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108_07A_q11
108 指考數學甲 第 11 題
📅 108 年
📝 指考數學甲
第 11 題
題型:選填
課綱:99課綱
設 $z$ 為複數。在複數平面上,一個正六邊形依順時針方向的連續三個頂點為 $z$、$0$、$z + 5 - 2\sqrt{3}i$(其中 $i = \sqrt{-1}$),則 $z$ 的實部為 $\text{____}$。(化成最簡分數)
複數旋轉
正六邊形
複數與應用
複數平面與應用
答案
$-\dfrac{3}{2}$
詳解
設正六邊形的連續三個頂點為 $V_1 = z$,$V_2 = 0$,$V_3 = z + 5 - 2\sqrt{3}i$。由於頂點依順時針方向排列,向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{V_2V_3}$ 是由向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{V_2V_1}$ 經原點順時針旋轉 $120^\circ$ 而得。 在複數平面上,這代表: $$V_3 - V_2 = (V_1 - V_2) \cdot (\cos(-120^\circ) + i\sin(-120^\circ))$$ $$z + 5 - 2\sqrt{3}i = z \cdot \left(-\dfrac{1}{2} - \dfrac{\sqrt{3}}{2}i\right)$$ 將含 $z$ 的項移至左側: $$z + \dfrac{1}{2}z + \dfrac{\sqrt{3}}{2}iz = -5 + 2\sqrt{3}i$$ $$z \left(\dfrac{3}{2} + \dfrac{\sqrt{3}}{2}i\right) = -5 + 2\sqrt{3}i$$ $$z = \dfrac{-10 + 4\sqrt{3}i}{3 + \sqrt{3}i}$$ 分子分母同乘以 $3 - \sqrt{3}i$: $$z = \dfrac{(-10 + 4\sqrt{3}i)(3 - \sqrt{3}i)}{3^2 + (\sqrt{3})^2} = \dfrac{-30 + 10\sqrt{3}i + 12\sqrt{3}i + 12}{9 + 3} = \dfrac{-18 + 22\sqrt{3}i}{12}$$ $$z = -\dfrac{18}{12} + \dfrac{22\sqrt{3}}{12}i = -\dfrac{3}{2} + \dfrac{11\sqrt{3}}{6}i$$ 因此 $z$ 的實部為 $-\dfrac{3}{2}$。
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。