10.3 课时2 复数的三角形式及其运算 学案(原卷版+解析版) 2023-2024学年高一数学人教B版(2019)必修第四册

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名称 10.3 课时2 复数的三角形式及其运算 学案(原卷版+解析版) 2023-2024学年高一数学人教B版(2019)必修第四册
格式 zip
文件大小 471.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2024-04-07 14:30:44

文档简介

复数的三角形式及其运算
学习目标 1.理解复数乘、除运算的三角形式及其几何意义. 2.能应用复数乘、除运算的三角形式及其几何意义解决相关问题.
学习活动
目标一:理解复数乘、除运算的三角形式及其几何意义. 任务1:类比复数乘法运算,探究复数三角形式的乘法运算及其几何意义. 问题1:设z1=r1(cos θ1+isin θ1),z2=r2(cos θ2+isin θ2),在复平面内作出z1、z2,试求出z1z2,并用文字语言来表述复数乘法的三角表示公式. 参考答案: z1z2=r1(cos θ1+isin θ1)×r2(cos θ2+isin θ2) =r1r2[(cos θ1cos θ2-sin θ1sin θ2)+i(sin θ1cos θ2+cos θ1sin θ2)] =r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)], 【归纳总结】 复数三角形式的乘法法则: 即两复数相乘,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(简记为:模数相乘,幅角相加). 问题2:由复数乘法运算的三角表示,结合上述图像,思考讨论在复数平面内,复数乘法运算的三角表示有什么几何意义? 【归纳总结】 复数乘法的几何意义: 设对应的向量分别为,将绕点O按逆时针方向旋转角(如果,就要把绕点O按顺时针方向旋转角),再把的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是积. 上述两个复数三角形式的乘法及其几何意义,可以推广到有限个复数的三角形式相乘.特别地,如果,则: 练一练:计算,说说这两个复数相乘的几何意义. 参考答案:×==. 因为,所以一个复数与i相乘,从向量角度,相当于把此复数对应向量绕原点沿逆时针方向旋转,如图所示. 任务2:类比复数三角形式的乘法运算及其几何意义,探究复数三角形式的除法运算及其几何意义. 问题1:如果非零复数的三角形式为:,利用两个共轭复数在复平面内对应的点关于x轴对称,写出的三角形式,并写出的值. 参考答案: 若非零复数,则是的一个辐角, 因此, 而且 【归纳总结】 一般地,如果非零复数,那么是的一个辐角,因此 , 问题2:已知,根据,你发现的三角表示是怎样的? 参考答案: 由得即 问题3:复数,试求出,并用文字语言来表述复数除法的三角表示公式. 参考答案: 【归纳总结】 复数三角形式的除法法则: 即两个复数相除,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(简记为:模数相除,幅角相减). 思考:由复数除法运算的三角表示,讨论在复数平面内,复数除法运算的三角表示有什么几何意义? 【归纳总结】 复数除法的几何意义: 设对应的向量分别为,将绕原点O旋转(当时,按顺时针方向旋转角,当时,按逆时针方向旋转角),再将的模变为原来的倍,如果所得向量为则对应的复数为. 注:任意一个复数除以i,从向量角度来说,就相当于把这个复数对应的向量绕原点沿顺时针方向旋转,如图所示.
目标二:能应用复数乘、除运算的三角形式及其几何意义解决相关问题. 任务:应用复数乘除运算的三角形式解决下列问题. 问题1:求的值. 参考答案: 解:因为 , 所以 问题2:如图,已知平面内并列的三个相等的正方形,利用复数证明: 参考答案: 证明:假设每个正方形的边长为1,建立如图所示的平面直角坐标系,确定复平面, 由平行线内错角相等知分别等于的辐角主值, 因此应该的一个辐角, 又因为,而, 所以存在整数,使得, 由于都是锐角,于是,从而.
学习总结
任务:根据下列关键词,构建知识导图. “复数乘、除法三角形式”、“复数乘、除法几何意义”.
2复数的三角形式及其运算
学习目标 1.理解复数乘、除运算的三角形式及其几何意义. 2.能应用复数乘、除运算的三角形式及其几何意义解决相关问题.
学习活动
目标一:理解复数乘、除运算的三角形式及其几何意义. 任务1:类比复数乘法运算,探究复数三角形式的乘法运算及其几何意义. 问题1:设z1=r1(cos θ1+isin θ1),z2=r2(cos θ2+isin θ2),在复平面内作出z1、z2,试求出z1z2,并用文字语言来表述复数乘法的三角表示公式. 【归纳总结】 练一练:计算,说说这两个复数相乘的几何意义. 任务2:类比复数三角形式的乘法运算及其几何意义,探究复数三角形式的除法运算及其几何意义. 问题1:如果非零复数的三角形式为:,利用两个共轭复数在复平面内对应的点关于x轴对称,写出的三角形式,并写出的值. 【归纳总结】 问题2:已知,根据,你发现的三角表示是怎样的? 问题3:复数,试求出,并用文字语言来表述复数除法的三角表示公式. 【归纳总结】 思考:由复数除法运算的三角表示,讨论在复数平面内,复数除法运算的三角表示有什么几何意义? 【归纳总结】
目标二:能应用复数乘、除运算的三角形式及其几何意义解决相关问题. 任务:应用复数乘除运算的三角形式解决下列问题. 问题1:求的值. 问题2:如图,已知平面内并列的三个相等的正方形,利用复数证明:
学习总结
任务:根据下列关键词,构建知识导图. “复数乘、除法三角形式”、“复数乘、除法几何意义”.
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