题目
4.设 =r(cos theta +isin theta ) .求 dfrac (1)(2) 的三角表示.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查复数三角形式的运算,特别是复数除法的三角表示形式。需要掌握复数的模、辐角运算规则,以及利用三角恒等式进行化简。
解题核心思路:
- 复数除法的三角形式:若两个复数分别为 $z_1 = r_1(\cos\theta_1 + i\sin\theta_1)$ 和 $z_2 = r_2(\cos\theta_2 + i\sin\theta_2)$,则 $\dfrac{z_1}{z_2} = \dfrac{r_1}{r_2} \left[ \cos(\theta_1 - \theta_2) + i\sin(\theta_1 - \theta_2) \right]$。
- 单位虚数 $i$ 的三角形式:$i = \cos\dfrac{\pi}{2} + i\sin\dfrac{\pi}{2}$。
- 标量乘法:复数乘以实数 $k$ 时,模变为原模的 $|k|$ 倍,辐角不变。
破题关键点:
- 将 $i$ 写成三角形式,再与 $\dfrac{1}{z}$ 结合,利用复数除法公式化简。
题目要求求 $\dfrac{i}{2z}$ 的三角表示(根据答案推断题目可能存在笔误,实际应为 $\dfrac{i}{2z}$)。
步骤分解:
1. 将 $i$ 写成三角形式
单位虚数 $i$ 的三角形式为:
$i = \cos\dfrac{\pi}{2} + i\sin\dfrac{\pi}{2}.$
2. 构造 $\dfrac{i}{z}$ 的表达式
根据复数除法公式,$\dfrac{i}{z}$ 的模为 $\dfrac{1}{r}$,辐角为 $\dfrac{\pi}{2} - \theta$,因此:
$\dfrac{i}{z} = \dfrac{1}{r} \left[ \cos\left( \dfrac{\pi}{2} - \theta \right) + i\sin\left( \dfrac{\pi}{2} - \theta \right) \right].$
3. 乘以 $\dfrac{1}{2}$
将 $\dfrac{i}{z}$ 乘以 $\dfrac{1}{2}$,模变为 $\dfrac{1}{2r}$,辐角不变,最终结果为:
$\dfrac{i}{2z} = \dfrac{1}{2r} \left[ \cos\left( \dfrac{\pi}{2} - \theta \right) + i\sin\left( \dfrac{\pi}{2} - \theta \right) \right].$