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- 2021-06-16 发布
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7
.
2
.
1
复数的加、减运算及其几何意义
课标阐释
思维脉络
1
.
掌握复数的加法、减法运算法则
.
(
数学抽象
)
2
.
理解复数加法、减法运算的几何意义
.
(
直观想象
)
3
.
能够利用复数的加法、减法运算法则及几何意义解决问题
.
(
逻辑推理、数学运算
)
激趣诱思
知识点拨
任何两个实数都可以相加
,
而且实数中的加法运算还满足交换律与结合律
,
即
a
,
b
,
c
∈
R
时
,
必定有
a+b=b+a
,(
a+b
)
+c=a+
(
b+c
)
.
那么
,
复数中的加法应该如何规定
,
才能使得类似的交换律与结合律都成立呢
?
激趣诱思
知识点拨
知识点一、复数的加、减运算
1
.
复数加法、减法的运算法则
设
z
1
=a+b
i,
z
2
=c+d
i(
a
,
b
,
c
,
d
∈
R
)
是任意两个复数
,
则有
:
z
1
+z
2
=
(
a+b
i)
+
(
c+d
i)
=
(
a+c
)
+
(
b+d
)i
;
z
1
-z
2
=
(
a+b
i)
-
(
c+d
i)
=
(
a-c
)
+
(
b-d
)i
.
2
.
复数加法的运算律
设
z
1
,
z
2
,
z
3
∈
C
,
则有
:
交换律
:
z
1
+z
2
=
z
2
+z
1
;
结合律
:(
z
1
+z
2
)
+z
3
=
z
1
+
(
z
2
+z
3
)
.
激趣诱思
知识点拨
微练习
(1)
若
z
1
=-
2
+
4i,
z
2
=
3
-
2i,
则
z
1
+z
2
=
.
(2)(5
-
5i)
-
3i
=
.
解析
:
(1)
z
1
+z
2
=
(
-
2
+
4i)
+
(3
-
2i)
=
1
+
2i
.
(2)(5
-
5i)
-
3i
=
5
-
8i
.
答案
:
(1)1
+
2i
(2)5
-
8i
激趣诱思
知识点拨
知识点二、复数加法的几何
意义
激趣诱思
知识点拨
微
练习
解析
:
(5
-
4i)
+
(
-
5
+
4i)
=
(5
-
5)
+
(
-
4
+
4)i
=
0
.
答案
:
0
激趣诱思
知识点拨
知识点三、复数减法的几何
意义
激趣诱思
知识点拨
微
练习
答案
:
-
1
-
7i
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
复数的加、减
运算
(2)
已知复数
z
满足
z+
1
-
3i
=
5
-
2i,
求
z.
分析
(1)
可根据复数的加、减法法则计算
.
(2)
可设
z=x+y
i(
x
,
y
∈
R
),
根据复数相等计算
,
也可把等式看作
z
的方程
,
通过移项求解
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
(2)
解
:
(
方法一
)
设
z=x+y
i(
x
,
y
∈
R
),
因为
z+
1
-
3i
=
5
-
2i,
所以
x+y
i
+
(1
-
3i)
=
5
-
2i,
即
x+
1
=
5
且
y-
3
=-
2,
解得
x=
4,
y=
1,
所以
z=
4
+
i
.
(
方法二
)
因为
z+
1
-
3i
=
5
-
2i,
所以
z=
(5
-
2i)
-
(1
-
3i)
=
4
+
i
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
反思感悟
复数加减运算的方法技巧
(1)
可把复数运算类比实数运算
,
若有括号
,
先计算括号里面的
;
若没有括号
,
可以从左到右依次进行
.
(2)
当利用交换律、结合律抵消掉某些项的实部或虚部时
,
可以利用运算律简化运算
,
注意正负号法则与实数相同
,
不能弄错
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
变式训练
1
(1)
计算
(
-
4
-
6i)
-
(3
+
2i)
+
(5
+
4i)
=
.
(2)
若
(1
-
3i)
+z=
6
+
2i,
则复数
z=
.
解析
:
(1)(
-
4
-
6i)
-
(3
+
2i)
+
(5
+
4i)
=
(
-
4
-
3
+
5)
+
(
-
6
-
2
+
4)i
=-
2
-
4i
.
