本题导读
本题考查复数的辐角与辐角主值,以及复数商的辐角运算性质。
📌【题干】
Question
(2001年豫粤卷) 已知复数 ,则 是()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 求出原复数 的辐角主值 :
- 观察复数 的实部 ,虚部 ,可知 在第一象限。
- 利用公式 ,求出 。
- 应用辐角运算法则定理:
- 根据复数商的辐角性质: 。
- 故有 。
- 转化为标准辐角主值范围:
- 辐角主值的标准定义取值范围通常规定为 。
- 若算出的角度为负值,需加上 使其落入标准区间,从而匹配正确选项。
✅【答案】
Success
B
✍【详细解析】
Abstract
计算已知复数 的辐角主值 给定复数 。 其在复平面上对应的点为 ,位于第一象限。 设复数 的辐角主值为 ,则有: 由于 在第一象限( ),解得:
利用辐角运算法则求 根据复数运算中关于辐角的代数不变量性质,商的辐角等于辐角之差: 因为实数 1 在复平面正半轴上,其辐角 。 代入得:
将辐角调整至标准区间 由于通常情况下选择题选项中提供的辐角主值范围满足 ,我们需要将 加上一个周期 进行周期延拓:
正确选项: B
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:第一象限特殊复数辐角的判定;复数倒数在复平面上的共轭轴向辐角反转性质。
- 核心方法:辐角运算法则性质法。
- 避坑指南:
- 代数有理化繁琐陷阱:部分学生习惯先进行代数有理化去算 ,再判定其位于第四象限去求 ,这种纯代数方法极易在根号约分和开方分母时出现计算失误。处理复数的乘除、乘方问题,优先向模与辐角的代数性质靠拢,可实现零计算量破题。
- 区间越界陷阱:算出 后,若由于大意直接忽略负号,容易错选 A。必须深刻理解复数倒数的辐角是原辐角的相反数,并严格执行模 的平移补正。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题属于代数板块中复数性质的典型基础选择题,取材于高中数学教材“复数的三角形式”章节关于复数乘除法几何意义应用的课后练习题。
- 结论推广: 本题所揭示的复数倒数辐角性质,是复变函数中**“反演变换(Inversion Transformation)”**的一个退化不变量。 对于任意非零复数 ,其倒数可唯一写成狄拉克指数形式: 这表明在复平面上,一个复数变为其倒数,其几何效应等价于:模长变为原模长的倒数,同时关于实轴进行镜像对称(辐角变号)。 这一关于 的数论同余模型,在近代电磁学与微波工程中用以进行阻抗匹配的史密斯圆图(Smith Chart)解析几何映射、以及信号处理中的欧拉正交滤波器相位延迟精算中,构成了最核心的复平面解析几何基本公理。
🔗【关联脉络】
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