1、10.3复数的三角形式及其运算 第十章复数 学习目标 1.通过复数的几何意义,了解复数的三角表示. 2.了解复数的代数表示与三角表示之间的关系. 3.了解辐角、辐角主值等概念. 4.了解复数乘除运算的三角表示及其几何意义. 重点:复数的三角表示. 难点:复数乘除运算的三角表示及其几何意义. 知识梳理 一、复数的三角形式 从而 za+bi(rcos )+(rsin )ir(cos +isin ), 上式的右边称为非零复数za+bi的三角形式(对应地,a+bi 称为复数的代数形式),其中的称为z的辐角. 显然,任何一个非零复数z的辐角都有无穷多个,而且任意两个 辐角之间都相差2的整数倍. 特别地,
2、在0,2)内的辐角称为z的辐角主值,记作arg z. 【名师点拨】 为了求出一个非零复数的三角形式,只要求出这个复数的模, 然后再找出复数的一个辐角(比如辐角主值)即可. 因为 00(cos +isin ), 其中可以为任意值,所以我们也称上式为复数0的 三角形式.这样一来,任意复数都可以写成三角形式了. 【特别提示】 (1)复数的三角形式与代数形式一样,也是表示复数的 一种方法,它们可以相互转化. (2)复数的代数形式是唯一的,但三角形式不唯一. (3)任何一个不为零的复数的辐角有无限多个值,但辐 角主值只有一个;复数0的辐角是任意的,不讨论它的辐 角主值. 二、复数三角形式的乘除法 1.复
3、数三角形式的乘法法则 【尝试与发现】 设z1r1(cos 1+isin 1),z2r2(cos 2+isin 2), 试求出z1z2. 提示:z1z2r1(cos 1+isin 1)r2(cos 2+isin 2) r1r2(cos 1cos 2-sin 1sin 2)+i(sin 1cos 2+ cos 1sin 2) r1r2cos(1+2)+isin(1+2). 由此,我们可得到复数三角形式的乘法法则: r1(cos 1+isin 1)r2(cos 2+isin 2) r1r2cos(1+2)+isin(1+2). z1的模乘以z2的模 等于z1z2的模 (简记:模相乘) z1的辐角与z
4、2的辐角 之和是z1z2的辐角 (简记:辐角相加) 2.复数三角形式乘法的几何意义 上述两个复数三角形式的乘法及其几何意义, 可以推广到有限个复数的三角形式相乘. 3.复数三角形式的除法法则 模相除辐角相减 4.复数三角形式除法的几何意义 常考题型 一、复数的代数形式与三角形式的互化 【注意】 非零复数zr(cos +isin )中,辐角可以取辐角主 值,也可以取其他辐角,它们相差2的整数倍. 解:z1+cos 2x+isin 2x2cos 2x+i2sin xcos x 2cos x(cos x+isin x). 将复数的三角形式化为代数形式的一般方法 1.计算出cos ,sin 的值; 2
5、.整理为a+bi(a,bR)的形式,其中arcos ,brsin . 一 一 二、利用复数的三角形式进行复数的乘除运算 复数的乘法运算 1.若复数为三角形式,则用复数三角形式的乘法公式进行 计算,即 r1(cos 1+isin 1)r2(cos 2+isin 2)r1r2 cos (1+2)+i sin(1+2). 2.若复数为代数形式,可以先化为三角形式再进行计算, 也可利用代数形式计算. 2+2i B D 三、复数乘法和除法的几何意义及其应用 【解题提示】将复数的代数形式化为三角形式,利用复 数乘法的几何意义求得z2的三角形式,再将三角形式转 化为代数形式. C A 小结 1.复数的三角形式 za+bir(cos +isin )的右边称为非零复数za+bi的 三角形式,其中的称为z的辐角.在0,2)内的辐角称为z 的辐角主值,记作arg z. 为了求出一个非零复数的三角形式,只要求出这个复数的模, 然后再找出复数的一个辐角(比如辐角主值)即可. 2.复数三角形式的乘法法则 r1(cos 1+isin 1)r2(cos 2+isin 2) r1r2cos(1+2)+isin(1+2). 3.复数三角形式的除法法则 模相乘,辐角相加. 模相除,辐角相减.