方程 ${{z}^{6}}+{{z}^{3}}+1=0$ 有一个复数根,在复平面上这个根的辐角 $\theta $ 在 $90{}^\circ $ 和 $180{}^\circ $ 之间,求 $\theta $ 的度数.
【难度】
【出处】
1984年第2届美国数学邀请赛(AIME)
【标注】
  • 数学竞赛
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    复数
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    复数
  • 知识点
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    复数
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    复数与三角
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    单位根及其应用
【答案】
$160{}^\circ$
【解析】
设 $\omega ={{z}^{3}}$,题设方程化为 ${{\omega }^{2}}+\omega +1=0$.它的解是 $\frac{-1+\sqrt{3}\text{i}}{2}$ 和 $\frac{-1-\sqrt{3}\text{i}}{2}$,其辐角分别为 $120{}^\circ$ 和 $240{}^\circ $.由于 $z=\sqrt[3]{\omega}$,可以求出 $z$ 的六个辐角值分别是 $\frac{120{}^\circ }{3}$,$\frac{120{}^\circ+360{}^\circ }{3}$,$\frac{120{}^\circ +720{}^\circ }{3}$,$\frac{240{}^\circ}{3}$,$\frac{240{}^\circ +360{}^\circ }{3}$,$\frac{240{}^\circ+720{}^\circ }{3}$.
显然,只有第二个,即 $160{}^\circ$ 在 $90{}^\circ $ 和 $180{}^\circ $ 之间,为所求 $\theta $ 的度数.
答案 解析 备注
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