日期:2022-01-21
這是復數的三角表示計算,是優秀的數學教案文章,供老師家長們參考學習。
教學課時:共2課時(第1課時)
教學目標:
1、能借助復數的幾何意義認識復數的三角形式,知道復數可以用三角形式來表示且可以與代數形式互化,正確識別復數的三角形式中模、輻角等相關概念.
2、結合知識學習進一步體會數形結合思想的應用,培養學生直觀想象、邏輯推理、數學建模核心素養;能熟練求出簡單代數形式的復數的三角形式.
3、體會事物聯系的普遍性,形式與內容相統一的辯證唯物主義觀點.
教學重點:將復數的代數形式化為三角形式的意義與轉化的方法步驟.
教學難點:將復數的代數形式化為三角形式的意義.
教學過程:
一、情境與問題
問題1:
設復數在復平面內對應的點為Z,你能不能寫出點Z的坐標,并在復平面內描出點Z的位置,做出向量?
問題2:
記r為向量的模,是以x軸正半軸為始邊,射線OZ為終邊的一個角,請求出r的值,并寫出的任意一個值.
問題3:
小組討論r、與的實部與虛部之間的關系.每個小組把討論得出的結論寫出來.請出幾個小組的代表發言.
【學生活動】:
1、閱讀教材43頁嘗試與發現.
2、回答文章中提出的問題.
3、小組討論并把討論得出的結論寫出來.
【設計意圖】:
引導學生自主思考復數的r、與復數的實部、虛部之間的聯系.建立引入復數的三角形式的學習情境.
二、新知探究
問題1:
是不是任意的復數的實部、虛部與復數的r、與之間都存在類似的關系?我們能不能利用r、表示復數?
【學生活動】學生動手推導復數的實部、虛部與復數的r、與之間的關系.
【設計意圖】通過學生自己動手推導,得到復數的實部、虛部與復數的r、與之間的關系,將推廣到z=a+bi.
問題2:
復數三角形式的定義是什么?
【學生活動】
嘗試總結復數三角形式的定義.
【設計意圖】引導學生自己總結復數三角形式的定義,調動學生學習的積極性,能幫助學生加深對復數三角形式的理解.
復數 z=a+bi (a,b∈R)表示成r(cosθ+ isinθ)的形式叫復數z的三角形式.即z=r(cos θ+ isinθ).其中,θ為復數z的輻角.
問題3:
輻角是唯一的嗎?如果不唯一,它們之間有什么關系?
以Ox軸正半軸為始邊,向量所在的射線為終邊的角θ叫復數z=a+bi的輻角.任意非零復數的輻角都有無窮多個,任意兩個輻角之間相差2的整數倍.[0,2)內的輻角稱為輻角主值,記作arg z.z=0時,其輻角是任意的.
【學生活動】思考并討論.
【設計意圖】引導學生對輻角的概念進一步思考,討論得出正確答案.并培養思維的嚴謹性.
問題4:復數的三角形式與代數形式怎么互化?
【學生活動】學生思考并總結.
【設計意圖】明確三角形式與代數形式之間的互化.
三、例題示范
例1(教材44頁例1)
考查意圖:考查對復數三角形式的理解,數學運算能力,化歸思想.
思路分析:求出復數的模,找出復數的一個輻角(比如輻角主值)即可.
解:(1);
(2);
(3).
解法評析:化成三角形式的關鍵是找到復數的模和其中一個輻角,通常是輻角主值.
例2:(教材48頁習題10-3A第一題)
把下列復數化為代數形式.
考查意圖:考查對復數三角形式與代數形式的關系的理解.例1是代數形式化成三角形式,補充一道題,三角形式化成代數形式.
思路分析:打開括號,直接整理即可.
解:
解法評析:復數的三角形式與代數形式的互化中,三角形式化代數形式比較容易.通過互化過程掌握兩種形式之間的聯系.
四、知能訓練
1、教材48頁習題10-3A第2題、第6題
考查意圖:復數的輻角
2、教材48頁習題10-3A第3題、第4題,49頁習題10-3B第2題
考查意圖:復數的三角形式與代數形式的互化.
