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7.3.2 复数乘除运算的三角表示式及其几何意义
第 7章 复数
人教A版2019必修第二册
学习目标
1.了解复数乘、除运算的三角表示(重点)
3.会利用复数三角形式进行复数乘、除运算(重点、难点)
2.了解复数乘、除运算的几何意义
复数的两种形式 代数形式 三角形式
实部 虚部 辐角
辐角主值
知识回顾
复数的三角形式和代数形式可以根据需要进行互化.
复数的代数形式的乘除运算法则
两角和(差)的正弦、余弦公式
(1)
(2)
知识回顾
如果把复数z1,z2分别写成三角形式 ,
你能计算z1z2并将结果分别表示成三角形式吗?
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.
由复数乘法运算的三角表示,你能得到复数乘法的几何意义吗?
探究
两个复数z1,z2相乘时,可以像图7.3-6那样,先分别画出与z1,z2对应的向量OZ1,OZ2,然后把向量OZ1绕点O按逆时针方向旋转角θ2(如果θ2<0,就要把OZ1绕点O按顺时针方向旋转角|θ2|),再把它的模变为原来的r2倍,得到向量OZ,OZ表示的复数就是积z1z2. 这是复数乘法的几何意义.
你能解释i2和(-1)2=1的几何意义吗?
?
【例3】已知 , ,求z1z2,请把结果化为代数形式,并做出几何解释.
首先做与复数z1对应的向量OZ1,然后把向量OZ1绕
点O按逆时针方向旋转角 ,再把它的模变为原来的2倍,这样得到一个长度为3,辐角为 的向量OZ.
OZ即为z1z2=3i所对应的向量.
【例4】如图,向量OZ 对应的复数为 ,把向量OZ绕点O按逆时针方向旋转120°,得到OZ′,求向量OZ′对应的复数(代数形式表示).
复数除法运算是乘法运算的逆运算.根据复数乘法运算的三角表示,你能得出复数除法运算的三角表示吗?
探究
这就是说,两个复数相除, 商的模等于被除数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.
类比复数乘法的几何意义,由复数除法运算的三角表示,你能得出复数除法的几何意义吗?
探究
【例5】计算 并把结果化为代数形式.
计算:
题①
——复数三角形式的乘法
【解】
两个复数三角形式相乘,把模相乘作为积的模,把辐角相加作为积的辐角,若遇到复数的代数形式与三角形式混合相乘时,需将相混的复数统一成代数形式或三角形式,然后再进行复数的代数形式相乘或三角形式相乘,当不要求把计算结果化为代数形式时,也可以用三角形式表示.
补充例题
计算:
题②
——复数三角形式的除法
【解】
两个三角形式的复数相除,则商还是一个复数,它的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,它的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差.若出现复数的代数形式,先转化为复数的三角形式,再计算
题③
——复数乘法、除法的几何意义
设 对应的向量为 ,将 绕点 按顺时针方向旋转60°,求所得向量对应的复数(用代数形式表示).
【解】将 绕点 按顺时针方向旋转60°所得的向量对应的复数为
计算时未化为标准三角形式
坑①
【错解】
本题错在 不是负数三角形式的标准式,应该化为
易错分析
【1】计算
计算时未化为标准三角形式
坑①
【正解】
【1】计算
易错分析
计算时未化为标准三角形式
坑①
【2】已知复数 所对应的向量 ,通过作图,画出下列复数 所对应
的向量
°
①
°
②
(1)乘数 ° 不是复数的三角形式,应该化成 这样才能应用复数乘法的几何意义来解题
【错解】 将 绕点 逆时针旋转30°,得到 ,如图①
将 绕点 逆时针旋转120°,再关于 轴作对
称,得到 ,如图②
(2)旋转120°之后,取其反方向的向量,模不变,得到
计算时未化为标准三角形式
坑①
【2】已知复数 所对应的向量 ,通过作图,画出下列复数 所对应
的向量
°
③
°
④
【正解】 ∵ ∴将 绕点 逆时针旋转60°,得到
,如图③
∵ ∴将 先绕点逆时针旋转120°,得 ,再取其反向向量得到 ,如图④
随堂检测
D
C
-1-i