 ( )
A.3+9i B.2+8i
C.-9-i D.9+i
【解析】选D.复数6+5i与-3+4i分别表示向量与,因为=-,所以表示向量的复数为(6+5i)-(-3+4i)=9+i.
4.已知a∈R,若复数z=(a2-1)+(a+1)i为纯虚数,则复数a-i在复平面内对应的点所在的象限为 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】选D.因为z=(a2-1)+(a+1)i为纯虚数,
所以,解得a=1,所以复数a-i=1-i,在复平面内对应的点(1,-1)在第四象限.
5.若复数z满足(1-i)z=3-4i,则|z|= ( )
A. B.
C. D.5
【解析】选B.因为(1-i)z=3-4i,所以z===-i.所以|z|==.
6.下列命题不正确的是 ( )
A.方程2x-5=0在自然数集N中无解
B.方程2x2+9x-5=0在整数集Z中有一解,在有理数集Q中有两解
C.x=i是方程x2+1=0在复数集C中的一个解
D.x4=1在R中有两解,在复数集C中也有两解
【解析】选D.方程2x-5=0根为x=∉N,故方程在自然数集N中无解,A命题正确;
方程2x2+9x-5=0即(2x-1)(x+5)=0,故在整数集Z中有一解x=-5,在有理数集Q中有两解-5和,B命题正确;
x=i代入方程x2+1=0成立,故x=i是方程x2+1=0在复数集C中的一个解,C命题正确;
x4=1在R中有两解±1,在复数集C中有四解±1,±i,D命题不正确.
7.记i为虚数单位,n为正整数,若(3+4i)n位于复平面的第四象限,则n的最小值为 ( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】选C.因为(3+4i)2=9+24i-16=-7+24i,即复数(3+4i)2在复平面内对应的点位于第二象限;
(3+4i)3=(-7+24i)(3+4i)=-21+44i-96=-117+44i,即复数(3+4i)3在复平面内对应的点位于第二象限;
(3+4i)4=(-117+44i)(3+4i)=-527-336i,
即复数(3+4i)4在复平面内对应的点位于第三象限;
(3+4i)5=-(527+336i)(3+4i)=-237-3 116i,即复数(3+4i)5在复平面内对应的点位于第三象限;
(3+4i)6=-(237+3 116i)(3+4i)=11 753-10 296i,
即复数(3+4i)6在复平面内对应的点位于第四象限,故n的最小值为6.
8.已知复数z1,z2满足2|z1|=|z2|=|2z1-z2|=2,则|z1+z2|= ( )
A.1 B. C.2 D.2
【解析】选B.设z1=a+bi,z2=c+di,(a,b,c,d∈R),
则2===2,
所以a2+b2=1,c2+d2=4,8-4(ac+bd)=4,
即ac+bd=1,
则|z1+z2|=
=
==.
二、多选题(每小题6分,共18分,全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分)
9.下列命题为真命题的是 ( )
A.若z=33+3i,则=-33+3i
B.复数-i在复平面内对应的点在第四象限
C.i+i2 026=2i
D.若z=m2-4+(2-m)i(m∈R)为纯虚数,则m=-2
【解析】选BD.对于A,由复数z=33+3i,则=33-3i,所以A错误;
对于B,由复数-i在复平面内对应的点为(,-1),在第四象限,所以B正确;
对于C,由复数i+i2 026=i+=i+(-1)1 013=-1+i,所以C错误;
对于D,由复数z=m2-4+(2-m)i(m∈R)为纯虚数,可得,解得m=-2,所以D正确.
