本题导读
本题考查复数的代数形式与几何意义,以及复数的辐角主值与三角形式。
📌【题干】
Question
(2004年全国卷III(理)) 设复数 的辐角的主值为 ,虚部为 ,则 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 代数转化思路:设复数 。已知虚部 ,利用辐角主值满足 ,结合 在第二象限建立方程求出实部 。
- 平方计算:确定 的代数形式后,利用完全平方公式 直接计算出 。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
方法一(代数形式直接计算): 设复数 ,其中 。 已知复数 的虚部为 ,则 。 因为复数 的辐角主值为 ,属于第二象限角,所以实部 。 根据复数辐角的定义: 因此,复数 。
接下来计算 的值: 由于 ,代入化简得:
方法二(三角形式与棣莫弗定理): 设复数 的模长为 。由复数的三角形式表示, 。 展开代入三角函数值: 由于其虚部为 ,所以有: 根据棣莫弗定理(复数乘方的三角表示形式), 的模长为 ,辐角变为原来的 2 倍: 利用诱导公式化简第三象限的三角函数值:
对照选项,正确答案为 A。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:复数的虚部概念、复数辐角与实部虚部的三角对应关系、复数的代数/三角乘方运算。
- 核心方法:直角坐标与极坐标转换法、完全平方运算法。
- 避坑指南:
- 切忌分不清“虚部”与“虚数项”的区别。复数 的虚部是实数 ,而不是 。
- 注意辐角主值 所处的象限。由于在第二象限,实部 必然为负数,如果在计算中漏掉负号,求出 ,会错选为 (C)。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 基础的复数几何表示与代数代换综合题。
- 结论推广: 若复数 的模长为 ,辐角为主值 ,则其 次方 的代数式恒为 。对于高次乘方,优先转化为三角形式用棣莫弗定理降次,比直接代数展开更具优越性。
🔗【关联脉络】
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