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数学第四册(综高)17.4棣莫弗定理与欧拉公式

备注
§17.4 棣莫弗定理与欧拉公式
教学目标:
1.掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式,并会进行三种 形式的互化;
2.掌握复数的三角形式的乘、除和棣莫弗定理与欧拉公式。

教学重点:掌握复数的三角形式的乘、除和隶莫弗定理与欧拉公式。

教学难点:掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式,并会进行 三种形式的互化。

新课讲授:
棣莫弗定理与欧拉公式 一、复习导入
在三角形式下对复数进行的运算主要是乘除。

二、探究
设复数z 1= 2(cos
6
π
+isin
6π),z 2= 4(cos
3
π
+isin
3
π),则
z 1 ·z 2等于多少?
三、知识链接
(1)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1),z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2), 则有z 1 ·z 2= r 1 r 2 [cos(θ1 +θ2 )+isin (θ1+θ2)]
由此可见,复数的积的模等于模的积,积的辐角等于辐角的和。

(2)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1),z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2), 则有
21z z = 2
1r r
[cos(θ1 -θ2 )+isin (θ1-θ2)] 由此可见,复数的积的模等于模的商,积的辐角等于辐角的差。

四、典型例题 例1、计算 (1)
3(cos
6π+isin
6
π)·4(cos
12
π
+isin
12
π

(2)2(cos 500+isin500)·3(cos400+isin400)
例2、计算:
[6(cos 700+isin700)]÷[3(cos400+isin400)]

3(cos
6π+isin
6
π),那么z 2与z 3
的值分别为多少?
练习1.计算: (1)
2(cos
6π+isin
6
π)·2( cos
12
π
+isin
12
π

(2)
2(cos
83π+isin
8
3π)·3( 1+i )
(3)
2(cos
6π-isin
6
π)÷2( cos
12
π
+isin
12
π

课内练习:P77练习
一、复习导入
学习了复数三角形式的乘法后,接下来我们学习复数三角形式的 幂运算。

二、探究
[r(cos θ+isin θ)]2
=
[r(cos θ+isin θ)]3= 有什么发现?
三、知识链接
一般[r(cos θ+isin θ)]n =
r(cos θ+isin θ)r(cos θ+isin θ)·...·r(cos θ+isin θ) = r n (cos n θ+isin n θ) ,其中,n ∈N +。

棣莫弗定理:一个复数的n 次幂的模等于原复数模的n 次幂, 辐角等于原复数辐角的n 倍。

四、典型例题 例3、计算
(1)(cos400+isin400)9
;(2)(1+3i )
2012
.
(1) (cos50
+isin50
)6

(2)(
23-2
1i )9
(3) [2(cos
5
π
-isin
5
π)]
10
问题解决:
当n 取什么正整数时,z=(1+3i )n 是一个实数?
课内练习:P78练习
一、复习导入
我们已学习了复数的代数形式与三角形式,复数还有一种表示 形式——指数形式。

欧拉公式:r (cos θ+isin θ)= r e i θ
,这种形式叫做复数的指数形式。

二、探究 3e
i 2
π
.6e
i 4
π
=
三、知识链接
设z 1=r 1 e
i 1
θ, z 2=r 2 e
i 2
θ, z=r e
i θ
,则沿用实数指数幂的
运算律得z 1·z 2= r 1 e i 1
θr 2 e i 2
θ= r 1 r 2 e i )
(21θθ+=
r 1 r 2[cos (θ1+θ2)+isin (θ1+θ2)]
21z z =2
1
21θθi i e r e r =)(212
1
θθ-i e r r =2
1
r r [cos (θ1-θ2)+isin (θ1-θ2)] 备 注
z n = (r e i θ) n = r n e in θ
= r n (cos n θ+isin n θ)
四、典型例题
例4、计算
(1)51e πi -· 10e i


(2)36e
π
i ÷ 9e
i 2
π
(3)(12
2πi
e -)6
练习3.计算:
(1)(2

i
e )4
(2) 3e
2πi ·4e
i 3
π
(3) 6e
2
πi ÷ 8e
-i 3
π
问题解决:
等式“e π
i +1=0”把数学中常用的五个数e 、i 、π、1、0联系在 了一起,因而被称为最具有数学魅力的等式。

你能验证这个等式吗?
四、小结
课内练习:P82练习1、2、3
五、课外作业 P82习题 1、2。

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