(2)
由已知得
z=
(6
+
2i)
-
(1
-
3i)
=
5
+
5i
.
答案
:
(1)
-
2
-
4i
(2)5
+
5i
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
复数加、减运算的几何
意义
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
反思感悟
用复数加、减运算的几何意义解题的策略
向量加法、减法运算的平行四边形法则和三角形法则是复数加法、减法几何意义的依据
.
利用向量加法
“
首尾相接
”
和向量减法
“
指向被减向量
”
的特点
,
在三角形内可求得第三个向量及其对应的复数
.
注意
向量
对应
的复数是
z
B
-z
A
(
终点对应的复数减去起点对应的复数
)
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
变式训练
2
如图所示
,
平行四边形
OABC
的顶点
O
,
A
,
C
分别对应复数
0,3
+
2i,
-
2
+
4i
.
求
:
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
复数模的最值问题
例
3
(1)
如果复数
z
满足
|z+
i
|+|z-
i
|=
2,
那么
|z+
i
+
1
|
的最小值是
(
)
(1)
解析
:
设复数
-
i,i,
-
1
-
i
在复平面内对应的点分别为
Z
1
,
Z
2
,
Z
3
,
因为
|z+
i
|+|z-
i
|=
2,
|Z
1
Z
2
|=
2,
所以点
Z
的集合为线段
Z
1
Z
2
.
问题转化为
:
动点
Z
在线段
Z
1
Z
2
上移动
,
求
|ZZ
3
|
的最小值
.
因为
|Z
1
Z
3
|=
1,
所以
|z+
i
+
1
|
min
=
1
.
故选
A
.
答案
:
A
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
反思感悟
复数模的问题的求解策略
|z
1
-z
2
|
表示复平面内
z
1
,
z
2
对应的两点间的距离
.
利用此性质
,
可把复数模的问题转化为复平面内两点间的距离问题
,
从而进行数形结合
,
把复数问题转化为几何图形问题求解
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
延伸探究
(1)
若本例
(2)
条件改为
“
设复数
z
满足
|z-
3
-
4i
|=
1”,
求
|z|
的最大值
.
(2)
若本例
(2)
条件改为已知
|z|=
1
且
z
∈
C
,
求
|z-
2
-
2i
|
(i
为虚数单位
)
的最小值
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
数形结合思想在复数中的应用
典例
复平面内点
A
,
B
,
C
对应的复数分别为
i,1,4
+
2i,
由
A
→
B
→
C
→
D
按逆时针顺序作
▱
ABCD
,
求
.
分析
首先由
A
,
C
两点坐标求解出
AC
的中点坐标
,
然后再由点
B
的坐标求解出点
D
的坐标
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
方法点睛
(1)
解决此类问题的关键是由题意正确地画出图形
,
然后根据三角形法则或平行四边形法则借助复数相等即可求解
.
(2)
复数的几何意义包括三个方面
:
复数的表示
(
点和向量
)
、复数的模的几何意义及复数加、减运算的几何意义
.
复数的几何意义充分体现了数形结合这一重要的数学思想方法
,
即通过几何图形来研究代数问题
.
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
1
.
若
(
-
3
a+b
i)
-
(2
b+a
i)
=
3
-
5i,
a
,
b
∈
R
,
则
a+b=
(
)
答案
:
B
2
.
若复数
z
满足
z+
(3
-
4i)
=
1,
则
z
的虚部是
(
)
A.
-
2 B.4 C.3 D.
-
4
解析
:
z=
1
-
(3
-
4i)
=-
2
+
4i,
所以
z
的虚部是
4
.
答案
:
B
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
答案
:
C
4
.
若复数
z
满足
|z-
i
|=
3,
则复数
z
对应的点
Z
的轨迹所围成的图形的面积为
.
解析
:
由条件知
|z-
i
|=
3,
所以点
Z
的轨迹是以点
(0,1)
为圆心
,
以
3
为半径的圆
,
故其面积为
S=
9
π
.
答案
:
9
π
探究一
探究二
探究三
素养形成
当堂检测
5
.
设
z
为复数
,
且
|z|=|z+
1
|=
1,
求
|z-
1
|
的值
.
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