2022 AMC 12B 第 11 题

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11.

f(n)=(1+i32)n+(1i32)n \begin{aligned} f(n) &= \left(\dfrac{-1 + i\sqrt3}{2}\right)^n \\ &\quad {}+ \left(\dfrac{-1 - i\sqrt3}{2}\right)^n\text{,} \end{aligned} 其中 i=1i = \sqrt{-1}f(2022)f(2022) 是多少?

Let f(n)=(1+i32)n+(1i32)n, \begin{aligned} f(n) &= \left(\dfrac{-1 + i\sqrt3}{2}\right)^n \\ &\quad {}+ \left(\dfrac{-1 - i\sqrt3}{2}\right)^n, \end{aligned} where i=1.i = \sqrt{-1}. What is f(2022)?f(2022)?

2-2

1-1

00

3\sqrt3

22

答案:E
知识点:单位根复数
难度评级:1570
小提示:

这两个底数是本原三次单位根 ω\omegaω2\omega^2

The two bases are the primitive cube roots of unity, ω\omega and ω2\omega^2

大提示:

f(n)=ωn+ωnf(n) = \omega^n + \omega^{-n},把指数 2022202233 取模。

Then f(n)=ωn+ωn;f(n) = \omega^n + \omega^{-n}; reduce the exponent 20222022 modulo 33

解答:

两个底数是本原三次单位根 ω=e2πi3\omega = e^{\frac{2\pi i}{3}} 及其共轭 ω2=e2πi3\omega^2 = e^{-\frac{2\pi i}{3}}。因此 f(n)=ωn+ωn=2cos2πn3f(n) = \omega^n + \omega^{-n} = 2\cos\dfrac{2\pi n}{3}

由于 2022202233 的倍数,ω2022=1\omega^{2022} = 1,所以 f(2022)=1+1=2f(2022) = 1 + 1 = 2

所以正确答案是 E

The two bases are the primitive cube roots of unity, ω=e2πi3\omega = e^{\frac{2\pi i}{3}} and its conjugate ω2=e2πi3.\omega^2 = e^{-\frac{2\pi i}{3}}. So f(n)=ωn+ωn=2cos2πn3.f(n) = \omega^n + \omega^{-n} = 2\cos\dfrac{2\pi n}{3}.

Since 20222022 is a multiple of 3,3, ω2022=1,\omega^{2022} = 1, so f(2022)=1+1=2.f(2022) = 1 + 1 = 2.

Thus, the correct answer is E.

第 10 题#10
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