题目
下列复数① sqrt[4](6)(cos (pi)/(8)+i sin (pi)/(8));② sqrt[4](6)(cos (pi)/(8)-i sin (pi)/(8));③ sqrt[4](6)(cos (9pi)/(8)+i sin (9pi)/(8));④ sqrt[4](6)(cos (9pi)/(8)-i sin (9pi)/(8)).为 (sqrt(3)+sqrt(3)i)^(1)/(2) 的根的是 ( )A. ①②B. ①④C. ②④D. ①③
下列复数
① $\sqrt[4]{6}\left(\cos \frac{\pi}{8}+i \sin \frac{\pi}{8}\right)$;
② $\sqrt[4]{6}\left(\cos \frac{\pi}{8}-i \sin \frac{\pi}{8}\right)$;
③ $\sqrt[4]{6}\left(\cos \frac{9\pi}{8}+i \sin \frac{9\pi}{8}\right)$;
④ $\sqrt[4]{6}\left(\cos \frac{9\pi}{8}-i \sin \frac{9\pi}{8}\right)$.
为 $\left(\sqrt{3}+\sqrt{3}i\right)^{\frac{1}{2}}$ 的根的是 ( )
A. ①②
B. ①④
C. ②④
D. ①③
题目解答
答案
D. ①③
解析
考查要点:本题主要考查复数根的求解,涉及复数的极坐标形式、模与辐角的运算,以及复数根的性质。
解题核心思路:
- 将原复数转化为极坐标形式,确定其模和辐角;
- 根据复数根的性质,平方根的模为原模的平方根,辐角为原辐角的一半加上$k\pi$($k=0,1$);
- 匹配选项,验证各选项的模和辐角是否符合要求。
破题关键点:
- 正确计算原复数的模和辐角;
- 理解复数根的辐角分布规律,即两个平方根的辐角相差$\pi$;
- 注意选项中复数的表达形式,区分$\cos\theta + i\sin\theta$与$\cos\theta - i\sin\theta$对应的辐角符号。
步骤1:求原复数的极坐标形式
原复数为$\sqrt{3} + \sqrt{3}i$:
- 模:$r = \sqrt{(\sqrt{3})^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{6}$;
- 辐角:$\theta = \arctan\left(\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}\right) = \frac{\pi}{4}$;
- 极坐标形式为:$\sqrt{6}\left(\cos\frac{\pi}{4} + i\sin\frac{\pi}{4}\right)$。
步骤2:求平方根的模和辐角
平方根的模为$\sqrt[4]{6}$,辐角为:
- $\frac{\theta}{2} + k\pi$,其中$k=0,1$;
- 即辐角分别为$\frac{\pi}{8}$和$\frac{\pi}{8} + \pi = \frac{9\pi}{8}$。
步骤3:匹配选项
- 选项①:$\sqrt[4]{6}\left(\cos\frac{\pi}{8} + i\sin\frac{\pi}{8}\right)$,辐角$\frac{\pi}{8}$,符合条件;
- 选项③:$\sqrt[4]{6}\left(\cos\frac{9\pi}{8} + i\sin\frac{9\pi}{8}\right)$,辐角$\frac{9\pi}{8}$,符合条件;
- 选项②、④:表达式为$\cos\theta - i\sin\theta$,对应辐角$-\theta$,不符合要求。