证明:取正多边形中心为坐标原点,射线为轴,建复数平面,如图所示:正多边形的各顶点所对应的复数是二项方程
的根,其中Ak所对应的复数为,这时方程(1)的左边可以分解因式,写成
根据题目条件,点对应的复数为
本题的证明中,用到了二项式因式分解的一些性质,处理这类问题,常常要用到这些方法,这是复数法解平面几何的一个典型例题。
综上所述:复数法证平面几何题的一般步骤为:
1、恰当地选择坐标系,使几何图形中需要用到的直边,尽可能成为由原点出发的向量;
2、根据题目的条件,把某些点或向量用复数假设出来;
3、由假设推出与结论有关的点或向量所表示的复数;
4、根据复数的基本公式,复数的运算法则极其运算的几何意义,或者其他已知的公式, 定理等推出求证的结论。
3.1.2复数法解平面几何轨迹问题,必须做到:
首先设平面上的动点表示复数,当复数按照给定的条件变化时,动点便描绘出一个几何图形或一条曲线,这个几何图形或曲线就是具有已知条件的点的轨迹。
在一般的情况下,表示动点或动点与定点的差的复数,它的模数如果是常数,这个动点的轨迹就是圆;如果它的幅角是常数,这个动点的轨迹则是直线。
例2:如图7,设是与线段平行且相距为1的直线,又一动点在直线上移动,并以为边在外作正三角形与正三角形求的中点的轨迹
解: 如图,以所在的直线为轴,线段的中点为坐标原点建立坐标系。不妨设直线在轴的上方,则且的方程为并设动点的坐标是
易知
依题意,由于向量绕点逆时针旋转 得到向量
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