一道关于复数的题目设OA向量对应的复数z1,OB向量对应的复数z2,若z1/z2=1+√3 i,求 ∠AOB.
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/15 06:06:49
一道关于复数的题目设OA向量对应的复数z1,OB向量对应的复数z2,若z1/z2=1+√3 i,求 ∠AOB.
一道关于复数的题目
设OA向量对应的复数z1,OB向量对应的复数z2,若z1/z2=1+√3 i,求 ∠AOB.
一道关于复数的题目设OA向量对应的复数z1,OB向量对应的复数z2,若z1/z2=1+√3 i,求 ∠AOB.
(a+bi)/(c+di)=(a+bi)(c-di)/[(c+di)(c-di)]
=[(ac+bd)+(bc-ad)i]/(c^2-d^2i^2)
=[(ac+bd)+(bc-ad)i]/(c^2+d^2)
把(ac+bd)看成A向量乘以B向量,c^2+d^2看成B向量的模
(ac+bd)/(c^2+d^2)=1 就是 A*B/(B模)
但A模我也不会.(bc-ad)/(c^2+d^2)=√3不会用.不过应该是结合平面向量的A*B/(A模*B模)=COS∠AOB
一、基本知识点——
复数的辐角:以x轴的正半轴为始边,向量所在射线(起
点是O点)为终边的角θ叫做复数Z=a+bi的辐角。
不等于零的复数Z=a+bi的辐角有无限多个值,这些值相差2π
的整数倍。适合[0,2π]的辐角θ的值,叫做辐角的主值,记
作argZ,即0≤argZ<2π。
当a∈R+时,有下列关系:
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一、基本知识点——
复数的辐角:以x轴的正半轴为始边,向量所在射线(起
点是O点)为终边的角θ叫做复数Z=a+bi的辐角。
不等于零的复数Z=a+bi的辐角有无限多个值,这些值相差2π
的整数倍。适合[0,2π]的辐角θ的值,叫做辐角的主值,记
作argZ,即0≤argZ<2π。
当a∈R+时,有下列关系:
arga=0
arg(-a)=π
arg(ai)=
arg(-ai)=π
复数相等的充要条件:每一个不等于零的复数有唯一的模与辐
角的主值。并且可由他的模与辐角的主值唯一确定。因此两个非零
复数相等当且仅当他们的模与辐角的主值分别相等。
复数的三角形式:任何一个复数Z=a+bi都可以表示为r(cosθ
+isinθ)的形式,其中r=cosθ=,sinθ=,r(cosθ+isinθ)
叫做复数a+bi的三角形式,为了同三角形式区别开来,将a+bi叫做
复数的代数形式。
复数三角形式的乘法: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,有如下公式:
若Z1=r1(cosθ1+isinθ1),Z2=r2(cosθ2+isinθ2)
那么Z1*Z2=r1(cosθ1+isinθ1)*r2(cosθ2+isinθ2)
=r1*r2*[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]
复数乘法的几何意义:两个复数Z1,Z2相乘时,可以先画出分别
与Z1,Z2对应的向量,,然后把向量按逆时针方向旋转一个
角θ2(如果θ2<0,就要把按顺时针方向旋转一个|θ2|),再把它
的模变为原来的r2倍,所得的向量,就表示积Z1*Z2。
棣莫佛定理:复数Z的n次幂(n∈N)的模等于这个复数的模的n次
幂,它的辐角等于这个复数的辐角的n倍有公式:
若Z=r(cosθ+isinθ)
Zn=[r(cosθ+isinθ)]n=rn(cosnθ+isinnθ)(n∈N)
复数三角形式的除法:两个复数相等,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,有公式:
