3.2.1复数的加法和减法
3.2.1复数代数形式的加、减运算及其几何意义(最新整理)
复数代数形式的四则运算3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义预习课本P107~108,思考并完成下列问题(1)复数的加法、减法如何进行?复数加法、减法的几何意义如何?(2)复数的加、减法与向量间的加减运算是否相同?1.复数的加、减法法则设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R),则z 1+z 2=(a +c )+(b +d )i ,z 1-z 2=(a -c )+(b -d )i.2.复数加法运算律设z 1,z 2,z 3∈C ,有z 1+z 2=z 2+z 1,(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3).3.复数加、减法的几何意义设复数z 1,z 2对应的向量为,,则复数z 1+z 2是以,为邻边的OZ 1――→ OZ 2――→ OZ 1――→ OZ 2――→ 平行四边形的对角线 所对应的复数,z 1-z 2是连接向量与的终点并指向OZ ――→ OZ 1――→ OZ 2――→的向量所对应的复数.OZ 1――→[点睛] 对复数加、减法几何意义的理解它包含两个方面:一方面是利用几何意义可以把几何图形的变换转化为复数运算去处理,另一方面对于一些复数的运算也可以给予几何解释,使复数作为工具运用于几何之中.1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)复数与向量一一对应.( )(2)复数与复数相加减后结果只能是实数.( )(3)因为虚数不能比较大小,所以虚数的模也不能比较大小.( )答案:(1)× (2)× (3)×2.已知复数z 1=3+4i ,z 2=3-4i ,则z 1+z 2等于( )A .8i B .6C .6+8iD .6-8i答案:B3.已知复数z 满足z +i -3=3-i ,则z 等于( )A .0B .2iC .6D .6-2i 答案:D4.在复平面内,复数1+i 与1+3i 分别对应向量和,其中O 为坐标原点,OA ――→ OB ――→则||等于( )AB ――→A.B .22C. D .410答案:B复数代数形式的加、减运算[典例] (1)计算:(2-3i)+(-4+2i)=________.(2)已知z 1=(3x -4y )+(y -2x )i ,z 2=(-2x +y )+(x -3y )i ,x ,y 为实数,若z 1-z 2=5-3i ,则|z 1+z 2|=________.[解析] (1)(2-3i)+(-4+2i)=(2-4)+(-3+2)i =-2-i.(2)z 1-z 2=[(3x -4y )+(y -2x )i]-[(-2x +y )+(x -3y )i]=[(3x -4y )-(-2x +y )]+[(y -2x )-(x -3y )]i =(5x -5y )+(-3x +4y )i =5-3i ,所以Error!解得x =1,y =0,所以z 1=3-2i ,z 2=-2+i ,则z 1+z 2=1-i ,所以|z 1+z 2|=.2[答案] (1)-2-i (2)2复数代数形式的加、减法运算技巧(1)复数代数形式的加、减法运算实质就是将实部与实部相加减,虚部与虚部相加减之后分别作为结果的实部与虚部,因此要准确地提取复数的实部与虚部.(2)算式中若出现字母,首先确定其是否为实数,再确定复数的实部与虚部,最后把实部与实部、虚部与虚部分别相加减.(3)复数的运算可以类比多项式的运算:若有括号,括号优先;若无括号,可以从左到右依次进行计算. [活学活用]已知复数z 1=a 2-3-i ,z 2=-2a +a 2i ,若z 1+z 2是纯虚数,则实数a =________.解析:由条件知z 1+z 2=a 2-2a -3+(a 2-1)i ,又z 1+z 2是纯虚数,所以Error!解得a =3.答案:3复数加减运算的几何意义[典例] 如图所示,平行四边形OABC 的顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i.求:(1) 表示的复数;AO ――→(2)对角线表示的复数;CA ――→(3)对角线表示的复数.OB ――→[解] (1)因为=,所以表示的复数为-3-2i.AO ――→ -OA ――→ AO ――→(2)因为=-,所以对角线表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5CA ――→ OA ――→ -OC ――→ CA ――→-2i.