题目
1.求下列复数z的实部与虚部,共轭复数、模与辐角:(1) (1)/(3+2i); (2) (1)/(i)-(3i)/(1-i);(3) ((3+4i)(2-5i))/(2i); (4) i^8-4i^21+i.
1.求下列复数z的实部与虚部,共轭复数、模与辐角:
(1) $\frac{1}{3+2i}$; (2) $\frac{1}{i}-\frac{3i}{1-i}$;
(3) $\frac{(3+4i)(2-5i)}{2i}$; (4) $i^{8}-4i^{21}+i$.
题目解答
答案
1. $\frac{1}{3+2i} = \frac{3-2i}{13}$
实部:$\frac{3}{13}$,虚部:$-\frac{2}{13}$,共轭:$\frac{3}{13} + \frac{2}{13}i$,模:$\frac{\sqrt{13}}{13}$,辐角:$-\arctan\left(\frac{2}{3}\right)$
2. $\frac{1}{i} - \frac{3i}{1-i} = \frac{3}{2} - \frac{5}{2}i$
实部:$\frac{3}{2}$,虚部:$-\frac{5}{2}$,共轭:$\frac{3}{2} + \frac{5}{2}i$,模:$\frac{\sqrt{34}}{2}$,辐角:$-\arctan\left(\frac{5}{3}\right)$
3. $\frac{(3+4i)(2-5i)}{2i} = -\frac{7}{2} - 13i$
实部:$-\frac{7}{2}$,虚部:$-13$,共轭:$-\frac{7}{2} + 13i$,模:$\frac{5\sqrt{29}}{2}$,辐角:$\arctan\left(\frac{26}{7}\right) - \pi$
4. $i^8 - 4i^{21} + i = 1 - 3i$
实部:$1$,虚部:$-3$,共轭:$1 + 3i$,模:$\sqrt{10}$,辐角:$-\arctan(3)$
\[
\boxed{
\begin{array}{ll}
1. & \frac{3}{13}, -\frac{2}{13}, \frac{3}{13} + \frac{2}{13}i, \frac{\sqrt{13}}{13}, -\arctan\left(\frac{2}{3}\right) \\
2. & \frac{3}{2}, -\frac{5}{2}, \frac{3}{2} + \frac{5}{2}i, \frac{\sqrt{34}}{2}, -\arctan\left(\frac{5}{3}\right) \\
3. & -\frac{7}{2}, -13, -\frac{7}{2} + 13i, \frac{5\sqrt{29}}{2}, \arctan\left(\frac{26}{7}\right) - \pi \\
4. & 1, -3, 1 + 3i, \sqrt{10}, -\arctan(3) \\
\end{array}
}
\]
解析
本题主要考察复数的基本运算及相关概念,包括实部、虚部、共轭复数、模与辐角的计算,具体思路如下:
1. 复数$\frac{1}{3+2i}$
- 化简复数:通过分母实数化,分子分母同乘共轭复数$3-2i$:
$\frac{1}{3+2i} = \frac{3-2i}{(3+2i)(3-2i)} = \frac{3-2i}{13} = \frac{3}{13} - \frac{2}{13}i$ - 实实部与虚部:实部$\text{Re}(z)=\frac{3}{13}$,虚部$\text{Im}(z)=-\frac{2}{13}$。
- 共轭复数:实部不变,虚部变号,$\overline{z}=\frac{3}{13} + \frac{2}{13}i$。
- 模:$|z|=\sqrt{\left(\frac{3}{13}\right)^2 + \left(-\frac{2}{13}\right)^2} = \frac{\sqrt{13}}{13}$。
- 辐角:复数在第四象限由实部正、虚部负,知在第四象限,辐角$\theta=-\arctan\left(\frac{2}{3}\right)$。
2. 复数$\frac{1}{i}-\frac{3i}{1-i}$
- **化简复数:
$\frac{1}{i}=-i,\quad \frac{3i}{1-i}=\frac{3i(1+i)}{2}=-\frac{3}{2}+\frac{3}{2}i$
原式$=-i - \left(-\frac{3}{2}+\frac{3}{2}i\right)=\frac{3}{2}-\frac{5}{2}i$。 - 实部与虚部:实部$\frac{3}{2}$,虚部$-\frac{5}{2}$。
- 共轭复数:$\frac{3}{2}+\frac{5}{2}i$。
- 模 **:$|z|=\sqrt{\left(\frac{3}{2}\right)^2 + \left(-\2\right)^2}=\frac{\sqrt{34}}{2}$。
- 辐角:第四象限,$\theta=-\arctan\left(\frac{5}{3}\right)$。
3. 复数$\frac{(3+4i)(2-5i)}{2i}$
- 化简复数:
分子:$(3+4i)(2-5i)=6-15i+8i-20i^2=26-7i$,
原式$\frac{2学院}{26-7i}{2i}=\frac{(26-7i)(-2i)}{4}=-\frac{7}{2}-13i$。 - 实部与虚部:实部$-\frac{7}{2}$,虚部$-13$。
- 共轭复数:$-\frac{7}{2}+13i$。
- 模:$|z|=\sqrt{\left(-\frac{7}{2}\right)^2 + (-13)^2}=\frac{5\2sqrt{29})}{2}$。
- 辐角:第三象限,$\theta=\arctan\left(\frac{26}{7}\right)-\pi$。
**4. 复数$i^8-4i^{21}+i\:利用\(i$的周期性($i^4=1$)化简:
- $i^8=(i^4)^2=1$,$i^{21}=i^{4\times5+1}=i$,
原式$1-4i+i=1-3i$。 - 实部与虚部:实部$1$,虚部$-3$。
- 共轭复数:$1+3i$。
- 模:$\sqrt{1^2+(-3)^2=\sqrt{10}$。
- 辐角:第四象限,$\theta=-\arctan3$。