093_02M_q03
93 學測數學 第 3 題
📅 93 年 📝 學測數學 第 3 題 題型:單選 課綱:99課綱
右圖陰影部分所示為複數平面上區域 $A = \{z: z = r(\cos\theta + i\sin\theta), 0 \le r \le 1, \dfrac{3\pi}{4} \le \theta \le \dfrac{5\pi}{4}\}$ 之略圖。令 $D = \{w: w = z^3, z \in A\}$,試問下列選項中之略圖,何者之陰影部分與區域 $D$ 最接近?
題目區域A之略圖
題目區域A之略圖
選項(1)至(5)之略圖
選項(1)至(5)之略圖
  1. 見附圖
  2. 見附圖
  3. 見附圖
  4. 見附圖
  5. 見附圖
複數乘法棣莫弗定理複數平面區域複數與應用複數平面與應用
答案

$(5)$

詳解
若 $z = r(\cos\theta + i\sin\theta)$,由棣莫弗定理知: $$w = z^3 = r^3(\cos 3\theta + i\sin 3\theta)$$ 由 $0 \le r \le 1$ 知 $0 \le r^3 \le 1$。 由 $\dfrac{3\pi}{4} \le \theta \le \dfrac{5\pi}{4}$ 知 $\dfrac{9\pi}{4} \le 3\theta \le \dfrac{15\pi}{4}$。 將角度化為 $[0, 2\pi)$ 範圍,等價於 $\dfrac{\pi}{4} \le 3\theta \le \dfrac{7\pi}{4}$($\bmod\ 2\pi$)。 此角度範圍涵蓋了單位圓的大部分,僅缺少 $\dfrac{7\pi}{4}$ 到 $\dfrac{\pi}{4}$(即 $-\dfrac{\pi}{4}$ 到 $\dfrac{\pi}{4}$)附近的扇形區域,與選項 $(5)$ 最接近。 故選 $(5)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。