若Z1=r1(cosθ1+isinθ1),Z2=r2(cosθ2+isinθ2。)
=[cos(θ1-θ2)+sin(θ1-θ2)]
复数三角形式的开方:复数的n次方根(n∈N)是n个复数,它们
的模都等于这个复数的模的n次方根,它们的辐角与2π的0,1,2,
…(n-1)倍的和的n分之一。
复数r(cosθ+isinθ)的n次方根为:
(cos+isin)k=0,1,…(n-1)
负实数的平方根:若a∈R+,则-a的平方根为±i。
实数系数一元二次方程虚根成对定理:实数系数一元二次
方程ax2+bx+c=0在复数集C中有两个根:x=,
(b2-4ac<0)显然它们是一对共轭复数。这说明实系数一元二
次方程若有一个虚数根,那么这个虚数的共轭复数必为另一根。
二项方程:形如anxn+a0=0(a0,an∈C且an≠0)的方程叫做
二项方程。任何一个二项方程都可以化成xn=b(b∈C)的形式,
因此都可以通过复数开方来求根。
一般地,方程xn=b(b∈C)的根的几何意义是复平面内的n个
点,这些点均匀的分布在以原点为圆心,以为半径的圆上。
二、重点与难点——
本专题的重点是复数的三角形式,它将高中的三角变换知识
与复数的有关概念紧密地连在一起,产生许多重要的变换,特别
是围绕着复数的辐角的有关概念与运算及复数的应用,成为本专
题的难点所在。在学习时不断地总结体会与经验是学好这一专题
的关键。
三、例题详解——
例1:选择题(每题仅一个正确答案)
(1)若α=π,θ=arccos(cosα),则复数Z=cosθ+isinθ
的辐角主值是( )
A、π B、π
C、 D、π
(2)若复数Z=1-cosx+isinx(π<x<2π),则Z的辐角主值为( )
A、- B、
C、π- D、π+
(1)∵0≤θ<2π 排除B。
θ=arccos(cosα)=α 0<α<π
∴θ=arccos[cos(2π-π)]=π
Z=cosπ+isinπ 选A
(2)先将Z化为复数的三角形式:
Z=1-cosx+isinx=2sin2+i*2sin*cos
=2sin(sin+icos)
=2sin[cos(-)+isin(-)]
=2sin[cos(2π+-)+isin(2π+-)]
=2sin[cos(π-)+isin(π-)]
此时2sin>0,π-∈[0,2π]
∴选C。
例2:填空题:
(1)1+i的平方根是=______;
(2)若Z=cos+isin,则1+Z+Z7+Z13+Z19等于______;
(3)若a=|+i|,Z=a+i,则Z5=______;
(4)Z=a- i(a∈R)对应的点都在单位圆内(不包括单位圆
的边界),则实数a的取值范围是______;
(5)已知Z1,Z2是两个不等于零的复数,它们在复平面上
对应的点分别为A,B,且Z1,Z2满足关系式4Z12-2Z1*Z2+Z22=0,
则△AOB的形状是______。
(1)将1+i化为三角形式:
r==2,tgθ==,θ=,
1+i=2(cos+isin),它的平方根:
(cos+isin)(k=0,1)
∴平方根为(cos+isin)=+i,
(cosπ+isinπ)=--i;
(2)∵Z19=(cos+isin)19
∴Z19=cos-isin
Z13=cosπ+isinπ=cosπ+isinπ=-cosπ+isinπ
Z7=cosπ+isinπ=-cosπ-isinπ
原式=1+cos+isin-cosπ-isinπ-cosπ+isinπ+cos-isin
=1+2cos-2cosπ;
(3)∵a=|+i|==
Z=a+i=+i=2(cos+isin)
Z5=[2(cos+isin)]5
=32(cosπ+isinπ)
=32(-cos+isin)
=-+i
=-16+16i;
(4)∵|Z|<1即有|a- i|<1
<1,0<a2+<1,a2<
∴-<a<
(5)由4Z12-2Z1*Z2+Z22=0可得:
