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- 2021-07-01 发布
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第16讲 数系的扩充与复数的引入
项目
内容
课题
数系的扩充与复数的引入(共 2 课时)
修改与创新
课标要 求
1.在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程理论)在数系扩充过程中的作用,感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系;
2.理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件;
3.了解复数的代数表示法及其几何意义;
4.行复数代数形式的四则运算,了解复数代数形式的加减运算的几何意义。
命题走 向
复数部分考查的重点是复数的有关概念、复数的代数形式、运算及运算的几何意义,一般是选择题、填空题,难度不大,预计今后的高考还会保持这个趋势。
教学准备
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教学过程
一.知识梳理:
形如a+bi(a,b的数,我们把它们叫做复数,全体复数所形成的集合叫做复数集,一般用字母C表示,其中a叫做复数的实部,b叫做复数的虚部。
复数的加法法则:(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;复数的加法法则:(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;复数的乘法法则:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;复数的除法法则:(a+bi)(c+di)=== =+.
二.典例分析
1.已知a∈R,i为虚数单位,若(1-2i)(a+i)为纯虚数,则a的值等于( )
A.-6 B.-2
C.2 D.6
解析:选B 由(1-2i)(a+i)=(a+2)+(1-2a)i是纯虚数,得由此解得a=-2.
2.若a,b∈R,i为虚数单位,且(a+i)i=b+i,则( )
A.a=1,b=1 B.a=-1,b=1
C.a=-1,b=-1 D.a=1,b=-1[ ]
解析:选D 由(a+i)i=b+i,得-1+ai=b+i,根据两复数相等的充要条件得a=1,b=-1.
3.i是虚数单位,复数=( )
A.1-i B.-1+i
C.1+i D.-1-i
解析:选C ====1+i.
4.若复数z满足=2i,则z对应的点位于第________象限.
解析:z=2i(1+i)=-2+2i,因此z对应的点为(-2,2),在第二象限内.
答案:二
5.若复数z满足z+i=,则|z|=________.
解析:因为z=-i=1-3i-i=1-4i,则|z|=.
答案:
1.复数的几何意义
除了复数与复平面内的点和向量的一一对应关系外,还要注意
(1)|z|=|z-0|=a(a>0)表示复数z对应的点到原点的距离为a;
(2)|z-z0|表示复数z对应的点与复数z0对应的点之间的距离.
2.复数中的解题策略
(1)证明复数是实数的策略:①z=a+bi∈R⇔b=0(a,b∈R);②z∈R⇔z=.
(2)证明复数是纯虚数的策略:①z=a+bi为纯虚数⇔a=0,b≠0(a,b∈R);
②b≠0时,z-=2bi为纯虚数;③z是纯虚数⇔z+=0且z≠0.
复数的有关概念
典题导入
[例1] (1)设a, b∈R,i是虚数单位,则“ab=0”是“复数a+为纯虚数”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
(2)如果复数(其中i为虚数单位,b为实数)的实部和虚部互为相反数,那么b等于( )
A.- B.
C. D.2
[自主解答] (1)若复数a+=a-bi为纯虚数,则a=0,b≠0,ab=0;而ab=0时a=0或b=0,a+不一定是纯虚数,故“ab=0”是“复数a+为纯虚数”的必要不充分条件.
(2)==,
依题意有2-2b=4+b,解得b=-.
[答案] (1)B (2)A
由题悟法
处理有关复数的基本概念问题,关键是找准复数的实部和虚部,从定义出发,把复数问题转化成实数问题来处理.由于复数z=a+bi(a,b∈R)由它的实部与虚部唯一确定,故复数z与点Z(a,b)相对应.
以题试法
1.已知=1-yi,其中x,y是实数,i是虚数单位,则x+yi的共轭复数为( )
A.1+2i B.1-2i
C.2+i D.2-i
解析:选D 依题意得x=(1+i)(1-yi)=(1+y)+(1-y)i;又x,y∈R,于是有解得x=2,y=1.
x+yi=2+i,因此x+yi的共轭复数是2-i.
复数的几何意义
典题导入
[例2] 已知复数z的实部为-1,虚部为2,则(i为虚部单位)在复平面内对应的点所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
[自主解答] 选C 依题意得===,因此该复数在复平面内对应的点的坐标是,位于第三象限.
由题悟法
复数与复平面内的点是一一对应的,复数和复平面内以原点为起点的向量也是一一对应的,因此复数加减法的几何意义可按平面向量加减法理解,利用平行四边形法则或三角形法则解决问题.
以题试法
2.(1)在复平面内,复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,若C为线段AB的中点,则点C对应的复数是( )
A.4+8i B.8+2i
C.2+4i D.4+i
(2)已知复数z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-4i,它们在复平面上对应的点分别为A,B,C,若=λ+μ,(λ,μ∈R),则λ+μ的值是________.
解析:(1)复数6+5i对应的点为A(6,5),复数-2+3i对应的点为B(-2,3).利用中点坐标公式得线段AB的中点C(2,4),故点C对应的复数为2+4i.
(2)由条件得=(3,-4),=(-1,2),=(1,-1),
根据=λ+μ得
(3,-4)=λ(-1,2)+μ(1,-1)=(-λ+μ,2λ-μ),
∴解得
∴λ+μ=1.
答案:(1)C (2)1
复数的代数运算
典题导入
[例3] (1)若复数z满足z(2-i)=11+7i(i为虚数单位),则z为( )
A.3+5i B.3-5i
C.-3+5i D.-3-5i
(2)复数=( )
A.--i B.-+i
C.-i D.+i
[自主解答] (1)z====3+5i.
(2)==
===-i.[ ]
[答案] (1)A (2)C
由题悟法
1.复数的加法、减法、乘法运算可以类比多项式运算,除法运算是分子分母同乘以分母的共轭复数,注意要把i的幂写成最简形式.
2.记住以下结论,可提高运算速度:
①(1±i)2=±2i;②=i;③=-i;④=b-ai;⑤i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N).
以题试法
3.(1)设复数z的共轭复数为,若z=1-i(i为虚数单位),则+z2的值为( )
A.-3i B.-2i
C.i D.-i
(2)i为虚数单位,4=________.
解析:(1)依题意得+z2=+(1-i)2=-2i=i-2i=-i.
(2)4=4=i4=1.
答案:(1)D (2)1
板书设计
数系的扩充与复数的引入
1. 形如a+bi(a,b的数,其中a叫做复数的实部,b叫做复数的虚部。
(1) z =a+bi是实数b=0 (a,b∈R );
(2) z =a+bi是虚数b≠0(a,b∈R);
(3) z =a+bi是纯虚数a=0且b≠0(a,b∈R);
(4) a +bi=c+dia =c且c=d(a,b,c,d∈R);
2.若z =a+bi,则其共轭复数=a-bi;
3.若z =a+bi,则;
4. 复数的运算:
复数的加法法则:(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
复数的加法法则:(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
复数的乘法法则:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
复数的除法法则:(a+bi)(c+di)==
= =+.
复数的知识比较简单,也是高考必考内容,但概念较多。对概念应要求学生准确掌握概念的含义,避免因此丢分。复数的乘除运算是高考出现频率最高的题型,特别是除法运算。需进行适当练习,避免错误。
教学反思