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如果z的模和幅角分别是r和
复数的这种表示式在下面是很有用的。
注意,当我们讲到z的幅角的时候,我们永远把正半实轴从它的原有位置反着时针方向转到向径
我们知道复数z=a+bi的模是
所以
这里复数
我们知道
有了这个记号,任意复数z可写作
复数z除了可以看作平面上的一个点之外,也可以看作平面上的一个向量:这个向量在实轴和虚轴两个方向上的分量分别是a和b,因而它的长是|z|.在这里向量的起点究竟是哪一点,那是完全无关重要的。因此,平面上任意两个向量,只要它们的长相等,方向相同,就可以表示同一复数。表示同一复数的有无穷多个向量。由于这些向量大小方向完全相同,我们把它们看作同一向量,此种向量称为自由向量.
如果向量z的起点在坐标原点,那么它的终点就是点z,以原点为起点的那个向量称为复数z的位置向量。
相加减时,其实部和虚部分别相加减。这就是说,代表
我们知道复数的模就是代表它的向量的长度,但在一个三角形中两边长度之和不小于第三 边的长庭,故从图4中立即可得重要不等式
推而广之有
从向量相加的规律中, 我们还可以看到,如果平面上二点
这个点P的坐标应该怎样求?注意:在这样的情况下,我们说点P按比例
由上面的分析中我们还可以得出下面这样一个重要的结论:平面上三点
证. 如果
命
这就是三个不全为零的实数,并且
现在反过来,假设存在三个不全为零的实数使得(
也就是说
(二)复数的乘(除)法 现在让我们来看一看复数的乘(除)法有怎样的几何意义,设
那么我们有
这就是说,两个复数相乘(除)时,其模相乘(除),其幅度相加(减).
因此,为了要作出向量
从这里我们看到如果我们惩把某个向量z反(顺)着时针方向转动一个角度
此外我们还看到,为了求出向量
[证]设三角形的三个顶点A,B,C的坐标为
由于A,G,L共线,故应有
由此即得
整理之得
并且
但
由此即得
以
分析解法 ,我们以A,B二点的联线l作为实袖,以二点联线的中点0为原点引进一个坐标系。不妨设在这个坐标系中A的坐标是-1,B的坐标是1,设点P的坐标为z,那么向量
向量
同理,向量
综合解法.
设A',B'二点联线段的中点为M,作PP',A'A",B'B",MM'垂直于 A,B二点的联线l。由于M是梯形A'A"B"B'一个腰的A'中点,故M'必是另一腰A"B”的中点。另一方面,在直角三角形△PP'B和△BB"B'中,由于
因此我们有
同理可知
由于
故有
即△MM'A,△MM'B为等腰直角三角形,因而△AMB是等腰直角三角形。由此可知宝物埋藏点是以AB为底的等腰直角三角形的顶点.
例3.以平行四边形口ABCD的每个边为边,向四边形之外作一正方形。明这四个正方形的四个中心依次联结起来是一正方形。
但这两个向量方向相同,长度相等,故必有
或
现在注意向量
但这个向量的起点为
正方形 AA'BB的中心是对角线A'B的中点,故其坐标为
同理可知,其他三个正方形的中心是
利用前面的条件
立即可以算出
这就是说,线段
因此
这就是说
综合解法,考虑三角形
另一方面,我们知道
故
因此
从而得
同理可知
其次
因此
同理可知
故
分析解法,我们以K的中心为原点,0A 联线为实轴引入一坐标系。设A在这坐标系中的坐标为a.
如果K的半径为R,则B的坐标将是
从而
两边取模得
这就是说,C到
现在让我们看轨迹的圆心究竟在哪里。我们知道
因此
这就是说,轨迹的圆心是将向量
综合解法。以0A为底作正三角形 △OAD. 考虑三角形 △BAO 和△CAD.我们有
另一方面,
因此 ∠CAD=∠BAO. 从而得
故
因此C位于以D为中心,R为半径的圆周之上.
但A的坐标为
三角形△AA'B的重心
同理,其余两个三角形的重心是
这样一来,便有
但
故有
两边取模,封注意
即△
三、一个有趣的数学竞赛题
在平面上给定了一个半径为1的圆和另外某n个点(可以在圆内,圆外,也可以在圆周上)
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