10.已知z1,z2是复数,下列说法正确的是 ( )
A.=
B.若z1z2=0,则z1=0或z2=0
C.=+
D.若|z1|=|z2|,则z1=±z2
【解析】选BC.设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
对A:=a2+b2∈R,=(a+bi)2=a2-b2+2abi,显然≠,A错误;
对B:z1z2=(a+bi)(c+di)=ac-bd+(ad+bc)i,
若z1z2=0,则ac=bd,ad=-bc,解得c=d=0或a=b=0,也即z1=0或z2=0,故B正确;
对C:z1+z2=a+c+(b+d)i,=a+c-(b+d)i;
+=a-bi+c-di=a+c-(b+d)i,=+,故C正确;
对D:若|z1|=|z2|=1,则可取z1=1,z2=i,但z1≠±z2,故D错误.
11.已知复数z满足|z-1+i|=3,则 ( )
A.复数z虚部的最大值为2
B.复数z实部的取值范围是[-2,4]
C.|z+1+i|的最小值为1
D.复数z在复平面内对应的点位于第一、三、四象限
【解析】选ABC.满足|z-1+i|=3的复数z在复平面内对应点的轨迹是以(1,-1)为圆心,以3为半径的圆,如图,
由图可知,虚部最大的复数z=1+2i,即复数z虚部的最大值为2,A正确;
实部最小的复数z=-2-i,实部最大的复数z=4-i,所以实部的取值范围是[-2,4],B正确;
|z+1+i|表示复数z在复平面内对应点到(-1,-1)的距离,所以|z+1+i|的最小值为3-2=1,C正确;
由图可知,第二象限内也有符合题意的点,D错误.
三、填空题(每小题5分,共15分)
12.已知复数z=2+i(其中i是虚数单位),则||= .
【解析】依题意=2-i,所以||==.
13.已知复数z=2i100-a+(3a-4)i103(a∈R),若z为纯虚数,则z的虚部为 -2 ;若z在复平面内对应的点位于第四象限,则a的取值范围是 (,2) .
【解析】z=2i100-a+(3a-4)i103
=2-a+(3a-4)·i
=2-a-(3a-4)i.
若z为纯虚数,则,解得a=2,
所以z=-2i,z的虚部为-2.
若z在复平面内对应的点位于第四象限,
则,解得<a<2,
所以a的取值范围是(,2).
14.设O是复平面的原点,满足|z-i|+|z-1|=的复数在复平面上所对应的点构成集合M,在M中任取不同的两点A和B,则∠AOB的最大值是 .
【解析】由|z-i|+|z-1|=可知,复数z表示在复平面内到P(0,1),Q(1,0)两点的距离之和为,而PQ=,所以复数z表示线段PQ,因此集合M是表示线段PQ上的点,如图所示:
显然当∠AOB=∠POQ=时,∠AOB有最大值,最大值为.
四、解答题(共77分)
15.(13分)设复数z1=-4+3i,z2=-4-3i.
(1)在复平面内画出复数z1,z2对应的点和向量;
【解析】(1)如图,复数z1,z2对应的点分别为Z1,Z2,对应的向量分别为,.
(2)求复数z1,z2的模,并比较它们的模的大小.
【解析】(2)|z1|=|-4+3i|==5,
|z2|=|-4-3i|==5,则|z1|=|z2|.
16.(15分)已知a,b∈R,i是虚数单位,复数z1=a+i与z2=2+bi互为共轭复数.
(1)指出复平面内z2对应的点所在的象限;
(2)计算z1z2,,;
(3)当实数λ取什么值时,复数z=z1+λz2是纯虚数?
【解析】因为z1=a+i与z2=2+bi互为共轭复数,所以a=2,b=-1.
所以z1=2+i,z2=2-i.
(1)复平面内z2对应的点的坐标为(2,-1),
所以复平面内z2对应的点在第四象限.
(2)z1z2=(2+i)(2-i)=4-i2=5,
=(2+i)2=4+4i+i2=3+4i,
===+i.
(3)z=(2+i)+λ(2-i)=2(1+λ)+(1-λ)i.
当1+λ=0,且1-λ≠0,即λ=-1时,复数z是纯虚数.
17.(15分)已知复数z=+1+i,i为虚数单位.
