2017 AMC 12B 第 12 题

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12.

z12=64z^{12} = 64 的所有根中,实部为正的根之和是多少?

What is the sum of the roots of z12=64z^{12} = 64 that have a positive real part?

22

44

2+232 + 2\sqrt{3}

22+62\sqrt{2} + \sqrt{6}

(1+3)+(1+3)i(1 + \sqrt{3}) + (1 + \sqrt{3})i

答案:D
知识点:单位根复数对称性
难度评级:1630
小提示:

十二个根位于半径为 2\sqrt{2} 的圆上,相邻根相隔 3030^\circ

The twelve roots lie on a circle of radius 2,\sqrt{2}, spaced 3030^\circ apart

大提示:

实部为正的根对应角度 0,±30,±600, \pm 30^\circ, \pm 60^\circ;虚部会成对抵消

The roots with positive real part are at angles 0,±30,±60;0, \pm 30^\circ, \pm 60^\circ; imaginary parts cancel in pairs

解答:

z12=64z^{12} = 64 的根位于半径 64112=264^{\frac{1}{12}} = \sqrt{2} 的圆上,角度为 3030^\circ 的整数倍。实部为正的根对应角度 0,±30,±600, \pm 30^\circ, \pm 60^\circ。它们的虚部相互抵消,所以和为 2+22cos30+22cos60=2(1+3+1)=22+6 \begin{aligned} &\sqrt{2} + 2\sqrt{2}\cos 30^\circ \\ &\quad {}+ 2\sqrt{2}\cos 60^\circ \\ &\quad {}= \sqrt{2}\bigl(1 + \sqrt{3} + 1\bigr) \\ &\quad {}= 2\sqrt{2} + \sqrt{6} \end{aligned}\text{。}

所以正确答案是 D

The roots of z12=64z^{12} = 64 lie on the circle of radius 64112=2,64^{\frac{1}{12}} = \sqrt{2}, at angles that are multiples of 30.30^\circ. Those with positive real part are at angles 0,±30,±60.0, \pm 30^\circ, \pm 60^\circ. Their imaginary parts cancel, so the sum is 2+22cos30+22cos60=2(1+3+1)=22+6. \begin{aligned} &\sqrt{2} + 2\sqrt{2}\cos 30^\circ \\ &\quad {}+ 2\sqrt{2}\cos 60^\circ \\ &\quad {}= \sqrt{2}\bigl(1 + \sqrt{3} + 1\bigr) \\ &\quad {}= 2\sqrt{2} + \sqrt{6}. \end{aligned}

Thus, the correct answer is D.

第 11 题#11
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