格物学 第七章 复数7.3 ⋆复数的三角表示

复数的代数形式与三角形式的互化-7.3 ⋆复数的三角表示知识点月考基础选择题自测题答案-黑龙江省等高二数学必修,平均正确率62.0%

2025-06-13
复数的代数形式与三角形式的互化-7.3 ⋆复数的三角表示知识点月考基础选择题自测题答案-黑龙江省等高二数学必修,平均正确率62.0%
1、['复数三角形式的乘法运算及其几何意义', '复数的代数形式与三角形式的互化', '复数的模', '命题的真假性判断']

正确率40.0%对于复数$$z_{1}, z_{2}, z_{3}$$,给出下列三个运算式子:$$( 1 ) ~ | z_{1}+z_{2} | \leqslant| z_{1} |+| z_{2} |, ~ ~ ( 2 ) ~ | z_{1} \cdot z_{2} | \leqslant| z_{1} | \cdot| z_{2} |, ~ ~ ( 3 ) ~ ~ ( z_{1} \cdot z_{2} ) ~ \cdot z_{3}=z_{1} \cdot( z_{2} \cdot z_{3} )$$.其中正确的个数是(

D

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

2、['利用诱导公式化简', '复数的代数形式与三角形式的互化', '辐角的主值']

正确率60.0%复数$$z=\operatorname{s i n} 5 0^{\circ}-\mathrm{i c o s} 5 0^{\circ}$$的辐角的主值是(

D

A.$${{5}{0}^{∘}}$$

B.$${{2}{2}{0}^{∘}}$$

C.$${{3}{1}{0}^{∘}}$$

D.$${{3}{2}{0}^{∘}}$$

3、['复数三角形式的乘法运算及其几何意义', '利用诱导公式求值', '复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率40.0%在复平面内,复数$$z=a+b \mathrm{i} ( a \in\mathbf{R}, b \in\mathbf{R} )$$对应的向量为$$\overrightarrow{O Z} ( O$$为坐标原点),设$$| \overrightarrow{O Z} |=r,$$以射线$${{O}{x}}$$为始边$${,{O}{Z}}$$为终边逆时针旋转的角为$${{θ}{,}}$$则$$z=r ( \mathrm{c o s} \theta+\mathrm{i s i n} \theta),$$法国数学家棣莫弗发现了棣莫弗定理:若$$z_{1}=r_{1} ( \operatorname{c o s} \theta_{1}+\mathrm{i s i n} \theta_{1} ),$$$$z_{2}=r_{2} ( \mathrm{c o s} \theta_{2}+\mathrm{i s i n} \theta_{2} ),$$则$${{z}_{1}{{z}_{2}}{=}}$$$$r_{1} r_{2} [ \operatorname{c o s} ( \theta_{1}+\theta_{2} )+\mathrm{i s i n} ( \theta_{1}+\theta_{2} ) ]$$.由棣莫弗定理导出了复数的乘方公式:
$$z^{n}=[ r ( \operatorname{c o s} \theta+\mathrm{i s i n} \theta) ]^{n}$$$$= r^{n} ( \mathrm{c o s} n \theta+\mathrm{i s i n} n \theta)$$,则$$(-1+\sqrt{3} \mathrm{i} )^{1 0}=$$(

D

A.$$1 0 2 4-1 0 2 4 \sqrt{3} \mathrm{i}$$

B.$$- 1 0 2 4+1 0 2 4 \sqrt{3} \mathrm{i}$$

C.$$5 1 2-5 1 2 \sqrt{3} \mathrm{i}$$

D.$$- 5 1 2+5 1 2 \sqrt3 \mathrm{i}$$

4、['复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率80.0%下列三个复数式是复数的三角形式的个数为(
①$$\frac1 2 \Bigl( \mathrm{c o s} \frac{\pi} {4}-\mathrm{i s i n} \frac{\pi} {4} \Bigr)$$;
②$$- \frac{1} {2}$$$$\left( \mathrm{c o s} \frac{\pi} {3}+\mathrm{i s i n} \frac{\pi} {3} \right)$$;
③$$\mathrm{s i n} \frac{\pi} {5}+\mathrm{i} \operatorname{c o s} \frac{\pi} {5}$$.