(1)求;
【解析】(1)因为复数z=+1+i=+1+i=+1+i=1-2i+1+i=2-i,所以=2+i.
(2)若复数z是关于x的方程x2+mx+n=0的一个根,求实数m,n的值.
【解析】(2)因为复数z是关于x的方程x2+mx+n=0的一个根,
所以(2-i)2+m(2-i)+n=0,
可得4-4i+i2+2m-mi+n=0,即(3+2m+n)-(m+4)i=0,
所以,解得m=-4,n=5.
18.(17分)已知z为复数,z+2i和均为实数,其中i为虚数单位.
(1)求复数z和|z|;
【解析】(1)设z=a+bi(a,b∈R),由z+2i=a+(b+2)i为实数,
所以b+2=0,所以b=-2.
===+i,
由为实数,可得=0,
所以a=-2b=4,所以z=4-2i,
所以|z|==2.
(2)若复数z1=+-i在复平面内对应的点位于第四象限,求实数m的取值范围.
【解析】(2)z1=+-i=+i,
复数z1=+-i在复平面内对应的点位于第四象限,
所以,
解得-2<m<或1<m<.
所以实数m的取值范围为(-2,)∪(1,).
19.(17分)已知:
①任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cos θ+isin θ)的形式.其中r是复数z的模,θ是复平面内以实轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数z=a+bi的辐角,r(cos θ+isin θ)叫做复数z=a+bi的三角形式.
②eix=cos x+isin x被称为欧拉公式,是复数的指数形式.
③方程xn=1(n为正整数)有n个不同的复数根.
根据以上材料,回答下列问题:
(1)设ω=-+i,求ω2 024;
【解析】(1)依题意,ω=-+i=cos +isin =,所以ω2 024=()2 024==cos +isin =cos +isin =--i.
(2)试求出所有满足方程x6=1的复数x的值所组成的集合;
【解析】(2)设x=cos θ+isin θ=eiθ,则x6=(cos θ+isin θ)6==ei·6θ=cos 6θ+isin 6θ=1,
因此sin 6θ=0,cos 6θ=1,6θ=2kπ,k∈Z,解得θ=,k∈Z,
由终边相同的角的意义,取k=0,1,2,3,4,5,则对应的θ依次为0,,,π,,,
因此对应的x依次为1,+i,-+i,-1,--i,-i,
所以所求的集合是1,+i,-+i,-1,--i,-i.
(3)复数z=cos +isin ,求(z-1)(z2-1)…(z2 023-1).
【解析】(3)当z=cos +isin 时,
zn===,n∈Z,
则==ei·2nπ=cos 2nπ+isin 2nπ=1,n∈N,n≤2 023,
因此关于x的方程x2 024-1=0的根为1,z,z2,z3,…,z2 023,
则x2 024-1=(x-1)(x-z)(x-z2)(x-z3)…(x-z2 023),
又x2-1=(x-1)(1+x),
x3-1=(x-1)(1+x+x2),
x4-1=(x-1)(1+x+x2+x3),…,
由此可得x2 024-1=(x-1)(1+x+x2+…+x2 023),
则(x-z)(x-z2)(x-z3)…(x-z2 023)=1+x+x2+…+x2 023,
令x=1,得(1-z)(1-z2)(1-z3)…(1-z2 023)=1+1+12+…+12 023=2 024,而2 023为奇数,
所以(z-1)(z2-1)(z3-1)…(z2 023-1)=-2 024.
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$章末过关检测卷(二)(第七章)
(120分钟 150分)
一、单选题(每小题5分,共40分)
1.在复平面内,下列说法正确的是( )
A.-i2=-1 B.(-i)2=-1 C.若a>b,则a+i>b+i D.复数z=1-3i的虚部是3
【解析】选B.-i2=(-1)×(-1)=1,故A错误;
(-i)2=(-1)2×i2=-1,故B正确;
两个虚数不能比较大小,故C错误;
复数z=1-3i的虚部是-3,故D错误.