(3)因为对角线=+,所以对角线表示的复数为(3+2i)+(-2+OB ――→ OA ――→ OC ――→ OB ――→4i)=1+6i.复数与向量的对应关系的两个关注点(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R)是与以原点为起点,Z (a ,b )为终点的向量一一对应的.(2)一个向量可以平移,其对应的复数不变,但是其起点与终点所对应的复数可能改变.[活学活用] 复平面内三点A ,B ,C ,A 点对应的复数为2+i ,向量对应的复数为1+2i ,BA ――→向量对应的复数为3-i ,求点C 对应的复数.BC ――→解:∵对应的复数为1+2i ,对应的复数为3-i.BA ――→ BC ――→∴=-对应的复数为(3-i)-(1+2i)=2-3i.AC ――→ BC ――→ BA ――→又∵=+,OC ――→ OA ――→ AC ――→∴C 点对应的复数为(2+i)+(2-3i)=4-2i.复数模的最值问题[典例] (1)如果复数z 满足|z +i|+|z -i|=2,那么|z +i +1|的最小值是( )A .1 B.12C .2 D.5(2)若复数z 满足|z ++i|≤1,求|z |的最大值和最小值.3[解析] (1)设复数-i ,i ,-1-i 在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3,因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,所以点Z 的集合为线段Z1Z2.问题转化为:动点Z 在线段Z1Z2上移动,求|ZZ3|的最小值,因为|Z1Z3|=1.所以|z+i+1|min=1.[答案] A(2)解:如图所示, ||==2.OM ――→(-\r(3))2+(-1)2所以|z |max =2+1=3,|z |min =2-1=1.[一题多变]1.[变条件、变设问]若本例题(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.解:因为|z |=1且z ∈C ,作图如图:所以|z -2-2i|的几何意义为单位圆上的点M 到复平面上的点P (2,2)的距离,所以|z -2-2i|的最小值为|OP |-1=2-1.22.[变条件]若题(2)中条件不变,求|z -|2+|z -2i|2的最大值和最小值.3解:如图所示,在圆面上任取一点P ,与复数z A =,z B =2i 对应点A ,B 相连,得向3量,,再以,为邻边作平行四边形.PA ――→ PB ――→ PA ――→ PB ――→P 为圆面上任一点,z P =z ,则2||2+2||2=||2+(2||)2=7+4||2,(平行四边形四条边的PA ――→ PB ――→ AB ――→ PO ′――→ PO ′――→平方和等于对角线的平方和),所以|z -|2+|z -2i|2=.312(7+4|z -32-i |2)而max =|O ′M |+1=1+,|z -32-i |432min =|O ′M |-1=-1.|z -32-i |432所以|z -|2+|z -2i|2的最大值为27+2,最小值为27-2.34343层级一 学业水平达标1.已知z =11-20i ,则1-2i -z 等于( )A .z -1 B .z +1C .-10+18iD .10-18i解析:选C 1-2i -z =1-2i -(11-20i)=-10+18i.2.若复数z 满足z +(3-4i)=1,则z 的虚部是( )A .-2B .4C .3D .-4解析:选B z =1-(3-4i)=-2+4i ,故选B.3.已知z 1=2+i ,z 2=1+2i ,则复数z =z 2-z 1对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选B z =z 2-z 1=(1+2i)-(2+i)=-1+i ,实部小于零,虚部大于零,故位于第二象限.4.若z 1=2+i ,z 2=3+a i(a ∈R),且z 1+z 2所对应的点在实轴上,则a 的值为( )A .3B .2C .1D .-1解析:选D z 1+z 2=2+i +3+a i =(2+3)+(1+a )i =5+(1+a )i.∵z 1+z 2所对应的点在实轴上,∴1+a =0,∴a =-1.5.