A

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

5、['复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率60.0%下列表示复数$${{1}{+}{i}}$$的三角形式中:①$$\sqrt{2} \left( \mathrm{c o s} \frac{\pi} {4}+\mathrm{i s i n} \frac{\pi} {4} \right)$$;②$$\sqrt{2} \left[ \operatorname{c o s} \left(-\frac{\pi} {4} \right)+\mathrm{i s i n} \frac{\pi} {4} \right]$$;③$$\sqrt{2} \left( \mathrm{c o s} \frac{9 \pi} {4}+\mathrm{i s i n} \frac{9 \pi} {4} \right)$$;④$$\sqrt{2} \left( \mathrm{c o s} \frac{\pi} {4}+\mathrm{i s i n} \frac{3 \pi} {4} \right)$$.正确的个数是(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['复平面内的点、复数及平面向量', '复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率60.0%若复数$$z=\operatorname{c o s} \theta+i \operatorname{s i n} \theta$$,当$$\theta=\frac{4} {3} \pi$$时,则复数$${{z}}$$在复平面内对应的点位于(

C

A.第一象限

B.第二象限

C.第三象限

D.第四象限

7、['函数与数学文化结合', '复平面内的点、复数及平面向量', '复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率60.0%瑞士著名数学家欧拉发现公式$$e^{i x}=\operatorname{c o s} x+i \operatorname{s i n} x ( i$$为虚数单位$${{)}}$$,它将指数函数的定义域扩大到复数集,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有非常重要的地位.特别是当$${{x}{=}{π}}$$时,$$e^{i \pi}+1=0$$被认为是数学上最优美的公式,数学家们评价它是$${{“}}$$上帝创造的公式$${{”}}$$.根据欧拉公式可知,$${{e}^{i}}$$表示的复数在复平面中位于(

A

A.第一象限

B.第二象限

C.第三象限

D.第四象限

8、['复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率60.0%复数$$- 2 \left( \mathrm{s i n} \frac{5 \pi} {4}+\mathrm{i c o s} \frac{5 \pi} {4} \right)$$的代数形式是(

A

A.$$\sqrt{2}+\sqrt{2} \mathrm{i}$$

B.$$- \sqrt2-\sqrt2 \mathrm{i}$$

C.$$\frac{\sqrt2} 2+\frac{\sqrt2} 2 \mathrm{i}$$

D.$$- \frac{\sqrt2} 2-\frac{\sqrt2} 2 \mathrm{i}$$

9、['复数的代数形式与三角形式的互化', '辐角的主值']

正确率80.0%任意复数$$z=a+b i ( i$$为虚数单位$${{)}}$$都可以写成$$z=r ( \operatorname{c o s} \theta+i \operatorname{s i n} \theta)$$的形式,其中$${{r}{=}{\sqrt {{a}^{2}{+}{{b}^{2}}}}}$$,$$0 \leqslant\theta< 2 \pi.$$该形式为复数的三角形式,其中$${{θ}}$$称为复数的辐角主值.若复数$$z=\frac2 {1-\sqrt{3} i}$$,则$${{z}}$$的辐角主值为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{\pi} {3}$$

C.$$\frac{2 \pi} {3}$$

D.$$\frac{5 \pi} {6}$$

10、['复数的代数形式与三角形式的互化']

正确率80.0%将复数$${{1}{+}{i}}$$对应的向量$$\overrightarrow{O M}$$绕原点按逆时针方向旋转$$\frac{\pi} {4}$$,得到的向量为$$\overrightarrow{O M_{1}}$$,那么$$\overrightarrow{O M_{1}}$$对应的复数是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{2}{i}}$$

B.$${\sqrt {2}{i}}$$

C.$$\frac{\sqrt2} 2+\frac{\sqrt2} 2 i$$

D.$$\sqrt2+\sqrt2 i$$

1. 解析:

对于复数运算式子:
(1) $$|z_1 + z_2| \leq |z_1| + |z_2|$$ 是三角不等式,正确。
(2) $$|z_1 \cdot z_2| = |z_1| \cdot |z_2|$$,题目中写的是 $$\leq$$,实际上等式成立,因此题目描述错误。
(3) $$(z_1 \cdot z_2) \cdot z_3 = z_1 \cdot (z_2 \cdot z_3)$$ 是复数乘法的结合律,正确。
综上,正确的个数是 2 个,选 C。