五、歸納總結
1、知識內容及研究方法方面:復數的三角形式.
2、數學思想方法、核心素養及應用方法策略方面:數形結合;數學運算、直觀想象、邏輯推理、數據分析.
3、應注意的問題:復數由代數形式、幾何形式、三角形式,學習中應注意三種形式之間的區別與聯系.
4、學生活動方式說明:本節學習內容為選學內容,故學生可通過自我閱讀的方式來完成本節的學習.
5、作業建議:
48頁習題10-3A第2題、第3題、第4題第6題,
49頁習題10-3B第2題
第一部分內容:內容標準
1.了解復數乘、除運算的三角表示.
2.了解復數乘、除運算的幾何意義.
3.會利用復數三角形式進行復數乘、除運算.
... ... ...
復數的三角表示PPT,第二部分內容:課前 • 自主探究
[教材提煉]
知識點一 復數三角形式的乘法、除法法則
預習教材,思考問題
若復數z1=r1(cos θ1+isin θ1),z2=r2(cos θ2+isin θ2),你能根據復數的乘法運算計算z1z2,并將結果表示成三角形式嗎?
知識梳理 設復數z1=r1(cos θ1+isin θ1),
z2=r2(cos θ2+isin θ2),且z1≠z2.
知識點二 復數三角形式的乘法、除法幾何意義
知識梳理 復數z1,z2對應的向量分別為OZ1→,OZ2→
①復數乘法的幾何意義:
兩個復數z1,z2相乘時,如圖,把向量OZ1→繞點O按______方向旋轉角θ2(如果θ2<0,就要把OZ1→繞點O按______方向旋轉角|θ2|),再把它的模變為原來的______倍,得到向量OZ→,OZ→表示的復數就是______ .這是復數乘法的幾何意義.
②復數除法的幾何意義:
兩個復數z1,z2相除時,如圖,把向量OZ1→繞點O按______方向旋轉角θ2(如果θ2<0,就要把OZ1→繞點O按______方向旋轉角|θ2|),再把它的模變為原來的______倍,得到向量OZ→,OZ→表示的復數就是商z1z2.這是復數除法的幾何意義.
[自主檢測]
1.復數z=(cos 25°+isin 25°)(cos 50°+isin 50°)的三角形式是(
)
A.cos (-25°)+isin (-25°)
B.sin 75°+icos 75°
C.cos 15°+isin 15°
D.cos 75°+isin 75°
2.計算:3(cos π3+isin π3)÷2(cos 5π6+isin 5π6)=_________.(用代數形式表示)
3.將復數1+i對應的向量OM→繞點O按逆時針方向旋轉π4,得到的向量為OM1→,那么OM1→對應的復數是________(用代數形式表示).
... ... ...
復數的三角表示PPT,第三部分內容:課堂 • 互動探究
探究一 復數三角形式的乘法運算
[例1] 計算下列各式:
(1)16(cos4π3+isin4π3)×4(cos5π6+isin5π6);
(2) 3(cos 20°+isin 20° )[2(cos 50°+isin 50°)]
[10(cos 80°+isin 80° )];
(3)(-1+i)[3(cos 7π4+isin 7π4)] .
[分析] 代入復數三角形式的乘法法則計算即可.
方法提升
復數三角形式的乘法運算
(1)直接利用復數三角形式的乘法法則:模數相乘,輻角相加.
(2)若遇到復數的代數形式與三角形式混合相乘時,需將相混的復數統一成代數形式或三角形式,然后進行復數的代數形式相乘或三角形式相乘.
探究二 復數三角形式的除法運算
[例2] (1) 計算:
4(cos 80°+isin 80°)÷2(cos 320°+isin 320°);
(2)已知復數z=r(cos θ+isin θ),r≠0,求1z的三角形式.
方法提升
復數三角形式的除法運算
(1)利用復數三角形式的除法法則:模數相除,輻角相減.
(2)一個非零復數的倒數,其模是原來復數的模的倒數,其輻角是原來復數輻角的相反數.