设向量,,对应的复数分别为z 1,z 2,z 3,那么( )OP ――→ PQ ――→ OQ ――→A .z 1+z 2+z 3=0B .z 1-z 2-z 3=0C .z 1-z 2+z 3=0D .z 1+z 2-z 3=0解析:选D ∵+=,∴z 1+z 2=z 3,即z 1+z 2-z 3=0.OP ――→ PQ ――→ OQ ――→6.已知x ∈R ,y ∈R ,(x i +x )+(y i +4)=(y -i)-(1-3x i),则x =__________,y =__________.解析:x +4+(x +y )i =(y -1)+(3x -1)i∴Error!解得Error!答案:6 117.计算|(3-i)+(-1+2i)-(-1-3i)|=________.解析:|(3-i)+(-1+2i)-(-1-3i)|=|(2+i)-(-1-3i)|=|3+4i|= =5.32+42答案:58.已知z 1=a +(a +1)i ,z 2=-3b +(b +2)i(a ,b ∈R),若z 1-z 2=4,则a +b =3233________.解析:∵z 1-z 2=a +(a +1)i -[-3b +(b +2)i]=+(a -b -1)i =4,323(32a +33b )3由复数相等的条件知Error!解得Error!∴a +b =3.答案:39.计算下列各式.(1)(3-2i)-(10-5i)+(2+17i);(2)(1-2i)-(2-3i)+(3-4i)-(4-5i)+…+(2 015-2 016i).解:(1)原式=(3-10+2)+(-2+5+17)i =-5+20i.(2)原式=(1-2+3-4+…+2 013-2 014+2 015)+(-2+3-4+5-…-2 014+2 015-2 016)i =1 008-1 009i.10.设z 1=x +2i ,z 2=3-y i(x ,y ∈R),且z 1+z 2=5-6i ,求z 1-z 2.解:∵z 1=x +2i ,z 2=3-y i ,∴z 1+z 2=x +3+(2-y )i =5-6i ,∴Error!解得Error!∴z 1=2+2i ,z 2=3-8i ,∴z 1-z 2=(2+2i)-(3-8i)=-1+10i.层级二 应试能力达标1.设z ∈C ,且|z +1|-|z -i|=0,则|z +i|的最小值为( )A .0 B .1C. D.2212解析:选C 由|z +1|=|z -i|知,在复平面内,复数z 对应的点的轨迹是以(-1,0)和(0,1)为端点的线段的垂直平分线,即直线y =-x ,而|z +i|表示直线y =-x 上的点到点(0,-1)的距离,其最小值等于点(0,-1)到直线y =-x 的距离即为.222.复平面内两点Z 1和Z 2分别对应于复数3+4i 和5-2i ,那么向量对应的复数Z 1Z 2――→为( )A .3+4iB .5-2iC .-2+6iD .2-6i解析:选D =-,即终点的复数减去起点的复数,∴(5-2i)-(3+Z 1Z 2――→ OZ 2――→ OZ 1――→4i)=2-6i.3.△ABC 的三个顶点所对应的复数分别为z 1,z 2,z 3,复数z 满足|z -z 1|=|z -z 2|=|z -z 3|,则z 对应的点是△ABC 的( )A .外心B .内心C .重心D .垂心解析:选A 由复数模及复数减法运算的几何意义,结合条件可知复数z 的对应点P 到△ABC 的顶点A ,B ,C 距离相等,∴P 为△ABC 的外心.4.在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 相交于点O ,若向量,对应OA ――→ OB ――→的复数分别是3+i ,-1+3i ,则对应的复数是( )CD ――→A .2+4iB .-2+4iC .-4+2iD .4-2i解析:选D 依题意有==-.而(3+i)-(-1+3i)=4-2i ,故CD ――→ BA ――→ OA ――→ OB ――→对应的复数为4-2i ,故选D.CD ――→5.设复数z 满足z +|z |=2+i ,则z =________.解析:设z =x +y i(x ,y ∈R),则|z |= .x 2+y 2∴x +y i +=2+i.x 2+y 2∴Error!解得Error!∴z =+i.34答案:+i 346.在复平面内,O 是原点,,,对应的复数分别为-2+i,3+2i,1+5i ,OA ――→ OC ――→ AB ――→那么对应的复数为________.BC ――→解析:=-=-(+)=3+2i -(-2+i +1+5i)=BC ――→ OC ――→ OB ――→ OC ――→ OA ――→ AB ――→(3+2-1)+(2-1-5)i =4-4i.答案:4-4i7.