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选题清单
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2.若xi-2i2=y+2yi,x,y∈R,则复数x+yi= ( )
A.-2+i B.4+2i
C.1-2i D.1+2i
【解析】选B.由i2=-1得xi-2i2=2+xi,则2+xi=y+2yi,根据复数相等的充要条件得,解得,故x+yi=4+2i.
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3.复数6+5i与-3+4i分别表示向量 与 ,则表示向量 的复数为( )
A.3+9i B.2+8i
C.-9-i D.9+i
【解析】选D.复数6+5i与-3+4i分别表示向量 与 ,因为 =
- ,所以表示向量 的复数为(6+5i)-(-3+4i)=9+i.
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选题清单
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4.已知a∈R,若复数z=(a2-1)+(a+1)i为纯虚数,则复数a-i在复平面内对应的点所在的象限为 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】选D.因为z=(a2-1)+(a+1)i为纯虚数,
所以,解得a=1,所以复数a-i=1-i,在复平面内对应的点(1,-1)在第四象限.
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5.若复数z满足(1-i)z=3-4i,则|z|= ( )
A. B. C. D.5
【解析】选B.因为(1-i)z=3-4i,所以z===-i.所以|z|==.
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6.下列命题不正确的是 ( )
A.方程2x-5=0在自然数集N中无解
B.方程2x2+9x-5=0在整数集Z中有一解,在有理数集Q中有两解
C.x=i是方程x2+1=0在复数集C中的一个解
D.x4=1在R中有两解,在复数集C中也有两解
【解析】选D.方程2x-5=0根为x=∉N,故方程在自然数集N中无解,A命题正确;
方程2x2+9x-5=0即(2x-1)(x+5)=0,故在整数集Z中有一解x=-5,在有理数集Q中有两解-5和,B命题正确;
x=i代入方程x2+1=0成立,故x=i是方程x2+1=0在复数集C中的一个解,C命题正确;
x4=1在R中有两解±1,在复数集C中有四解±1,±i,D命题不正确.
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7.记i为虚数单位,n为正整数,若(3+4i)n位于复平面的第四象限,则n的最小值为 ( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】选C.因为(3+4i)2=9+24i-16=-7+24i,即复数(3+4i)2在复平面内对应的点位于第二象限;
(3+4i)3=(-7+24i)(3+4i)=-21+44i-96=-117+44i,即复数(3+4i)3在复平面内对应的点位于第二象限;
(3+4i)4=(-117+44i)(3+4i)=-527-336i,
即复数(3+4i)4在复平面内对应的点位于第三象限;
(3+4i)5=-(527+336i)(3+4i)=-237-3 116i,即复数(3+4i)5在复平面内对应的点位于第三象限;
(3+4i)6=-(237+3 116i)(3+4i)=11 753-10 296i,
即复数(3+4i)6在复平面内对应的点位于第四象限,故n的最小值为6.
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8.已知复数z1,z2满足2|z1|=|z2|=|2z1-z2|=2,则|z1+z2|=( )
A.1 B. C.2 D.2
【解析】选B.设z1=a+bi,z2=c+di,(a,b,c,d∈R),
则2===2,
所以a2+b2=1,c2+d2=4,8-4(ac+bd)=4,
即ac+bd=1,
则|z1+z2|=
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二、多选题(每小题6分,共18分,全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分)
9.下列命题为真命题的是( )
A.若z=33+3i,则=-33+3i
B.复数-i在复平面内对应的点在第四象限
C.i+i2 026=2i
D.若z=m2-4+(2-m)i(m∈R)为纯虚数,则m=-2
【解析】选BD.对于A,由复数z=33+3i,则=33-3i,所以A错误;
对于B,由复数-i在复平面内对应的点为(,-1),在第四象限,所以B正确;
对于C,由复数i+i2 026=i+=i+(-1)1 013=-1+i,所以C错误;
对于D,由复数z=m2-4+(2-m)i(m∈R)为纯虚数,可得,解得m=-2,所以D正确.
