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- 2021-06-15 发布
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[巩固层·知识整合]
[提升层·题型探究]
复数的概念
【例1】 复数z=log3(x2-3x-3)+ilog2(x-3),当x为何实数时,
(1)z∈R;(2)z为虚数.
[思路探究] 根据复数的分类列不等式组求解.
[解] (1)因为一个复数是实数的充要条件是虚部为0,
所以
由②得x=4,经验证满足①③式.
所以当x=4时,z∈R.
(2)因为一个复数是虚数的充要条件是虚部不为0,
所以
由①得x>或x<.
由②得x≠4,由③得x>3.
所以当x>且x≠4时,z为虚数.
1.正确确定复数的实、虚部是准确理解复数的有关概念(如实数、虚数、纯虚数、相等复数、共轭复数、复数的模)的前提.
2.两复数相等的充要条件是复数问题转化为实数问题的依据.
3.求字母的范围时一定要关注实部与虚部自身有意义.
1.(1)若复数z满足(3-4i)z=|4+3i|,则z的虚部为( )
A.-4 B.- C.4 D.
(2)设复数z满足i(z+1)=-3+2i(i是虚数单位),则复数z的实部是__________.
(1)D (2)1 [(1)∵(3-4i)z=|4+3i|,∴z====+i,
∴z的虚部为.故选D.
(2)法一:设z=a+bi(a,b∈R),
则i(z+1)=i(a+bi+1)=-b+(a+1)i=-3+2i.
由复数相等的充要条件,得解得
故复数z的实部是1.
法二:由i(z+1)=-3+2i,得z+1==2+3i,故z=1+3i,即复数z的实部是1.]
复数的四则运算
【例2】 (1)设i是虚数单位,表示复数z的共轭复数.若z=1+i,则+i·=( )
A.-2 B.-2i C.2 D.2i
(2)设复数z满足(z-2i)(2-i)=5,则z=( )
A.2+3i B.2-3i C.3+2i D.3-2i
[思路探究] (1)先求出及,结合复数运算法则求解.
(2)利用方程思想求解并化简.
(1)C (2)A [(1)∵z=1+i,∴=1-i,===1-i,∴+i·=1-i+i(1-i)=2.故选C.
(2)由(z-2i)(2-i)=5,得z=2i+=2i+=2i+2+i=2+3i.]
复数加减乘运算可类比多项式的加减乘运算,注意把i看作一个字母(i2=-1),除法运算注意应用共轭的性质为实数.
2.(1)复数的共轭复数是( )
A.-i B.i C.-i D.i
(2)已知复数z1=(1+i)(i为虚数单位),复数z2的虚部为2,且z1·z2是实数,则z2=________.
(1)C (2)4+2i [(1)依题意知,===i,
∴其共轭复数为-i.
(2)z1=(1+i)=2-i.
设z2=a+2i,a∈R,
则z1·z2=(2-i)·(a+2i)
=(2a+2)+(4-a)i,
因为z1·z2∈R,
所以a=4.
所以z2=4+2i.]
复数的几何意义
【例3】 (1)在复平面内,复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
(2)在复平面内,复数对应的点的坐标为( )
A.(0,-1) B.(0,1)
C. D.
[思路探究] 先把复数z化为复数的标准形式,再写出其对应坐标.
(1)B (2)A [(1)复数===-+i.
∴复数对应点的坐标是.
∴复数在复平面内对应的点位于第二象限.故选B.
(2)∵===-i,其对应的点为(0,-1),故选A.]
1.复数的几何表示法
复数z=a+bi(a,b∈R)可以用复平面内的点Z(a,b)来表示.此类问题可建立复数的实部与虚部应满足的条件,通过解方程(组)或不等式(组)求解.
2.复数的向量表示
以原点为起点的向量表示的复数等于它的终点对应的复数;向量平移后,此向量表示的复数不变,但平移前后起点、终点对应的复数要改变.
