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- 2021-06-16 发布
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课时提升作业 十
复数代数形式的加、减运算及其几何意义
一、选择题(每小题 5 分,共 25 分)
1.(2016·太原高二检测)已知 A,B,C 是复平面内的三个不同点,点 A,B 对应的复数分别是
-2+3i,-i,若 = ,则点 C 表示的复数是 ( )
A.-2+2i B.-2+4i
C.-1+i D.-1+2i
【解析】选 C.设 C 表示的复数为 x+yi,点 A,B 对应的复数分别是-2+3i,-i,
=(x+2,y-3), =(-x,-1-y).
因为 = ,
所以 x+2=-x,y-3=-1-y,
解得 x=-1,y=1.
点 C 表示的复数是-1+i.
2.(2016·昆明高二检测)实数 x,y 满足 z1=y+xi,z2=yi-x,且 z1-z2=2,则 xy 的值是 ( )
A.1 B.2
C.-2 D.-1
【解析】选 A.z1-z2=x+y+(x-y)i=2,
⇒ ⇒xy=1.
3.(2016·西宁高二检测)在平行四边形 ABCD 中,对角线 AC 与 BD 相交于点 O,若向量 ,
对应的复数分别是 3+i,-1+3i,则 对应的复数是 ( )
A.2+4i B.-2+4i
C.-4+2i D.4-2i
【解析】选 D.依题意有 = = - ,
而(3+i)-(-1+3i)=4-2i,
即 对应的复数为 4-2i.
【补偿训练】(2016·武汉高二检测)在复平面上的平行四边形 ABCD 中, 对应的复数是
6+8i, 对应的复数是-4+6i,则 对应的复数是 ( )
A.2+14i B.1+7i
C.2-14i D.-1-7i
【解析】选 D.由平行四边形法则可得
解得 =(1,7),
所以 =(-1,-7),所以 对应的复数是-1-7i.
4.设 f(z)=|z|,z1=3+4i,z2=-2-i,则 f(z1-z2)= ( )
A. B.5
C. D.5
【解析】选 D.因为 z1-z2=5+5i,
所以 f(z1-z2)=f(5+5i)=|5+5i|=5 .
【补偿训练】复数 z1=a+4i,z2=-3+bi,若它们的和为实数,差为纯虚数,则实数 a,b 的值为
( )
A.a=-3,b=-4 B.a=-3,b=4
C.a=3,b=-4 D.a=3,b=4
【解析】选 A.由题意可知 z1+z2=(a-3)+(b+4)i 是实数,z1-z2=(a+3)+(4-b)i 是纯虚数,故
解得 a=-3,b=-4.
5.设复数 z 满足关系式 z+|z|=2+i,那么 z= ( )
A.- +i B. -i
C.- -i D. +i
【解析】选 D.设 z=x+yi(x,y∈R),
则 x+yi+ =2+i,
因此有 解得
故 z= +i.
二、填空题(每小题 5 分,共 15 分)
6.已知|z|=4,且 z+2i 是实数,则复数 z=________.
【解析】因为 z+2i 是实数,可设 z=a-2i(a∈R),
由|z|=4 得 a2+4=16,
所以 a2=12,所以 a=±2 ,
所以 z=±2 -2i.
答案:±2 -2i
7.(2016·成都高二检测)已知|z|=3,且 z+3i 是纯虚数,则 z=________.
【解析】设 z=a+bi(a,b∈R),
因为|z|=3,所以 a2+b2=9.
又 z+3i=a+bi+3i=a+(b+3)i 为纯虚数,
所以 即
又 a2+b2=9,所以 a=0,b=3,所以 z=3i.
答案:3i
8.复数 z1,z2 分别对应复平面内的点 M1,M2,且|z1+z2|=|z1-z2|,线段 M1M2 的中点 M 对应的复数为
4+3i,则|z1|2+|z2|2=________.
【解题指南】利用复数加减法的几何意义解题.
【解析】根据复数加减法的几何意义,由|z1+z2|=|z1-z2|知,以 , 为邻边的平行四
边形是矩形(对角线相等),即∠M1OM2 为直角,M 是斜边 M1M2 的中点,
| |= =5,| |=10.
|z1|2+|z2|2=| |2+| |2=| |2=100.
答案:100
三、解答题(每小题 10 分,共 20 分)
9.计算:
(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i).
(2)5i-.
【解析】(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i)
=(1+3-5)+(2-4-6)i=-1-8i.
(2)5i-=5i-(4+i)=-4+4i.
10.已知 z1=(3x+y)+(y-4x)i,z2=(4y-2x)-(5x+3y)i(x,y∈R),设 z=z1-z2=13-2i,求 z1,z2.
【解析】z=z1-z2
=(3x+y)+(y-4x)i-
=+i
=(5x-3y)+(x+4y)i,
又因为 z=13-2i,且 x,y∈R,
所以 解得
所以 z1=(3×2-1)+(-1-4×2)i=5-9i,
z2=4×(-1)-2×2-i=-8-7i.
