本题导读

本题考查复数的幂运算,以及复数的代数形式与三角形式。

📌【题干】

Question

(1993年旧高考(理)) 当 时, 的值等于 ()

A. 1       B. -1       C.        D.

🔍【思路分析】

破题导航

基础降幂计算:直接求 100 次方较为繁琐,优先计算 的代数结果。 提取周期规律:利用分式代数展开,发现 。 指数幂代换求解:将目标多项式中的 和 分别改写为 和 ,代入 并根据 的四次周期律求值。

✅【答案】

Success

D

✍【详细解析】

Abstract

解: 方法一(代数平方降幂法): 已知复数 ,对其进行平方运算:

利用完全平方公式展开分子: 因为 ,所以:

代回 的表达式中:

接下来,将目标多项式 用 进行整体指数代换:

利用虚数单位 的四次幂周期律()化简高次幂:

将化简后的两项数值代入目标多项式中:

故选 D

方法二(棣莫弗定理/三角形式法): 将 化为三角形式,其模长为 1,幅角为 :

根据棣莫弗定理 ,直接求高次幂:

  • 由于 ,利用诱导公式得:

代入求和同样得:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:重要复数恒等式 的熟练应用, 虚数单位的周期性规律。
  2. 核心方法:整体降幂换元法、欧拉公式/三角形式转换。
  3. 避坑指南:在计算 时,负号位于奇数次幂括号内,提取出来仍为负数,即 ;而计算 时,负号位于偶数次幂括号内,变为正数,即 。此处极易因为负号的去留发生符号失误。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于复数运算板块的经典高频考题。取材于高中代数教材中“复数的乘方与综合运算”一节的课后提能例题。
  2. 结论推广:本题中的复数 是单位圆上的 8 次单位根之一(满足 )。由于 ,其高次幂运算规律满足以 8 为周期的循环结构。直接用 , ,能更具本源性地快速锁解。

🔗【关联脉络】

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