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10.已知z1,z2是复数,下列说法正确的是 ( )
A.= B.若z1z2=0,则z1=0或z2=0
C.=+ D.若|z1|=|z2|,则z1=±z2
【解析】选BC.设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
对A:=a2+b2∈R,=(a+bi)2=a2-b2+2abi,显然≠,A错误;
对B:z1z2=(a+bi)(c+di)=ac-bd+(ad+bc)i,
若z1z2=0,则ac=bd,ad=-bc,解得c=d=0或a=b=0,也即z1=0或z2=0,故B正确;
对C:z1+z2=a+c+(b+d)i,=a+c-(b+d)i;
+=a-bi+c-di=a+c-(b+d)i,=+,故C正确;
对D:若|z1|=|z2|=1,则可取z1=1,z2=i,但z1≠±z2,故D错误.
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11.已知复数z满足|z-1+i|=3,则 ( )
A.复数z虚部的最大值为2 B.复数z实部的取值范围是[-2,4]
C.|z+1+i|的最小值为1 D.复数z在复平面内对应的点位于第一、三、四象限
【解析】选ABC.满足|z-1+i|=3的复数z在复平面内对应点的轨迹是以(1,-1)为圆心,以3为半径的圆,如图,
由图可知,虚部
最大的复数z=1+2i,
即复数z虚部的最大值为2,A正确;
实部最小的复数z=-2-i,实部最大的复数z=4-i,所以实部的取值范围是[-2,4],B正确;
|z+1+i|表示复数z在复平面内对应点到(-1,-1)的距离,所以|z+1+i|的最小值为3-2=1,C正确;
由图可知,第二象限内也有符合题意的点,D错误.
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三、填空题(每小题5分,共15分)
12.已知复数z=2+i(其中i是虚数单位),则||=________.
【解析】依题意=2-i,所以||==.
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13.已知复数z=2i100-a+(3a-4)i103(a∈R),若z为纯虚数,则z的虚部为_______;若z在复平面内对应的点位于第四象限,则a的取值范围是_________.
【解析】z=2i100-a+(3a-4)i103
=2-a+(3a-4)·i
=2-a-(3a-4)i.
若z为纯虚数,则,解得a=2,
所以z=-2i,z的虚部为-2.
若z在复平面内对应的点位于第四象限,
则,解得<a<2,
所以a的取值范围是(,2).
-2
(,2)
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14.设O是复平面的原点,满足|z-i|+|z-1|=的复数在复平面上所对应的点构成集合M,在M中任取不同的两点A和B,则∠AOB的最大值是______.
【解析】由|z-i|+|z-1|=可知,复数z表示在复平面内到P(0,1),Q(1,0)两点的距离之和为,而PQ=,所以复数z表示线段PQ,因此集合M是表示线段PQ上的点,如图所示:
显然当∠AOB=∠POQ=时,∠AOB有最大值,最大值为.
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四、解答题(共77分)
15.(13分)设复数z1=-4+3i,z2=-4-3i.
(1)在复平面内画出复数z1,z2对应的点和向量;
【解析】(1)如图,复数z1,z2对应的点分别为Z1,Z2,
对应的向量分别为 , .
(2)求复数z1,z2的模,并比较它们的模的大小.
【解析】(2)|z1|=|-4+3i|==5,
|z2|=|-4-3i|==5,则|z1|=|z2|.
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16.(15分)已知a,b∈R,i是虚数单位,复数z1=a+i与z2=2+bi互为共轭复数.
(1)指出复平面内z2对应的点所在的象限;
(2)计算z1z2,,;
(3)当实数λ取什么值时,复数z=z1+λz2是纯虚数?
【解析】因为z1=a+i与z2=2+bi互为共轭复数,所以a=2,b=-1.
所以z1=2+i,z2=2-i.
(1)复平面内z2对应的点的坐标为(2,-1),
所以复平面内z2对应的点在第四象限.
