11. (5.0分) 7.方程ln z=(pi i)/(2)的解为z=()A. -pi iB. -iC. iD. pi i
A. $-\pi i$
B. $-i$
C. i
D. $\pi i$
题目解答
答案
解析
本题考查复数的对数方程求解,解题的关键在于利用复数的指数形式与对数形式的关系来求解方程。
步骤一:明确复数的指数形式与对数形式的关系
对于复数$z = re^{i\theta}$(其中$r$为复数的模,$\theta$为复数的辐角),其对数形式为$\ln z = \ln r + i\theta$。
步骤二:设$z$的形式并代入方程
设$z = re^{i\theta}$,将其代入方程$\ln z=\frac{\pi i}{2}$,可得$\ln r + i\theta=\frac{\pi i}{2}$。
步骤三:根据复数相等的条件求解$r$和$\theta$
两个复数相等,则它们的实部和虚部分别相等。
在$\ln r + i\theta=\frac{\pi i}{2}$中,实部为$\ln r$,虚部为$\theta$,等式右边实部为$0$,虚部为$\frac{\pi}{2}$。
所以可得$\begin{cases}\ln r = 0\\\theta = \frac{\pi}{2}\end{cases}$。
由$\ln r = 0$,根据对数的性质$\ln 1 = 0$,可得$r = 1$。
步骤四:求出$z$的值
将$r = 1$,$\theta = \frac{\pi}{2}$代入$z = re^{i\theta}$,根据欧拉公式$e^{i\theta}=\cos\theta + i\sin\theta$,可得:
$z = 1\times e^{i\frac{\pi}{2}}=\cos\frac{\pi}{2} + i\sin\frac{\pi}{2}$
因为$\cos\frac{\pi}{2}=0$,$\sin\frac{\pi}{2}=1$,所以$z = 0 + i\times1 = i$。