在复平面内,A ,B ,C 三点对应的复数分别为1,2+i ,-1+2i.(1)求向量,,对应的复数;AB ――→ AC ――→ BC ――→(2)判断△ABC 的形状.(3)求△ABC 的面积.解:(1)对应的复数为2+i -1=1+i ,AB ――→对应的复数为-1+2i -(2+i)=-3+i ,BC ――→对应的复数为-1+2i -1=-2+2i.AC ――→(2)∵||=,||=,||==2,AB ――→ 2BC ――→ 10AC ――→82∴||2+||2=||2,∴△ABC 为直角三角形.AB ――→ AC ――→ BC ――→(3)S △ABC =××2=2.12228.设z =a +b i(a ,b ∈R),且4(a +b i)+2(a -b i)=3+i ,又ω=sin θ-icos θ,求z 3的值和|z -ω|的取值范围.解:∵4(a +b i)+2(a -b i)=3+i ,∴6a +2b i =3+i ,33∴Error!∴Error!∴z =+i ,3212∴z -ω=-(sin θ-icos θ)(32+12i )=+i (32-sin θ)(12+cos θ)∴|z -ω|=(32-sin θ)2+(12+cos θ)2= 2-3sin θ+cos θ= = ,2-2(32sin θ-12cos θ)2-2sin (θ-π6)∵-1≤sin ≤1,(θ-π6)∴0≤2-2sin ≤4,∴0≤|z -ω|≤2,(θ-π6)故所求得z =+i ,|z -ω|的取值范围是[0,2].3212。
2020版高中数学人教B版选修2-2课件:3.2.1 复数的加法与减法
由复数加减法的几何意义可得
uuur uuur DA=EA
EuuDur=1
uuur CA
1
uuur BD
22
=
1
uuur AC
1
uuur BD=
1
uuur uuur (AC+BD).
22
2
所以
DuuAu对r 应的复数为-
(61+8i-4+6i)=-1-7i.
2
所以向量 DuuAu对r 应的复数为-1-7i.
【方法技巧】 1.复数加减运算法则的记忆 (1)复数的实部与实部相加减,虚部与虚部相加减. (2)把i看作一个字母,类比多项式加减中的合并同类 项.
2.复数加减运算的关注点 (1)在进行复数减法运算时要注意格式,两复数相减所 得结果依然是一个复数,其对应的实部与虚部分别是 两复数的实部与虚部的差.注意中间用“+”号,如 z1=a+bi,z2=c+di,z1-z2=(a-c)+(b-d)i,而不是z1-z2 =(a-c)-(b-d)i.
复数的差z1-z2与
义
对
向量 OuuZuur1+
uuuur OZ2
=
uuur OZ
应 的坐标对应
向量 OuuZuur1- OuuZuu=r2 Zuu2uZur1的 坐标对应
【自我检测】 1.思维辨析(对的打“√”,错的打“×”) (1)两个复数的加法不满足结合律. ( ) (2)复数的加法运算法则只适用于两个复数相 加. ( )
(2)
uuur CA
表示的复数.
世纪金榜导学号
【解题探究】1.典例1中z1,z2,z在复平面内对应的点 可以构成一个什么图形? 提示:由z=z1-z2及复数减法的几何意义知,构成的是 一个三角形.
高中数学人教版选修1-2同课异构教学课件:3.2.1 复数代数形式的加减运算及其几何意义
【巩固训练 】计 算:(1)(1+3i)+(-2+i)+(2-3i). (2)(2-i)-(-1+5i)+(3+4i). (3)5i-[(3+4i)-(-1+3i)]. (4)(a+bi)-(3a-4bi)+5i(a,b∈R). 【解析】(1)原式=(-1+4i)+(2-3i)=1+i. (2)原式=(3-6i)+(3+4i)=6-2i. (3)原式=5i-(4+i)=-4+4i. (4)原式=(-2a+5bi)+5i=-2a+(5b+5)i.
【过关小练】 1.复数z1=2- i,z2= -2i,则z1+z2等于( )
【解析】选C.z1+z2=
2.在复平面内,向量 对应的复数为3-4i,点B对应的复数为
-2+2i,则向量
对应的复数为( )
A.5-6i
B.1-2i
C.-5+6i
D.5-2i
【解析】选B.由复数加法运算的几何意义知,
对应的复数
【解析】(1)选A.(3+i)-(2+i)=1. (2)①(2+2i)+(1-4i)-(5+7i) =(2+1-5)+(2-4-7)i=-2-9i. ②-i-[(3-4i)-(-1-3i)]=-i-(4-i)=-4. ③(x+yi)-(3x-2yi)-4i =(x-3x)+(y+2y-4)i =-2x+(3y-4)i(x,y∈R).
