设 $w=\cos\dfrac{2\pi}5+{\mathrm i}\sin\dfrac{2\pi}5$,$P(x)=x^2+x+2$,则 $P(w)P(w^2)P(w^3)P(w^4)=$  \((\qquad)\)
A: $9$
B: $10$
C: $11$
D: $12$
【难度】
【出处】
2017年清华大学自主招生暨领军计划试题
【标注】
  • 知识点
    >
    复数
    >
    复数与三角
    >
    单位根及其应用
【答案】
C
【解析】
根据题意,$\omega$ 是方程 $x^5-1=0$ 的单位根,因此有\[\prod_{k=1}^{4}\left(x-\omega^k\right)=x^4+x^3+x^2+x+1.\]设\[x^2+x+2=(\alpha-x)(\overline\alpha-x),\]其中 $\alpha+\overline{\alpha}=-1,\alpha\overline{\alpha}=2$,则\[\begin{split}P(\omega)P(\omega^2)P(\omega^3)P(\omega^4)&=\prod_{k=1}^4\left(\alpha-\omega^k\right)\cdot \prod_{k=1}^4\left(\overline\alpha-\omega^k\right)\\ &=|\alpha^4+\alpha^3+\alpha^2+\alpha +1|^2\\ &=|-2\alpha^2-1|^2=|2\alpha+3|^2\\&=(2\alpha+3)(2\overline{\alpha}+3)\\
&=11.\end{split}\]
题目 答案 解析 备注
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