高中数学课本 复数的极式与几何意义
????2cos?isink0 z =时,0=??,
1212??7?7???2cos?isin k=1 时,z1=??,
1212??13?13??2cos?isink2 z =时,2=?1212?19?19??2cos?isin k=3 时,z3=?1212???, ???。 ?
图 59
n
注意到在解方程式 z=a 时,只要第一个根 z0 确定了,则以原点为中心、z0 为顶点的
正 n 边形顶点 z0,z1,z2,…,zn-1 都是根。而由上面的推导可知 z0 的绝对值是 a 绝对值
1的正 n 次方根,z0 的主辐角为 a 主辐角的倍。
n
随堂练习 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 试求-8 的三次方根。
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最后,我们来看一个综合复数与几何的例子。
例题12 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------
23
令 z=-1+i,则 z,z,z 三点在复数平面上所形成三角形的
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(1) 重心所代表的复数为何? (2) 面积是多少?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 解 (1) z=-1+i,
23
可计算 z,z 为
z2=(-1+i)2=-2i,
z3=z2?z=(-2i)(-1+i)=2+2i。
23
故 z,z,z 三点在复数平面上所形成的三角形的重心为
(?1?i)?(?2i)?(2?2i)z?z2?z3=
3311=+i。 33(2) z,z2,z3 在复数平面上所形成的三角形如图 60,
图 60
随堂练习 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
23
承例题 12,试求 z,z,z 三点在复数平面上所形成的三角形的周长。
所求的面积可由图中的长方形减去 3 个三角形而得,
11?1?3-??4?2??1?3??1?3?=5。 即 4×
22?2?
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习题2-3
一﹑基本题
1. 将下列复数写成极式:
2. 试求下列各值:
(1)(-1+i)10。
?3?i?(2)??1?i??。 ??6(1)-2-23i。 (3) 5566。
(2) 2i。
(4)(6-2)+(6+2)i。
(3)(1+3i)-10+(1-3i)-10。
3. 仿照例题 9 的方法,试求 1 的八次方根,并将这 8 个根描绘在复数平面上。
2?2?4. 设 ω=cos+i sin,试求下列各值:
33
二﹑进阶题
5. 平面上有一正三角形,两顶点分别为原点 O 和(3,1),试求第三个顶点坐标。
(1) 1+ω+ω2+…+ω2016。 (2) 1-ω+ω2-ω3+ω4-ω5。
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6. 如下图所示,复数平面上,在单位圆周上有一点 z,试在图上标出以下各点的位置:
(1) z2。 (3)-z。 (5)z?z。
(2)z。
(4) z 的三次方根。
7. (1) 试求 8i 的三次方根。
8. 若(3-i)n 是正数,且 n 为正整数,试求 n 的最小值。(提示:先将
极式)
z19. 在复数平面上,O 为原点,点 A(z1),B(z2),且 =i,请问△OAB 为何种三角形?
z23 -i 化为
(2) 以第(1)小题的 3 个根为顶点,在复数平面上所成的三角形周长为何?
三﹑挑战题 10. 令 ω=cos
2?2??isin为 1 的五次方根,试求出下列各式的值: 55(1) (1+ω)(1+ω2)(1+ω3)(1+ω4)。
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(2)
1111??? 234。1??1??1??1??