3.复数的加减法的几何意义实质上是平行四边形法则和三角形法则.由减法的几何意义知|z-z1|表示复平面上两点Z与Z1之间的距离.
4.复数形式的基本轨迹
(1)|z-z1|=r表示复数对应的点的轨迹是以z1对应的点为圆心,半径为r的圆.
(2)|z-z1|=|z-z2|表示以复数z1,z2的对应点为端点的线段的垂直平分线.
3.(1)已知复数z对应的向量如图所示,则复数z+1所对应的向量正确的是( )
(2)若i为虚数单位,图中复平面内点Z表示复数z,则表示复数的点是( )
A.E B.F C.G D.H
(1)A (2)D [(1)由题图知,z=-2+i,∴z+1=-2+i+1=-1+i,故z+1对应的向量应为选项A.
(2)由题图可得z=3+i,所以====2-i,则其在复平面上对应的点为H(2,-1).]
函数与方程思想
【例4】 已知f(z)=|1+z|-,且f(-z)=10+3i,求复数z.
[思路探究] 设z=a+bi(a,b∈R),则=a-bi,由复数相等列方程组求解即可.
[解] ∵f(z)=|1+z|-,∴f(-z)=|1-z|+.
设z=a+bi(a,b∈R),则=a-bi.
由f(-z)=10+3i,得|1-(a+bi)|+a-bi=10+3i,
∴
解方程组得
∴复数z=5-3i.
一般设出复数z的代数形式,即z=x+yi(x,y∈R),则涉及复数的分类、几何意义、模的运算、四则运算、共轭复数等问题,都可以转化为实数x,y应满足的方程(组),即复数问题实数化的思想是本章的主要思想方法.
4.满足z+是实数,且z+3的实部与虚部是相反数的虚数z是否存在?若存在,求出虚数z;若不存在,请说明理由.
[解] 设虚数z=x+yi(x,y∈R,且y≠0),
则z+=x+yi+=x++i,z+3=(x+3)+yi.
由已知,得因为y≠0,
所以解得或
所以存在虚数z=-1-2i或z=-2-i满足题设条件.
[培优层·素养升华]
【例1】 设z=i(2+i),则=( )
A.1+2i B.-1+2i
C.1-2i D.-1-2i
D [∵z=i(2+i)=-1+2i,∴=-1-2i.]
【例2】 设有下面四个命题
p1:若复数z满足∈R,则z∈R;
p2:若复数z满足z2∈R,则z∈R;
p3:若复数z1,z2满足z1z2∈R,则z1=2;
p4:若复数z∈R,则∈R.
其中的真命题为( )
A.p1,p3 B.p1,p4 C.p2,p3 D.p2,p4
B [设z=a+bi(a,b∈R),z1=a1+b1i(a1,b1∈R),z2=a2+b2i(a2,b2∈R).
对于p1,若∈R,即=∈R,则b=0⇒z=a+bi=a∈R,所以p1为真命题.
对于p2,若z2∈R,即(a+bi)2=a2+2abi-b2∈R,则ab=0.
当a=0,b≠0时,z=a+bi=bi∉R,所以p2为假命题.
对于p3,若z1z2∈R,即(a1+b1i)(a2+b2i)=(a1a2-b1b2)+(a1b2+a2b1)i∈R,则a1b2+a2b1=0.而z1=2,即a1+b1i=a2-b2i⇔a1=a2,b1=-b2.因为a1b2+a2b1=0Da1=a2,b1=-b2,所以p3为假命题.
对于p4,若z∈R,即a+bi∈R,则b=0⇒=a-bi=a∈R,所以p4为真命题.]
高考对复数的考查较为基础,通常以选择题的形式考查复数的概念与四则运算,属容易题,重点体现数学运算、逻辑推理、直观想象等学科素养.
1.设z=,则|z|=( )
A.2 B. C. D.1
C [∵z===,
∴|z|==.]
2.i是虚数单位,则的值为________.
[∵==2-3i,∴=|2-3i|=.]
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