复数1+i对应的向量按逆时针方向旋转(π)/(3)且长度不变,对应的复数为( )A. ((1)/(2)-(sqrt(3))/(2))+i((sqrt(3))/(2)-(1)/(2))B. (1)/(2)+i(sqrt(3))/(2)C. ((1)/(2)-(sqrt(3))/(2))+i((sqrt(3))/(2)+(1)/(2))D. (1)/(2)-i(sqrt(3))/(2)
A. $(\frac{1}{2}-\frac{\sqrt{3}}{2})+i(\frac{\sqrt{3}}{2}-\frac{1}{2})$
B. $\frac{1}{2}+i\frac{\sqrt{3}}{2}$
C. $(\frac{1}{2}-\frac{\sqrt{3}}{2})+i(\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{1}{2})$
D. $\frac{1}{2}-i\frac{\sqrt{3}}{2}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查复数在复平面上的旋转运算,涉及复数的乘法运算及旋转角度对应的三角函数值。
解题核心思路:
复数的旋转可以通过乘以一个模为1的复数来实现。具体来说,将复数$z$逆时针旋转角度$\theta$,等价于将其乘以$e^{i\theta} = \cos\theta + i\sin\theta$。题目中要求旋转$\frac{\pi}{3}$且长度不变,因此只需将原复数$1+i$乘以$\cos\frac{\pi}{3} + i\sin\frac{\pi}{3}$,再展开计算即可。
破题关键点:
- 确定旋转因子:$\cos\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2}$,$\sin\frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}$,旋转因子为$\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$。
- 复数乘法展开:正确应用分配律,注意$i^2 = -1$的处理。
将复数$1+i$逆时针旋转$\frac{\pi}{3}$,对应的复数为:
$(1+i)\left(\cos\frac{\pi}{3} + i\sin\frac{\pi}{3}\right)$
步骤1:代入三角函数值
$\cos\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2}$,$\sin\frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}$,因此旋转因子为$\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i$。
步骤2:展开乘法
$\begin{aligned}(1+i)\left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i\right) &= 1 \cdot \frac{1}{2} + 1 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}i + i \cdot \frac{1}{2} + i \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}i \\&= \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}i + \frac{1}{2}i + \frac{\sqrt{3}}{2}i^2 \\&= \frac{1}{2} + \left(\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}\right)i + \frac{\sqrt{3}}{2}(-1) \quad (\text{因} \ i^2 = -1) \\&= \left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2}\right) + \left(\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}\right)i\end{aligned}$
步骤3:匹配选项
计算结果为$\left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2}\right) + i\left(\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}\right)$,对应选项C。