Companion to the IB-Style Practice SetIB 风格练习题的解析配套
Syllabus AHL 1.12 – 1.14 (HL-only super-topic)考纲 AHL 1.12 – 1.14(HL 专属超主题)AA HL
$z_1 = 3 + 4i$, $z_2 = 1 - 2i$ — find (a) $z_1 + 2z_2$, (b) $z_1 z_2$, (c) $z_1/z_2$ all in Cartesian form.$z_1 = 3 + 4i$、$z_2 = 1 - 2i$ —— 以笛卡尔形式求 (a) $z_1 + 2z_2$,(b) $z_1 z_2$,(c) $z_1/z_2$。
$z = \sqrt{3} - i$ — find (a) $|z|$, (b) $\arg z$, (c) polar + Euler forms.$z = \sqrt{3} - i$ —— 求 (a) $|z|$,(b) $\arg z$,(c) 极坐标与欧拉形式。
Evaluate $(1+i)^{8}$ via De Moivre.用棣莫弗定理求 $(1+i)^{8}$。
Prove $\cos(3\theta) = 4\cos^{3}\theta - 3\cos\theta$ using De Moivre.用棣莫弗定理证明 $\cos(3\theta) = 4\cos^{3}\theta - 3\cos\theta$。
Chebyshev polynomial)$T_{n}(\cos\theta) = \cos(n\theta)$);虚部给出 $\sin(n\theta)$ 等于 $\sin\theta$ 乘以一个关于 $\cos\theta$ 的多项式(与 $U_{n-1}$ 相关)。上面 $n = 3$ 的恒等式即 $T_{3}(x) = 4x^{3} - 3x$。$n = 5$ 的恒等式 $\cos(5\theta) = 16\cos^{5}\theta - 20\cos^{3}\theta + 5\cos\theta$ 是 Paper 1B 的进阶练习。$z^{5} = 32$ — (a) De Moivre statement; (b) polar form of RHS with periodicity; (c) all five roots; (d) Argand sketch; (e) sum of roots by symmetry.$z^{5} = 32$ —— (a) 棣莫弗定理;(b) 右边的极坐标周期化;(c) 五个根;(d) Argand 图;(e) 用对称性求和。
regular pentagon)。先标出正实轴上的根 $z_{0} = 2$;再逆时针每次旋转 $72°$ 依次得到 $z_{1}, z_{2}, z_{3}, z_{4}$。
$P(z) = z^{3} + az^{2} + bz + c$, $a,b,c \in \mathbb{R}$, with roots $1+2i$ and $3$ — (a) third root, (b) find $a,b,c$, (c) factor over $\mathbb{R}$.$P(z) = z^{3} + az^{2} + bz + c$,$a,b,c \in \mathbb{R}$,已知 $1+2i$ 与 $3$ 为根 —— (a) 第三根,(b) 求 $a,b,c$,(c) $\mathbb{R}$ 上因式分解。
real-coefficient polynomial)的非实数根必成共轭对(complex-conjugate pair)出现。既然 $1 + 2i$ 是根且系数为实数,$\overline{1 + 2i} = 1 - 2i$ 也必是根。加上已给的 $3$,且该三次多项式恰有 $3$ 根,第三根即 $\boxed{1 - 2i}$。
$|z - 2| = |z + 2i|$ — (a) geometric interpretation, (b) algebraic derivation that it's $y = -x$, (c) sketch, (d) closest point to origin.$|z - 2| = |z + 2i|$ —— (a) 几何意义,(b) 代数推导其为 $y = -x$,(c) 草图,(d) 距原点最近的点。
perpendicular bisector)上。
$\omega = e^{2\pi i/n}$, $n \ge 2$ — develop $\omega^n = 1$ and $\sum \omega^k = 0$, then derive $\sum \cos(2\pi k/n) = 0$, evaluate at $n=5$, and use pairing to find $\cos(2\pi/5) + \cos(4\pi/5)$.$\omega = e^{2\pi i/n}$,$n \ge 2$ —— 推出 $\omega^n = 1$ 与 $\sum \omega^k = 0$,再推 $\sum \cos(2\pi k/n) = 0$,在 $n=5$ 处求值,并用配对求 $\cos(2\pi/5) + \cos(4\pi/5)$。
golden ratio)$\varphi = (1 + \sqrt{5})/2$ 的代数素材。和 $-\tfrac{1}{2}$ 来自 Q8(e) 四项恒等式经配对压缩 —— 该思路可推广:任意关于 $x \mapsto 2\pi - x$ 封闭的辐角集的三角求和都可压缩到一半项。Paper 3 探究题常以 $-1/2$ 或 $(\sqrt{5} \pm 1)/4$ 为收尾结果;识别"单位根路径"是关键。