4.(单选题,10分)z=-sqrt(2)(sin(pi)/(6)+cos(pi)/(6))的指数表示式为()。A. sqrt(2)e^(2pi i)/(3)B. sqrt(2)e^(-pi i)/(3)C. sqrt(2)e^(-2pi i)/(3)
A. $\sqrt{2}e^{\frac{2\pi i}{3}}$
B. $\sqrt{2}e^{\frac{-\pi i}{3}}$
C. $\sqrt{2}e^{\frac{-2\pi i}{3}}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查复数的代数形式与指数形式的转换,涉及模长计算、辐角确定以及欧拉公式的应用。
解题核心思路:
- 识别复数的代数形式:将题目中的表达式转化为标准的复数形式 $a + ib$。
- 计算模长:利用公式 $r = \sqrt{a^2 + b^2}$。
- 确定辐角:根据复数所在象限及实部、虚部的符号计算辐角,注意负角度的等价性。
- 应用欧拉公式:将代数形式转换为指数形式 $r e^{i\theta}$。
破题关键点:
- 确认虚数单位的存在:题目中隐含复数形式,括号内应包含虚数单位 $i$。
- 正确计算辐角:注意复数位于第三象限,需调整参考角至正确范围。
步骤1:写出复数的代数形式
题目中 $z = -\sqrt{2} \left( \sin\frac{\pi}{6} + i\cos\frac{\pi}{6} \right)$,展开得:
$z = -\sqrt{2} \left( \frac{1}{2} + i \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \right) = -\frac{\sqrt{2}}{2} - i \cdot \frac{\sqrt{6}}{2}.$
步骤2:计算模长
模长 $r = \sqrt{\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 + \left(-\frac{\sqrt{6}}{2}\right)^2} = \sqrt{\frac{2}{4} + \frac{6}{4}} = \sqrt{2}$。
步骤3:确定辐角
复数位于第三象限,参考角 $\alpha = \tan^{-1}\left(\frac{\sqrt{6}/2}{\sqrt{2}/2}\right) = \tan^{-1}(\sqrt{3}) = \frac{\pi}{3}$,故辐角为 $\pi + \frac{\pi}{3} = \frac{4\pi}{3}$,或等价表示为 $-\frac{2\pi}{3}$。
步骤4:写成指数形式
根据欧拉公式,$z = \sqrt{2} e^{-i \frac{2\pi}{3}}$,对应选项C。