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7.3《复数的三角表示》同步基础练习 (含答案解析)
一、选择题
1.复数的三角形式为( )
A. B.
C. D.
2.年,瑞士数学家欧拉发现了复指数函数和三角函数的关系,并写出以下公式:(,为虚数单位),这个公式在复变函数论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”.根据此公式,可知( )
A. B. C. D.
3.欧拉公式是由瑞士著名数学家欧拉创立,该公式将指数函数的定义域扩大到复数集,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥.依据欧拉公式,下列选项中正确的是( )
A.对应的点位于第二象限 B.为实数
C.的共轭复数为 D.的模长等于
4.年,瑞士数学家欧拉发现了复指数函数和三角函数的关系,并写出以下公式,其中是自然对数的底,是虚数单位,这个公式在复变论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
5.欧拉公式(其中为虚数单位,),是由瑞士著名数学家欧拉创立的,公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数的数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥.依据欧拉公式,的共轭复数为( )
A. B. C. D.
6.在复平面内,复数对应向量为(为坐标原点),设,以射线为始边,为终边逆时针旋转所得的角为,则,法国数学家棣莫弗发现棣莫弗定理:,,则,由棣莫弗定理导出了复数乘方公式:,则( )
A. B. C. D.
7.复数是虚数单位在复平面内对应点为,设是以轴的非负半轴为始边,以所在的射线为终边的角,则,把叫做复数的三角形式,利用复数的三角形式可以进行复数的指数运算,,例如:,,复数满足:,则可能取值为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8.已知复数,在复平面内对应的向量分别为,(其中为原点),则下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则的最小值为
C.若,则
D.若,则
9.欧拉公式:是虚数单位,,是由瑞士著名数学家欧拉发现的,它非常巧妙地将三角函数与复指数函数关联了起来,令可得它又将自然界中的两个重要的无理数和、实数单位、虚数单位以及复数中的巧妙地结合在一起被数学家们誉为“上帝公式”、“宇宙第一公式”、“最美公式”等等下列关于欧拉公式的叙述正确的有( )
A. B.复数对应的点位于第二象限
C. D.
三、解答题
10.已知为虚数单位.设,复数.
(1)若的实部与虚部相等,求的大小;
(2)已知,若是方程的一个虚根,求与的值.
11.已知:①任何一个复数都可以表示成的形式.其中是复数的模,是以轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线)为终边的角,叫做复数的辐角,叫做复数的三角形式.
②被称为欧拉公式,是复数的指数形式.
③方程(为正整数)有个不同的复数根.
(1)设,求;
(2)试求出所有满足方程的复数的值所组成的集合.
12.已知复数可以表示为三角形式:,其中是以轴非负半轴为始边.向量所在射线为终边的角.已知与的乘积.
(1)试将写成三角形式;
(2)当时,求的最大值和最小值.
(3)请用复数三角形式的乘积公式推导三倍角公式:,.
参考答案与试题解析
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
特殊角的三角函数值
复数的三角表示
诱导公式二、三、四
【解析】
根据对应象限角的三角函数值及诱导公式,写出复数的三角形式即可求解.
【解答】
,,
,,故选项,错误;
,,
,,故选项正确,选项错误.
故选:
2.
【答案】
A
【考点】
复数及其指数形式、三角形式
【解析】
根据所给公式,变形整理化简即可.
【解答】
解:由题意可知,
故选:.
3.
【答案】
D
【考点】
复数及其指数形式、三角形式
【解析】
根据欧拉公式结合复数在复平面内对应的点的特征、纯虚数的概念、复数的模长公式、以及共轭复数的概念逐项分析即可得出结论.
【解答】
解:对于:,对应的点位于第一象限,故不正确;
对于:,为纯虚数,故不正确;
对于:,共轭复数为,故不正确.
对于:,故正确.
故选:.
4.
【答案】
C
【考点】
复数及其指数形式、三角形式
【解析】
根据题设公式可判断,,由可得,两式联立可判断,.
【解答】
解:对于,,不一定等于,故错误;
对于,,故错误;
对于,因为,①
所以,即,②
联立①②可得,,故正确,错误,
故选:.
5.
【答案】
A
【考点】
复数及其指数形式、三角形式
共轭复数
【解析】
直接计算得到,再计算共轭复数得到答案.
【解答】
解:,故
故选:.
6.
【答案】
D
【考点】
复数的三角表示
【解析】
先将表示为三角形式,然后结合棣莫弗定理求得正确答案.
【解答】
由题意,得当时,,,
.
,
,
故选:
7.
【答案】
D
【考点】
复数及其指数形式、三角形式
复数的三角表示
【解析】
根据复数的三角形及运算,利用复数相等可得,即可得解.
【解答】
设,
则,
所以,,即,
所以
故时,,故可取,
故选:D
二、多选题
8.
【答案】
A,B
【考点】
与复数模相关的轨迹(图形)问题
复数的三角表示
【解析】
根据矩形的对角线相等和复数加减法的几何意义可判断;设,则,再根据的范围可判断;根据可得,再举反例可判断;两个复数当且仅当它们同为实数时才能比较大小可判断
【解答】
对于,若,则复平面内以有向线段和为邻边的平行四边形是矩形,
根据矩形的对角线相等和复数加减法的几何意义可知,选项正确;
对于,若,则点的轨迹是以为圆心,以为半径的圆,
设,
则,
因为,可得,故正确;
对于,
,取,显然,但,故错误;
对于,两个复数当且仅当它们同为实数时才能比较大小,故错误.
故选:
9.
【答案】
B,C,D
【考点】
复数的模
共轭复数的概念及计算
判断复数对应的点所在的象限
复数的三角表示
【解析】
求出,即可判断;根据的范围求出的符号,再根据复数的几何意义即可判断;根据复数的模的计算公式即可判断;根据共轭复数的定义即可判断
【解答】
对于,因为,所以,,故错误;
对于,,而,则、,
故位于第二象限,故正确;
对于,,故正确;
对于,,所以,
又因为,所以,故正确.
故选:.
三、解答题
10.
【答案】
【考点】
求复数的实部与虚部
复数范围内方程的根
复数的三角表示
【解析】
(1)由实部与虚部相等建立等量关系,结合角的范围计算可得结果;
(2)代入可得复数,将复数代入方程,根据方程建立新的复数的实部与虚部求解可得结果.
【解答】
(1)解:若的实部与虚部相等,则
,化简可得:,即,,
(2),,
代入方程可得:,即,
则,解得:
11.
【答案】
【考点】
复数的三角表示
【解析】
(1)根据题设中的欧拉公式可求
(2)设,根据欧拉公式结合方程可求,故可得方程的解集.
【解答】
(1)解:依题意,,
所以
(2)设,
则,
故,故
故,解得,
由终边相同的角的意义,取,则对应的依次为,
因此对应的依次为,
所以所求的集合是
12.
【答案】
,其中
的最大值为,最小值为
证明见解析
【考点】
复数的模
复数的三角表示
【解析】
(1)根据复数三角形的定义可得复数的三角表示形式;
(2)设,利用乘法的性质可得,根据余弦函数的性质可求最值;
(3)利用题设复数三角形式的乘法结合复数的乘法可证三倍角公式.
【解答】
(1)解:设,
则,故,
故,其中
(2)因为,故设,
故
,
因为,故,
故的最大值为,此时,最小值为,此时
(3)设,则
,
但
,
故,
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