2. 解析:

复数 $$z = \sin 50^\circ - i \cos 50^\circ$$ 可以表示为 $$z = \cos 220^\circ + i \sin 220^\circ$$,因为:
$$\sin 50^\circ = \cos 220^\circ$$,$$-\cos 50^\circ = \sin 220^\circ$$。
辐角主值为 $$220^\circ$$,选 B。

3. 解析:

将 $$-1 + \sqrt{3}i$$ 化为三角形式:
模 $$r = 2$$,辐角 $$\theta = \frac{2\pi}{3}$$。
根据棣莫弗定理:
$$(-1 + \sqrt{3}i)^{10} = 2^{10} \left( \cos \frac{20\pi}{3} + i \sin \frac{20\pi}{3} \right)$$。
$$\frac{20\pi}{3} = 6\pi + \frac{2\pi}{3}$$,因此化简为:
$$1024 \left( \cos \frac{2\pi}{3} + i \sin \frac{2\pi}{3} \right) = -512 + 512\sqrt{3}i$$。
选 D。

4. 解析:

复数的三角形式要求:
① $$\frac{1}{2} \left( \cos \frac{\pi}{4} - i \sin \frac{\pi}{4} \right)$$ 不是三角形式(实部应为 $$\cos$$,虚部为 $$+i \sin$$)。
② $$-\frac{1}{2} \left( \cos \frac{\pi}{3} + i \sin \frac{\pi}{3} \right)$$ 不是三角形式(系数必须为正)。
③ $$\sin \frac{\pi}{5} + i \cos \frac{\pi}{5}$$ 不是三角形式(实部应为 $$\cos$$)。
综上,正确的个数为 0,选 A。

5. 解析:

复数 $$1 + i$$ 的三角形式为 $$\sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{4} + i \sin \frac{\pi}{4} \right)$$。
① 正确。
② 错误($$\sin$$ 部分应为 $$-\frac{\pi}{4}$$)。
③ 正确($$9\pi/4$$ 与 $$\pi/4$$ 同终边)。
④ 错误($$\sin$$ 部分应为 $$\frac{\pi}{4}$$)。
综上,正确的个数为 2,选 B。

6. 解析:

当 $$\theta = \frac{4\pi}{3}$$ 时,$$z = \cos \frac{4\pi}{3} + i \sin \frac{4\pi}{3} = -\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2}i$$。
实部和虚部均为负,位于第三象限,选 C。

7. 解析:

根据欧拉公式,$$e^i = \cos 1 + i \sin 1$$。
$$1$$ 弧度约为 $$57.3^\circ$$,位于第一象限,因此 $$e^i$$ 在第一象限,选 A。

8. 解析:

将 $$-2 \left( \sin \frac{5\pi}{4} + i \cos \frac{5\pi}{4} \right)$$ 展开:
$$\sin \frac{5\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}$$,$$\cos \frac{5\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}$$。
因此,代数形式为 $$-2 \left( -\frac{\sqrt{2}}{2} - i \frac{\sqrt{2}}{2} \right) = \sqrt{2} + \sqrt{2}i$$,选 A。

9. 解析:

复数 $$z = \frac{2}{1 - \sqrt{3}i}$$ 化简为:
$$z = \frac{2(1 + \sqrt{3}i)}{(1 - \sqrt{3}i)(1 + \sqrt{3}i)} = \frac{2(1 + \sqrt{3}i)}{4} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$$。
辐角主值为 $$\frac{\pi}{3}$$,选 B。

10. 解析:

复数 $$1 + i$$ 的模为 $$\sqrt{2}$$,辐角为 $$\frac{\pi}{4}$$。
旋转 $$\frac{\pi}{4}$$ 后,新的辐角为 $$\frac{\pi}{2}$$,对应的复数为 $$\sqrt{2} \left( \cos \frac{\pi}{2} + i \sin \frac{\pi}{2} \right) = \sqrt{2}i$$,选 B。
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