即为(3-4i)+(-2+2i),即1-2i.
主题二:复数的减法 【自主认知】 1.规 定:复数的减法是加法的逆运算,若复数z=z1-z2,则复 数z1等于 什么? 提示:z1=z+z2.
复数的四则运算——高中数学湘教版(2019)必修二
2.两个复数的积仍为复数,可推广,任意多个复数的积仍然是一个复数.
微思考
in(n∈N+)有什么规律?
提示 i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N+),即in(n∈N+)是以4为周期的.
微练习
(1)(4-i)(3+2i)=
(2)由已知得z=(6+2i)-(1-3i)=5+5i.
探究二
复数的乘法与除法运算
例 2 计算下列各题:
(1)(1-2i)(3+6i);(2)(5-2i)
6
(4)( 3-i) ;(5)
4+4i
2
(2-i)
;(6)
2-i
;(3)-4-3i ;
2
1+i 8
.
1-i
分析按照复数乘法与除法的运算法则进行计算.
母实数化”,这个过程与“分母有理化”类似.
(2)复数除法运算的结果要进行化简,通常要写成复数的代数形式,即实部
与虚部要完全分开的形式.
变式训练 2 计算下列各题:
(1)(1+i)(1-i)+(-1+i);
(2)
1
2
+
3
i
2
3
2
+
1
i
2
(1+i);
(3)(-2+3i)÷(1+2i);
3+2i
(4)
2-3i
第3章
3.2
复数的四则运算
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,
复数的加减法
3.2.1复数代数形式的加减运算及几何意义1. 掌握复数的代数形式的加、减运算及其几何意义.预习导引-------温故才能知新 为课前预习奠基1.复平面:以x 轴为实轴, y 轴为虚轴建立直角坐标系,得到的平面叫复平面.复数与复平面内的点一一对应.显然,实轴上的点都表示实数;除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.2、复数的几何意义:复数z a bi =+←−−−→一一对应复平面内的点(,)Z a b ;复数z a bi =+←−−−→一一对应平面向量O Z;复平面内的点(,)Z a b ←−−−→一一对应平面向量O Z.注意:人们常将复数z a bi =+说成点Z 或向量OZ ,规定相等的向量表示同一复数.3、复数的模向量O Z的模叫做复数z a bi =+的模,记作||z 或||a bi +.如果0b =,那么z a bi =+是一个实数a ,它的模等于||a (就是a 的绝对值),由模的定义知:22||||(0,)z a bi r a b r r R =+==+≥∈预习自测---------评价预习效果 为突破难点奠基 1、一个实数与一个虚数的差( )A.不可能是纯虚数B.可能是实数C.不可能是实数D.无法确定是实数还是虚数 答案:C2.已知复数z 1=2+i ,z 2=1+2i ,则复数z =z 2-z 1在复平面内所表示的点位于A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限 答案;B3、在复平面内,若复数z 满足|1|||z z i +=-,则z 所对应的点的集合构成的图形是 。
解:方程|1|||z z i +=-表示的是复平面上的点z 到点1-和i 的距离相等的点的轨迹,是一条线段的中垂线。
所以表示的图形是直线。
答案:直线 4、计算:(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i); (2)5i -[(3+4i)-(-1+3i)]。
[解](1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i)=(4-2i)-(5+6i)=-1-8i. (2)5i -[(3+4i)-(-1+3i)]=5i -(4+i)=-4+4i.预习小结---------梳理知识 体悟脉络 为落实要点奠基预习小结栏要点一:复数的加减法例1:在复平面上,正方形ABCD 的两个顶点A B ,对应的复数分别为12i +、35i -.求另外两个顶点C D ,对应的复数. 解:设D 的坐标是()x y ,。
高中数学 第三章 数系的扩充与复数的引入 3.2 复数代数形式的四则运算 3.2.1 复数代数形式的
高中数学第三章数系的扩充与复数的引入3.2 复数代数形式的四则运算3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义教案2 新人教A版选修1-2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中数学第三章数系的扩充与复数的引入3.2 复数代数形式的四则运算3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义教案2 新人教A版选修1-2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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3.2.1复数代数形式的加、减运算及其几何意义教学过程一、推进新课1.复数的加法探究新知我们规定,复数的加法法则如下:设bi a z +=1,di c z +=2是任意两个复数,那么()()()()i d b c a di c bi a +++=+++提出问题问题1:两个复数的和是个什么数,值唯一确定吗?问题2:当b=0,d=0时,与实数加法法则一致吗?问题3:它的实质是什么?类似于实数的哪种运算方法?活动设计:学生独立思考,口答。