(2)z1z2=(2+i)(2-i)=4-i2=5,
=(2+i)2=4+4i+i2=3+4i,
===+i.
(3)z=(2+i)+λ(2-i)=2(1+λ)+(1-λ)i.
当1+λ=0,且1-λ≠0,即λ=-1时,复数z是纯虚数.
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17.(15分)已知复数z=+1+i,i为虚数单位.
(1)求;
【解析】(1)因为复数z=+1+i=+1+i=+1+i=1-2i+1+i=2-i,所以=2+i.
(2)若复数z是关于x的方程x2+mx+n=0的一个根,求实数m,n的值.
【解析】(2)因为复数z是关于x的方程x2+mx+n=0的一个根,
所以(2-i)2+m(2-i)+n=0,
可得4-4i+i2+2m-mi+n=0,即(3+2m+n)-(m+4)i=0,
所以,解得m=-4,n=5.
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18.(17分)已知z为复数,z+2i和均为实数,其中i为虚数单位.
(1)求复数z和|z|;
【解析】(1)设z=a+bi(a,b∈R),由z+2i=a+(b+2)i为实数,
所以b+2=0,所以b=-2.
===+i,
由为实数,可得=0,
所以a=-2b=4,所以z=4-2i,
所以|z|==2.
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(2)若复数z1=+-i在复平面内对应的点位于第四象限,求实数m的取值范围.
【解析】(2)z1=+-i=+i,
复数z1=+-i在复平面内对应的点位于第四象限,
所以,
解得-2<m<或1<m<.
所以实数m的取值范围为(-2,)∪(1,).
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19.(17分)已知:
①任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cos θ+isin θ)的形式.其中r是复数z的模,θ是复平面内以实轴的非负半轴为始边,向量 所在射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数z=a+bi的辐角,r(cos θ+isin θ)叫做复数z=a+bi的三角形式.
②eix=cos x+isin x被称为欧拉公式,是复数的指数形式.
③方程xn=1(n为正整数)有n个不同的复数根.
根据以上材料,回答下列问题:
(1)设ω=-+i,求ω2 024;
【解析】(1)依题意,ω=-+i=cos +isin =,所以ω2 024=()2 024==cos +isin =cos +isin =--i.
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(2)试求出所有满足方程x6=1的复数x的值所组成的集合;
【解析】(2)设x=cos θ+isin θ=eiθ,则x6=(cos θ+isin θ)6==ei·6θ=cos 6θ+isin 6θ=1,
因此sin 6θ=0,cos 6θ=1,6θ=2kπ,k∈Z,解得θ=,k∈Z,
由终边相同的角的意义,取k=0,1,2,3,4,5,则对应的θ依次为0,,,π,,,
因此对应的x依次为1,+i,-+i,-1,--i,-i,
所以所求的集合是 1,+i,-+i,-1,--i,-i .
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(3)复数z=cos +isin ,求(z-1)(z2-1)…(z2 023-1).
【解析】(3)当z=cos +isin 时,
zn===,n∈Z,
则==ei·2nπ=cos 2nπ+isin 2nπ=1,n∈N,n≤2 023,
因此关于x的方程x2 024-1=0的根为1,z,z2,z3,…,z2 023,
则x2 024-1=(x-1)(x-z)(x-z2)(x-z3)…(x-z2 023),
又x2-1=(x-1)(1+x),
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x3-1=(x-1)(1+x+x2),
x4-1=(x-1)(1+x+x2+x3),…,
由此可得x2 024-1=(x-1)(1+x+x2+…+x2 023),
则(x-z)(x-z2)(x-z3)…(x-z2 023)=1+x+x2+…+x2 023,
令x=1,得(1-z)(1-z2)(1-z3)…(1-z2 023)=1+1+12+…+12 023=2 024,而2 023为奇数,
所以(z-1)(z2-1)(z3-1)…(z2 023-1)=-2 024.
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