... ... ...
復數的三角表示PPT,第四部分內容:課后 • 素養培優
數形結合思想在復數三角形式的乘除運算中的應用
直觀想象、邏輯推理、數學運算
復數的三角形式,就是形的的體現.利用數形結合和除法的幾何意義來解決三角形中角的大小問題,使問題變得簡單、方便.
[典例] 若向量OZ1→與OZ2→分別表示復數z1=1+23i,z2=7+3i, 則∠Z2OZ1=________.
[審題視角] 先作出向量OZ1→與OZ2→,根據圖形,將∠Z2OZ1轉化為復數z1與z2的輻角的差,再借助復數除法的幾何意義轉化為z1z2的輻角主值.
[素養提升] 本題是復數與角的大小之間的關系,因此考慮復數三角形式的乘除運算的幾何意義,需要畫出復數對應的向量,借助圖形,將∠Z2OZ1轉化為復數z1與z2的輻角的差.利用數形結合和除法的幾何意義來解決三角形中角的大小問題,使問題變得簡單、方便.
教學課時:共2課時(第1課時)
教學目標:
1、能借助復數的幾何意義認識復數的三角形式,知道復數可以用三角形式來表示且可以與代數形式互化,正確識別復數的三角形式中模、輻角等相關概念.
2、結合知識學習進一步體會數形結合思想的應用,培養學生直觀想象、邏輯推理、數學建模核心素養;能熟練求出簡單代數形式的復數的三角形式.
3、體會事物聯系的普遍性,形式與內容相統一的辯證唯物主義觀點.
教學重點:將復數的代數形式化為三角形式的意義與轉化的方法步驟.
教學難點:將復數的代數形式化為三角形式的意義.
教學過程:
一、情境與問題
問題1:
設復數在復平面內對應的點為Z,你能不能寫出點Z的坐標,并在復平面內描出點Z的位置,做出向量?
問題2:
記r為向量的模,是以x軸正半軸為始邊,射線OZ為終邊的一個角,請求出r的值,并寫出的任意一個值.
問題3:
小組討論r、與的實部與虛部之間的關系.每個小組把討論得出的結論寫出來.請出幾個小組的代表發言.
【學生活動】:
1、閱讀教材43頁嘗試與發現.
2、回答文章中提出的問題.
3、小組討論并把討論得出的結論寫出來.
【設計意圖】:
引導學生自主思考復數的r、與復數的實部、虛部之間的聯系.建立引入復數的三角形式的學習情境.
二、新知探究
問題1:
是不是任意的復數的實部、虛部與復數的r、與之間都存在類似的關系?我們能不能利用r、表示復數?
【學生活動】學生動手推導復數的實部、虛部與復數的r、與之間的關系.
【設計意圖】通過學生自己動手推導,得到復數的實部、虛部與復數的r、與之間的關系,將推廣到z=a+bi.
問題2:
復數三角形式的定義是什么?
【學生活動】
嘗試總結復數三角形式的定義.
【設計意圖】引導學生自己總結復數三角形式的定義,調動學生學習的積極性,能幫助學生加深對復數三角形式的理解.
復數 z=a+bi (a,b∈R)表示成r(cosθ+ isinθ)的形式叫復數z的三角形式.即z=r(cos θ+ isinθ).其中,θ為復數z的輻角.
問題3:
輻角是唯一的嗎?如果不唯一,它們之間有什么關系?
以Ox軸正半軸為始邊,向量所在的射線為終邊的角θ叫復數z=a+bi的輻角.任意非零復數的輻角都有無窮多個,任意兩個輻角之間相差2的整數倍.[0,2)內的輻角稱為輻角主值,記作arg z.z=0時,其輻角是任意的.
【學生活動】思考并討論.
【設計意圖】引導學生對輻角的概念進一步思考,討論得出正確答案.并培養思維的嚴謹性.
問題4:復數的三角形式與代數形式怎么互化?
【學生活動】學生思考并總結.
【設計意圖】明確三角形式與代數形式之間的互化.
