本题导读

本题考查立方根单位虚数 的性质。

📌【题干】

Question

(2004年湖北卷(理)) 复数 的值是 ()

A.      B.      C.      D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第一步逻辑:观察分子的核心因式 。将其提取常数 2 改写为 。根据三次单位根的性质,满足 ,可将分子的 5 次方直接降维展开为 ,从而大幅简化分子代数式。
  2. 第二步逻辑:将简化后的分子表达为普通的代数式,再与分母 进行分式化简。分子分母同时乘以分母的共轭复数 实现分母实数化,整理并消去常数项即可。

✅【答案】

Success

A

✍【详细解析】

Abstract

  • 方法一:利用三次单位根 降幂化简(推荐): 设 ,则根据复数立方根性质,其严格满足: 原方程分子中的因式可变形表达为: 将其代入分子的 5 次方运算中,进行高次幂降维: 将 代回分子中:

  • 进行复数分式除法计算(分母实数化): 将化简后的分子代回原分式: 由于分子与分母中包含完全相同的非零复数因子 ,直接在复数域内进行整体约分:

故选 A


  • 方法二:利用复数的三角形式与棣莫弗定理(备选): 将分子和分母分别化为标准的复数三角(指数)形式:

    根据棣莫弗定理,求出分子高次幂的模与幅角:

    根据复数除法性质(模相除,幅角相减),计算整个分式: 代入具体数值 :

故选 A

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:复数高次幂运算的降幂策略;共轭复数分母实数化法则;单位根 或棣莫弗定理的工具套用。
  2. 核心方法:三次单位根化简法、复数三角形式转化法。
  3. 避坑指南:
    • 极易产生机械思维,对分子盲目采用完全平方公式二重展开(例如先算平方再算立方)。由于数项包含二次根式,盲目强行展开会导致极其繁重的代数计算,考场上极易产生符号与算术马虎。凡是遇到 或 的高次幂,必须条件反射首选“ 法”或“三角形式棣莫弗法”。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 改编自教材复数代数运算的经典习题,考查复数的四则运算与化简。
  2. 结论推广: 一般地,设复数多项式图形为 ()。利用欧拉公式齐次化,该复数的模与幅角在离散网格上恒严格锁定为如下离散周期解: 。当且仅当指数满足群同余约束 (即 )时,该复数恒退化为纯实数,其齐次解析通式唯一确定为常数: 。本题中 满足约束,直接套用通式秒杀: 。

🔗【关联脉络】

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