一、选择题(每小题 5 分,共 10 分)
1.(2016·福州高二检测)已知复数 z1=(a2-2)-3ai,z2=a+(a2+2)i,若 z1+z2 是纯虚数,那么实数
a 的值为 ( )
A.1 B.2
C.-2 D.-2 或 1
【解析】选 C.由 z1+z2=a2-2+a+(a2-3a+2)i 是纯虚数,得 ⇒a=-2.
【误区警示】解答本题时,易将虚数与纯虚数的概念相混淆而导致错误.
2.设复数 z 满足|z-3-4i|=1,则|z|的最大值是 ( )
A.3 B.4
C.5 D.6
【解析】选 D.因为|z-3-4i|=1,所以复数 z 所对应点在以 C(3,4)为圆心,半径为 1 的圆上,
由几何性质得|z|的最大值是 +1=6.
【一题多解】选 D.设 z=x+yi(x,y∈R),
所以 z-3-4i=(x+yi)-(3+4i)=(x-3)+(y-4)i,又|z-3-4i|=1,
所以(x-3)2+(y-4)2=1,
设 x=3+cosθ,y=4+sinθ,
则|z|= = =
= (其中 sinφ= ,cosφ= ),
所以|z|的最大值是 6.
二、填空题(每小题 5 分,共 10 分)
3.(2016 · 大 连 高 二 检 测 ) 在 平 行 四 边 形 OABC 中 , 各 顶 点 对 应 的 复 数 分 别 为
zO=0,zA=2+ i,zB=-2a+3i,zC=-b+ai,则实数 a-b 为________.
【解析】因为 + = ,所以 2+ i+(-b+ai)=-2a+3i,所以 得
a-b=-4.
答案:-4
4.已知 z1,z2∈C,|z1+z2|=2 ,|z1|=2,|z2|=2,则|z1-z2|为________.
【解析】由复数加法、减法的几何意义知,以复平面上对应 z1,z2 的向量为邻边的平行四边形
为正方形,
所以|z1-z2|=2 .
答案:2
【补偿训练】若|z1|=|z2|=1,且|z1+z2|= ,求|z1-z2|.
【解析】|z1+z2|和|z1-z2|是以 和 为两邻边的平行四边形的两条对角线的长.
如 图 所 示 , 由 |z1|=|z2|=1,|z1+z2|= , 知 四 边 形 为 正 方 形 , 所 以 另 一 条 对 角 线 的 长
|z1-z2|= .
【拓展延伸】复数运算几何意义的应用
(1)已知复数 z1,z2,z1+z2 在复平面内分别对应点 A,B,C,O 为原点且|z1+z2|=|z1-z2|,把关系式
|z1+z2|=|z1-z2|给予几何解释为:平行四边形两对角线长相等,故四边形 OACB 为矩形.
(2)因为|z1|,|z2|,|z1-z2|(或|z1+z2|)构成了三角形的三边(Z1,Z2,O 三点不共线),所以可用
解三角形来处理边与角的问题.
三、解答题(每小题 10 分,共 20 分)
5.已知复平面内平行四边形 ABCD,A 点对应的复数为 2+i,向量 对应的复数为 1+2i,向量
对应的复数为 3-i,求:
(1)点 C,D 对应的复数.
(2)平行四边形 ABCD 的面积.
【解析】(1)因为向量 对应的复数为 1+2i,向量 对应的复数为 3-i,
所以向量 对应的复数为(3-i)-(1+2i)=2-3i.
又 = + ,
所以点 C 对应的复数为(2+i)+(2-3i)=4-2i.
因为 = ,
所以向量 对应的复数为 3-i,即 =(3,-1).
设 D(x,y),则 =(x-2,y-1)=(3,-1),
所以 解得
所以点 D 对应的复数为 5.
(2)因为 · =| || |cosB,
所以 cosB= = = .
所以 sinB= .
所以 S=| || |sinB= × × =7,
所以平行四边形 ABCD 的面积为 7.
6.(2016·杭州高二检测)已知|z|=2,求|z+1+ i|的最大值和最小值.
【解题指南】先思考|z|=2 与|z+1+ i|的几何意义,再利用几何图形求|z+1+ i|的最大
值和最小值.
【解析】设 z=x+yi(x,y∈R),则由|z|=2 知 x2+y2=4,
故 z 对应的点在以原点为圆心,2 为半径的圆上,
又|z+1+ i|表示点(x,y)到点(-1,- )的距离.
又因为点(-1,- )在圆 x2+y2=4 上,
所以圆上的点到点(-1,- )的距离的最小值为 0,最大值为圆的直径 4,
即|z+1+ i|的最大值和最小值分别为 4 和 0.
【拓展延伸】数形结合求解复数问题
因为复数拥有实部与虚部“两条腿”,进而与复平面上的点建立了一一对应,又与以原点为起
点的向量建立一一对应.所以思考复数问题时关键是从数与形两个角度思考.
【补偿训练】已知|z1|=|z2|=1,z1+z2= + i,求复数 z1,z2.
【解析】因为|z1|=|z2|=1,|z1+z2|= =1,
所以 z1+z2 对应向量 ,其中∠COx=60°,如图 1 所示.
设 对应复数 z1, 对应复数 z2,则四边形 AOBC 是菱形,且△AOC 和△BOC 都是等边三角
形,于是 z1=1,z2= + i 或 z1= + i,z2=1.如图 2 和图 3 所示.
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