三、例題示范
例1(教材44頁例1)
考查意圖:考查對復數三角形式的理解,數學運算能力,化歸思想.
思路分析:求出復數的模,找出復數的一個輻角(比如輻角主值)即可.
解:(1);
(2);
(3).
解法評析:化成三角形式的關鍵是找到復數的模和其中一個輻角,通常是輻角主值.
例2:(教材48頁習題10-3A第一題)
把下列復數化為代數形式.
考查意圖:考查對復數三角形式與代數形式的關系的理解.例1是代數形式化成三角形式,補充一道題,三角形式化成代數形式.
思路分析:打開括號,直接整理即可.
解:
解法評析:復數的三角形式與代數形式的互化中,三角形式化代數形式比較容易.通過互化過程掌握兩種形式之間的聯系.
四、知能訓練
1、教材48頁習題10-3A第2題、第6題
考查意圖:復數的輻角
2、教材48頁習題10-3A第3題、第4題,49頁習題10-3B第2題
考查意圖:復數的三角形式與代數形式的互化.
五、歸納總結
1、知識內容及研究方法方面:復數的三角形式.
2、數學思想方法、核心素養及應用方法策略方面:數形結合;數學運算、直觀想象、邏輯推理、數據分析.
3、應注意的問題:復數由代數形式、幾何形式、三角形式,學習中應注意三種形式之間的區別與聯系.
4、學生活動方式說明:本節學習內容為選學內容,故學生可通過自我閱讀的方式來完成本節的學習.
5、作業建議:
48頁習題10-3A第2題、第3題、第4題第6題,
49頁習題10-3B第2題
知識點:
一、三角運算:
復數除法
復數乘法
其實,這個結論也不難驗證,用代數形式化簡就可以的。
但是,這個結論的意義又是不一般的,它同時使得向量有了伸縮和旋轉兩種變換。
而且,由它可以很容易的得出復數的乘方運算和模的性質。
當然,復數的加減運算,按照三角形或平行四邊形法則,可是不具備如此好的性質的。
但它和向量一樣,也有下面這個不等關系:
視頻教學:
練習:
1.復數cosπ6-isinπ6的輻角主值為(
)
A. - π6
B.π6
C. 5π6 D. 11π6
2.下列復數是復數的三角形式的是(
)
A. -3as4alco1(cos(ππ12) B.3as4alco1(cos(ππ12)
C. cosπ3+isinπ4 D. cos5π6+isin5π6
3.把復數-33+3i化為三角形式為(
)
A.6as4alco1(cos(ππ6) B.6as4alco1(cos(5π5π6)
C.6as4alco1(cos(7π7π6) D.6as4alco1(cos(11π11π6)
4.設z1=cosπ4+isinπ4,z2=3as4alco1(cos(5π5π12),則z1·z2=(
)
A. 32+3)2i B.32-3)2i
C. -32+3)2i D.-32-3)2i
5.設z1=4as4alco1(cos(7π7π12),z2=cos11π12+isin11π12,則z1z2=(
)
A. 2+23i B.-2+23i
C. -2-23i D.2-23i
課件:
教案:
教材分析
復數的三角形式乘、除運算的三角表示是對其代數形式乘除運算數形結合的產物,其幾何意義充分揭示了其平面圖形的變化規律.本節教材內容主要就復數的三角形式乘、除運算及其幾何意義進行基本闡述.
教學目標與核心素養
課程目標:
1.掌握會進行復數三角形式的乘除運算;
2.了解復數的三角形式乘、除運算的三角表示的幾何意義.
數學學科素養
1.數學運算:復數的三角形式乘、除運算;
2.直觀想象:復數的三角形式乘、除運算的幾何意義;
3.數學建模:結合復數的三角形式乘、除運算的幾何意義和平面圖形,數形結合,綜合應用,培養學生對數學的學習興趣.
教學重難點
重點:復數三角形式的乘除運算.
難點:復數三角形式的乘除運算的幾何意義的理解.
課前準備
教學方法:以學生為主體,小組為單位,采用誘思探究式教學,精講多練.