活动成果:1.仍然是个复数,且是一个确定的复数。
2.一致。
3.实质是实部与实部相加,虚部与虚部相加,类比于实数运算中的合并同类项。
设计意图:加深对复数加法法则的理解,且与实数类比,了解规定的合理性。
提出问题:实数加法有交换律、结合律,复数满足吗?并试着证明。
活动设计:学生先独立思考,然后小组交流.活动成果:满足,对任意的,,,321C z z z ∈有交换律:1221z z z z +=+结合律:()()321321z z z z z z ++=++证明:设bi a z +=1,di c z +=2,()()i d b c a z z +++=+21x O y()b a Z ,1 ()d c Z ,2 Z ()()i b d a c z z +++=+12显然,1221z z z z +=+同理可得,()()321321z z z z z z ++=++设计意图:引导学生根据实数加法满足的运算律,大胆尝试推导复数加法的运算律,提高学生的建构能力及主动发现问题,探究问题的能力。
高中数学第三章3.2复数的四则运算(第一课时)复数的加减与乘法运算讲义(含解析)苏教版选修2_2
3.2复数的四则运算第一课时复数的加减与乘法运算复数的加减法已知复数z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R).问题1:多项式的加减实质是合并同类项,类比想一想复数如何加减?提示:两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减).问题2:复数的加法满足交换律和结合律吗?提示:满足.1.复数的加法、减法法则设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),则z1+z2=(a+b i)+(c+d i)=(a+c)+(b+d)i,z1-z2=(a+b i)-(c+d i)=(a-c)+(b-d)i.即两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减).2.复数加法的运算律(1)交换律:z1+z2=z2+z1;(2)结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).复数的乘法设z1=a+b i,z2=c+d i,(a,b,c,d∈R)问题1:如何规定两复数相乘?提示:两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并即可.即z1z2=(a+b i)(c+d i)=ac+bc i+ad i+bd i2=(ac-bd)+(bc+ad)i.问题2:试验复数乘法的交换律.提示:z1z2=(a+b i)(c+d i)=(ac-bd)+(bc+ad)i,z2z1=(c+d i)(a+b i)=(ac-bd)+(bc+ad)i.故z1z2=z2z1.1.复数的乘法设z 1=a +b i ,z 2=c +d i 是任意两个复数,那么它们的积(a +b i)(c +d i)=ac +bc i +ad i +bd i 2=(ac -bd )+(ad +bc )i(a ,b ,c ,d ∈R ).2.复数乘法的运算律 对于任意z 1、z 2、z 3∈C ,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)乘法对加法的分配律z 1(z 2+z 3)=z 1z 2+z 1z 3共轭复数问题:复数3+4i 与3-4i ,a +b i 与a -b i(a ,b ∈R )有什么特点? 提示:两复数的实部相等,虚部互为相反数.1.把实部相等,虚部互为相反数的两个复数叫做互为共轭复数. 2.复数z =a +b i 的共轭复数记作z -,即z -=a -b i.3.当复数z =a +b i 的虚部b =0时,z =z -,也就是说,实数的共轭复数仍是它本身.1.复数加、减法的规定:实部与实部相加(减)、虚部与虚部相加(减).两个复数的和或差仍是一个复数.2.复数的乘法与多项式的乘法是类似的,有一点不同即必须在所得结果中把i 2换成-1,再把实部,虚部分别合并、两个复数的积仍是一个复数,可推广到任意多个复数,任意多个复数的积仍然是一个复数.[对应学生用书P38]复数的加减运算[例1] 计算: (1)(3+5i)+(3-4i); (2)(-3+2i)-(4-5i);(3)(5-5i)+(-2-2i)-(3+3i).[思路点拨] 解答本题可根据复数加减运算的法则进行.