(Z1-Z2)2=-3Z12=(Z1*i)2
Z1-Z2=±Z1i
(1i)Z1=Z2,
2Z1(cos+isin)=Z2或2Z1[cos(-)+isin(-)]=Z2,
由此可以看出2|Z1|=|Z2|,Z1对应的向量逆时针或顺
时针旋转可得到Z2所对应的向量,且2|OA|=|OB|,
∴△AOB是直角三角形。
例3:求复数Z=(0<θ<)
的模与辐角,并求当θ=时,Zn∈R的最小自然数n的值。
Z=
=
=
=-sinθ+icosθ
=cos(+θ)isin(+θ)
∴|Z|=1,argZ=+θ(0<θ<)
当θ=时
Zn=cosn(+)+isinn(+)
Zn=cosπ+isinπ
若使Zn∈R,则必有sinπ=0
但26,15互质,∴n=26时,sin15π=0
此时Zn=cos15π=-1∈R,
∴满足题设条件的最小自然数n=26。
例4:设Z1,Z2∈C,且|Z1|=1,|Z2|=,|Z1-Z2|=2。
求:。
设:Z1=cosα+isinα,Z2=(cosβ+isinβ),
∵|Z1-Z2|=2
∴|(cosα-cosβ)+(sinα-sinβ)i|=2
即(cosα-cosβ)2+(sinα-sinβ)2=4
cos2α-2cosαcosβ+2cos2β+sin2α-2sinαsinβ+2sin2β=4
3- 2cos(α-β)=4,
∴cos(α-β)=-
∴sin(α-β)=±=±,
∴=
=[cos(α-β)isin(α-β)]
=[-±i]
∴=-±i。
例5:设为纯虚数,试问当Z变动时它所对应的点的轨迹
是什么?
设=t*i(t∈R),
则Z=Zti-ti
Z=,设Z=x+yi(x,y∈R),
则有:x+yi=,
①2+②2:x2+y2==x
∴x2-x+y2=0,即Z点的轨迹为(x-)2+y2=,这是
以(,0)为圆心,为半径的圆。
四、练习题——
1.选择题:(每题仅有一个正确答案)
(1)若Z1=cos150°+isin150°,Z2=cos300°+isin300°,
则Z1+Z2的辐角主值( )
A、45° B、150° C、450° D、225°
(2)计算(1-i)6+(1-i)12的值是( )
A、27 B、-27 C、0 D、1
(3)把复数1+i对应的向量按顺时针方向旋转π,所得到的
向量对应的复数( )
A、 B、
C、 D、
(4)若Z*+Z-=3,则复数Z所表示的点集为( )
A、圆 B、直线
C、两点 D、圆与实轴
(5)若Z=a+bi(a,b∈R),r=,θ=argZ,点Z在第四象限,
则有( )
A、θ=arcsin B、θ=arccos
C、θ=arctg D、θ=2π+arctg
2.填空题:
(1)3+4i的平方根是______。
(2)设|Z+1|=|Z-1|且arg=,则复数Z=______。
(3)计算=______。
(4)将Z=sin30°-icos30°所对应的向量顺时针方向旋转120°,
所得向量对应的复数是______。
(5)设5+6i的辐角主值是θ,那么12-10i的辐角主值是______(用θ表示)。
(6)若x∈C,则方程x2+ix+i-1=0的解是_____。
(7)方程Z3=在复数集上的解集是______。
3.解答题:
(1)求值 (n∈N)
(2)Z=,
求:复数Z的模。
(3)求S=1+2i+3i2+4i3+…+(4n+1)i4n。
(4)若Z∈C且Z2=8+6i,
求:Z3-16Z-的值。
(5)求值为实数的n的最小正整数值,此时实数值
是多少?
(6)设t=cosπ+isinπ,求:t+的值。另,若cosπ+isinπ
是x5-1=0的一个根,求:cosπ与cosπ的值。
(7)若Z∈C,且|Z|=1
求:|Z++i|取得最大值时Z的值。
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