教學工具:多媒體.
教學過程
一、情景導入
復數的代數形式有乘除運算,那么復數的三角形式是否可以乘、除運算?如果可以,又以什么規律進行運算?
要求:讓學生自由發言,教師不做判斷。而是引導學生進一步觀察.研探.
二、預習課本,引入新課
閱讀課本86-89頁,思考并完成以下問題
1、復數的三角形式乘、除運算如何進行?
2、復數的三角形式乘、除運算的三角表示的幾何意義是?
要求:學生獨立完成,以小組為單位,組內可商量,最終選出代表回答問題。
三、新知探究
1、復數三角形式的乘法及其幾何意義
設的三角形式分別是:
簡記為 :模數相乘,幅角相加
幾何意義:把復數對應的向量繞原點逆時針旋轉的一個輻角,長度乘以的模,所得向量對應的復數就是.
2、復數三角形式的除法及其幾何意義
設的三角形式分別是:
簡記為 :模數相除,幅角相減
幾何意義:把復數對應的向量繞原點順時針旋轉的一個輻角,長度除以的模,所得向量對應的復數就是.
四、典例分析、舉一反三
題型一 復數的三角形式乘法運算
例1已知,,求,請把結果化為代數形式,并作出幾何解釋.
【答案】;詳見解析
【解析】
首先作與對應的向量,,然后把向量繞點O按逆時針方向旋轉,再將其長度伸長為原來的2倍,這樣得到一個長度為3,輻角為的向量(如圖).即為積所對應的向量.
解題技巧(復數的三角形式乘法運算的注意事項)
兩個復數相乘,積還是一個復數,它的模等于各復數的模的積,它的幅角等于各復數的幅角的和。簡單的說,兩個復數三角形式相乘的法則為:模數相乘,幅角相加.
跟蹤訓練一
1.計算下列各式:
(1);
(2);
【答案】(1);(2)
【解析】(1).
(2)
題型二 復數的三角形式除法運算
例2計算.
【答案】
【解析】原式.
解題技巧: (復數的三角形式除法運算的注意事項)
兩個復數相除,商還是一個復數,它的模等于被除數的模除以除數的模,它的幅角等于被除數的輻角減去除數的輻角。簡單的說切記兩個復數三角形式除法運算法則:模數相除,幅角相減.
跟蹤訓練二
1.計算下列各式:
(1);
(2).
【答案】(1);(2)
【解析】(1)
(2)
題型三 復數的三角形式乘、除運算的幾何意義
例3如圖,向量對應的復數為,把繞點O按逆時針方向旋轉120°,得到.求向量對應的復數(用代數形式表示).
【答案】
【解析】 向量對應的復數為
解題技巧(復數的三角形式乘、除運算的幾何意義的注意事項)
復數乘法幾何意義是解題關鍵.把復數對應的向量繞原點逆時針旋轉的一個輻角,長度乘以的模,所得向量對應的復數就是.
復數除法幾何意義是解題關鍵.把復數對應的向量繞原點順時針旋轉的一個輻角,長度除以的模,所得向量對應的復數就是.
跟蹤訓練三
1.設對應的向量為,將繞點O按逆時針方向和順時針方向分別旋轉45°和60°,求所得向量對應的復數(用代數形式表示).
【答案】逆時針方向旋轉45°所得向量對應的復數為:;按順時針方向旋轉60°所得向量對應的復數為
【解析】將繞點O按逆時針方向旋轉45°所得向量對應的復數為:
將繞點O按順時針方向旋轉60°所得向量對應的復數為
五、課堂小結
讓學生總結本節課所學主要知識及解題技巧
六、板書設計
七、作業
課本89頁練習,89頁習題7.3的剩余題.
教學反思
本節課主要復數的三角形式乘、除運算的三角表示及其幾何意義三種題型對本節課知識進行講解,由于本節課知識規律性比較強,所以學生掌握起來比較快捷.但是再理解其幾何意義時,旋轉方向是學生易忽略的地方,需多強調.
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