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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9709 2025 June Paper 31 Q6

A Level / CIE / P3

CIE 9709 2025 June Paper 31 Paper · Question 6

题目

Problem

It is given that z1=3e14πiz_1=3\mathrm{e}^{\frac14\pi\mathrm{i}}, z2=32e16πiz_2=\frac32\mathrm{e}^{\frac16\pi\mathrm{i}} and ω=2e12πi\omega=2\mathrm{e}^{\frac12\pi\mathrm{i}}.

(a) State the values of ωz1\omega z_1 and ωz2\omega z_2. Give your answers in the form reiθr\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta}, where r>0r>0 and −π<θ≤π-\pi<\theta\le\pi.

(2)

(b) On a sketch of an Argand diagram with origin OO, show the points AA, BB, CC and DD representing the complex numbers z1z_1, z2z_2, ωz1\omega z_1 and ωz2\omega z_2 respectively.

(2)

(c) State the geometric effects of multiplying z1z_1 and z2z_2 by ω\omega.

(2)
题目中文翻译

已知 z1=3e14πiz_1=3\mathrm{e}^{\frac14\pi\mathrm{i}}、z2=32e16πiz_2=\frac32\mathrm{e}^{\frac16\pi\mathrm{i}} 且 ω=2e12πi\omega=2\mathrm{e}^{\frac12\pi\mathrm{i}}。

(a) 写出 ωz1\omega z_1 和 ωz2\omega z_2 的值。答案写成 reiθr\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta} 的形式,其中 r>0r>0 且 −π<θ≤π-\pi<\theta\le\pi。

(2)

(b) 在以 OO 为原点的 Argand 图的草图上,标出分别表示复数 z1z_1、z2z_2、ωz1\omega z_1 和 ωz2\omega z_2 的点 AA、BB、CC 和 DD。

(2)

(c) 写出将 z1z_1 和 z2z_2 乘以 ω\omega 所产生的几何效果。

(2)
原卷通用作答要求

Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.

You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.

Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.

请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。

解答

(a)

解法一

思路

展开

指数形式相乘时模长相乘、辐角相加,最后确认辐角已在指定主值范围内。

答题过程

展开

Multiplying moduli and adding arguments,

ωz1= 6e 3πi/4,ωz2= 3e 2πi/3.\begin{align*} \omega z_1=&\,6e^{\,3\pi\mathrm{i}/4},\\[4mm] \omega z_2=&\,3e^{\,2\pi\mathrm{i}/3}. \end{align*}

Both arguments are in (−π,π](-\pi,\pi].

(b)

解法一

思路

展开

用每个点的模长与辐角定位。也可用直角坐标检查象限与距离。

答题过程

展开

Plot and label the four points using

PointModulusArgumentCartesian coordinates
AA33π/4\pi/4(32/2, 32/2)(3\sqrt2/2,\ 3\sqrt2/2)
BB3/23/2π/6\pi/6(33/4, 3/4)(3\sqrt3/4,\ 3/4)
CC663π/43\pi/4(−32, 32)(-3\sqrt2,\ 3\sqrt2)
DD332π/32\pi/3(−3/2, 33/2)(-3/2,\ 3\sqrt3/2)

Thus A,BA,B lie in the first quadrant and C,DC,D in the second. Mark the relative distances and angles clearly.

(c)

解法一

思路

展开

乘数的模长决定伸缩比例,辐角决定旋转角度与方向。

答题过程

展开

Multiplication by ω=2eπi/2\omega=2e^{\pi\mathrm{i}/2} produces

  • an enlargement with centre OO and scale factor 22;
  • an anticlockwise rotation through π/2\pi/2 about OO.