题目
12.(单选题,4分) 设z=1+2i,则mathrm(Im)z^3=( ) A. (A)-2; B. (B) 1; C. (C) 8; D. (D) 14.
12.(单选题,4分) 设z=1+2i,则$\mathrm{Im}z^{3}=( )$
A. (A)-2;
B. (B) 1;
C. (C) 8;
D. (D) 14.
A. (A)-2;
B. (B) 1;
C. (C) 8;
D. (D) 14.
题目解答
答案
设 $ z = 1 + 2i $,求 $ \mathrm{Im} z^3 $。
首先,计算 $ z^2 $:
\[
z^2 = (1 + 2i)^2 = 1 + 4i + 4i^2 = 1 + 4i - 4 = -3 + 4i
\]
接着,计算 $ z^3 $:
\[
z^3 = z^2 \cdot z = (-3 + 4i)(1 + 2i) = -3 - 6i + 4i + 8i^2 = -3 - 2i - 8 = -11 - 2i
\]
因此,$ z^3 $ 的虚部为 $ -2 $。
答案:A. -2
解析
考查要点:本题主要考查复数的乘方运算,特别是三次方的计算,以及如何提取复数的虚部。
解题核心思路:
- 复数乘法展开:通过分步计算复数的平方和立方,逐步化简表达式。
- 虚部提取:最终结果中,虚部即为复数形式中的系数部分(不包含$i$)。
破题关键点:
- 正确应用复数乘法规则,注意$i^2 = -1$的替换。
- 分步计算避免直接三次连乘的复杂性,先计算$z^2$,再与$z$相乘得到$z^3$。
步骤1:计算$z^2$
$z^2 = (1 + 2i)^2 = 1^2 + 2 \cdot 1 \cdot 2i + (2i)^2 = 1 + 4i + 4i^2$
由于$i^2 = -1$,代入得:
$z^2 = 1 + 4i + 4(-1) = 1 + 4i - 4 = -3 + 4i$
步骤2:计算$z^3$
$z^3 = z^2 \cdot z = (-3 + 4i)(1 + 2i)$
展开乘法:
$\begin{aligned}(-3)(1) + (-3)(2i) + 4i(1) + 4i(2i) &= -3 - 6i + 4i + 8i^2 \\&= -3 - 2i + 8(-1) \quad (\text{因} \ i^2 = -1) \\&= -3 - 2i - 8 = -11 - 2i\end{aligned}$
步骤3:提取虚部
复数$z^3 = -11 - 2i$的虚部为$-2$,即$\mathrm{Im}(z^3) = -2$。