题目
设 z=sqrt(3)+i,则 Lnz 是()A. ln 2+i((pi)/(9)+2kpi)B. ln 2+i((pi)/(7)+2kpi)C. ln 2+i((pi)/(6)+2kpi)D. ln 2+i((pi)/(3)+2kpi)
设 $z=\sqrt{3}+i$,则 $Lnz$ 是()
A. $\ln 2+i(\frac{\pi}{9}+2k\pi)$
B. $\ln 2+i(\frac{\pi}{7}+2k\pi)$
C. $\ln 2+i(\frac{\pi}{6}+2k\pi)$
D. $\ln 2+i(\frac{\pi}{3}+2k\pi)$
题目解答
答案
C. $\ln 2+i(\frac{\pi}{6}+2k\pi)$
解析
本题考查复数的对数运算,解题思路是先将复数化为三角形式,再根据复数对数的定义进行计算。
步骤一:将复数$z = \sqrt{3} + i$化为三角形式
对于复数$z = a + bi$($a,b\in R$),其模$\vert z\vert=\sqrt{a^2 + b^2}$,辐角$\theta$满足$\tan\theta=\frac{b}{a}$。
- 计算$z = \sqrt{3} + i$的模$\vert z\vert$:
$\vert z\vert=\sqrt{(\sqrt{3})^2 + 1^2}=\sqrt{3 + 1}=\sqrt{4}=2$ - 计算$z = \sqrt{3} + i$的辐角$\theta$:
$\tan\theta=\frac{1}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,因为$z = \sqrt{3} + i$对应的点$(\sqrt{3},1)$在第一象限,所以$\theta = \frac{\pi}{6}+2k\pi$,$k\in Z$。
则$z = \sqrt{3} + i$的三角形式为$z = 2(\cos(\frac{\pi}{6}+2k\pi)+i\sin(\frac{\pi}{6}+2k\pi))$,$k\in Z$。
步骤二:根据复数对数的定义计算$\ln z$
对于复数$z = r(\cos\theta + i\sin\theta)$($r\gt0$),其对数$\ln z = \ln r + i(\theta + 2k\pi)$,$k\in Z$。
已知$z = 2(\cos(\frac{\pi}{6}+2k\pi)+i\sin(\frac{\pi}{6}+2k\pi))$,$r = 2$,$\theta = \frac{\pi}{6}+2k\pi$,代入可得:
$\ln z = \ln 2 + i(\frac{\pi}{6}+2k\pi)$,$k\in Z$