复数三角形式的乘法
课题 复数三角形式的乘法
教学目标:
1、掌握用复数的三角形式进行乘法运算的法则及其推导过程.掌握复数乘法的几何意义. 2、让学生领悟到“转化”这一重要数学思想方法. 3、培养学生探索问题、分析问题、解决问题的能力
教学重点:复数的三角形式是本节内容的出发点,复数的乘法运算. 难点:复数乘法运算的几何意义,不易为学生掌握. 教具:三角板 教学过程: 一、复习提问:
1.(1-2i )(2+i)(4+3i);
第1题检查了复数乘法运算,答案是25,第2题检查了复数的
二、讲授新课
如果把复数z 1,z 2分别写成
z 1=r1(cos θ1+isinθ1),z 2=r2(cos θ2+isinθ2). z 1·z 2这乘法运算怎样进行呢?
想出算法后,请大家在笔记本上演算,允许同学之间交换意见.
(教师在教室里巡视,稍过几分钟,请一位已经做完的同学在黑板上写出推导过程)学生板演:
z 1·z 2=r1(cos θ1+isinθ1)·r 2(cos θ2+isinθ2) =(r 1cos θ1+ir1sin θ1)·(r 2cos θ2+ir2sin θ2)
=(r 1r 2cos θ1cos θ2-r1r 2sin θ1sin θ2)+i(r 1r 2sin θ1cos θ2+r1r 2cos θ1sin θ2) =r1r 2[(cos θ1cos θ2-sin θ1sin θ2)+i(sin θ1cos θ2+cosθ1sin θ2] =r1r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].
这表明两个复数相乘,积的模等于各复数的模的积,积的辐角等于各辐角的和.
当推广到n 个复数相乘的时候,就是:
z 1⋅z 2⋅⋅⋅z n =r 1⋅r 2... r n [cos(θ1+θ2+... +θn ) +i sin(θ1+θ2+... θn )]
特别地,复数的n 次幂的模等于这个复数的模的n 次幂,它的辐角等于这个复数的辐角的n 倍,这个定理就是棣莫佛定理.
z n =r n [cos(n θ) +i sin(n θ)]
例1:
提示:由于复数定义是形如a +bi (a ,b ∈R )的数,如果辐角是特殊角或特殊角的终边相同角,要化成代数形式.即
r 1(cos θ1+isinθ1)·r 2(cos θ2+isinθ2)=r1r 2[cos (θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)] 计算,简便得多.
这就是复数的三角形式乘法运算公式.
二.复数的几何意义:复数的乘法对应的向量,就是由对应于被乘数所对应的向量按逆时针方向旋转一个角θ2(θ2>0,如果θ2<0,按顺时针方向旋转一个角|θ2|,再把其模变为原来的r 2倍(r 2>1,应伸长;0<r 2<1,应缩短;r 2=1,模长不变),所得的向量就表示积z 1·z 2.这是复数乘法的几何意义. 图形演示(如图8-7):
=
1
·
2
.
例2、向量
对应的复数. 解:将向量
与-1+i对应,把
按逆时针方向旋转120°,得到
′,求与向量
′
逆时针方向旋转120°,得到
′,由于模未发生变化,应当是
对应复
数乘以1·(cos120°+isin120°) 即z ’=(-1+i)(cos120°+isin120°)=
1-31+3
-i 22
例3:已知平面内并列的三个相等的正方形,利用复数证明∠1+∠2+∠3=
π
2
.
证明:如图建立坐标系,∠1,∠2,∠3分别等于1+i , 2+i , 3+i 复数的辐角主值,这样∠1+∠2+∠3就是的(1+i )(2+i )(3+i ) =10i 辐角. ∠1,∠2,∠3都是锐角. 所以∠1+∠2+∠3=
π
2
.
三、练习P18 1、2、3
四、小结: 复数的代数形式运算,因此把三角形式化为代数形式,按着代数形式的乘法运算法则就可以完成运算.根据数学求简的原则,运用三角公式把结果化简.在已知的基础上发展和探索未知的东西,解题时,把未知转化成已知,这是重要的思想方法. 五、作业P24 5、8 六、板书设计:(略)