[精解详析] (1)(3+5i)+(3-4i)=(3+3)+(5-4)i=6+i.(2)(-3+2i)-(4-5i)=(-3-4)+[2-(-5)]i=-7+7i.(3)(5-5i)+(-2-2i)-(3+3i)=(5-2-3)+[-5+(-2)-3]i=-10i.[一点通] 复数加减运算法则的记忆方法:(1)复数的实部与实部相加减,虚部与虚部相加减.(2)把i看作一个字母,类比多项式加减中的合并同类项.1.(3-5i)+(-4-i)-(3+4i)=________.解析:(3-5i)+(-4-i)-(3+4i)=(3-4-3)+(-5-1-4)i=-4-10i.答案:-4-10i2.若(-7i+5)-(9-8i)+(x+y i)=2,则x+y=________. 解析:(-7i+5)-(9-8i)+(x+y i)=(5-9+x)+(-7+8+y)i=(x-4)+(y+1)i.∴(x-4)+(y+1)i=2,即x-4=2,y+1=0.∴x=6,y=-1.∴x+y=5.答案:53.计算:(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i);(2)5i-[(3+4i)-(-1+3i)].解:(1)原式=(4-2i)-(5+6i)=-1-8i;(2)原式=5i-(4+i)=-4+4i.复数的乘法[例2] 计算:(1)(1-i)(1+i)+(-1+i);(2)(2-i)(-1+5i)(3-4i)+2i.[思路点拨] 应用复数的乘法法则及乘法运算律来解.[精解详析] (1)(1-i)(1+i)+(-1+i)=1-i 2-1+i =1+i. (2)(2-i)(-1+5i)(3-4i)+2i =(-2+10i +i -5i 2)(3-4i)+2i =(-2+11i +5)(3-4i)+2i =(3+11i)(3-4i)+2i =(9-12i +33i -44i 2)+2i =53+21i +2i =53+23i.[一点通] (1)三个或三个以上的复数相乘,可按从左向右的顺序运算,或利用结合律运算.混合运算的顺序与实数的运算顺序一样.(2)平方差公式,完全平方公式等在复数范围内仍然成立.一些常见的结论要熟悉:i 2=-1,(1±i)2=±2i.4.(浙江高考改编)已知i 是虚数单位,则(-1+i)(2-i)=________. 解析:(-1+i)(2-i)=-2+i +2i -i 2=-1+3i. 答案:-1+3i5.若(1+i)(2+i)=a +b i ,其中a ,b ∈R ,i 为虚数单位,则a +b =________. 解析:∵(1+i)(2+i)=1+3i =a +b i ,∴a =1,b =3, 故a +b =4. 答案:46.计算下列各题. (1)(1+i)2;(2)(-1+3i)(3-4i); (3)(1-i)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i (1+i).解:(1)(1+i)2=1+2i +i 2=2i.(2)(-1+3i)(3-4i)=-3+4i +9i -12i 2=9+13i. (3)法一:(1-i)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i (1+i)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i +12i -32i 2(1+i)=⎝ ⎛⎭⎪⎫3-12+3+12i (1+i)=3-12+3+12i +3-12i +3+12i 2=-1+3i.法二:原式=(1-i)(1+i)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i=(1-i 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i =2⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i =-1+3i.共轭复数的概念[例3] 已知z ∈C ,z 为z 的共轭复数,若z ·z -3i z =1+3i ,求z . [思路点拨]设z =a +b i (a ,b ∈R )―→z =a -b i(a ,b ∈R )―→代入等式利用复数相等的条件求解.[精解详析] 设z =a +b i(a ,b ∈R ), 则z =a -b i(a ,b ∈R ),由题意得(a +b i)(a -b i)-3i(a -b i)=1+3i , 即a 2+b 2-3b -3a i =1+3i ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2-3b =1,-3a =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =0或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3,所以z =-1或z =-1+3i. [一点通](1)实数的共轭复数是它本身,即z ∈R ⇔z =z ,利用此性质可以证明一个复数是实数. (2)若z ≠0且z +z =0,则z 为纯虚数,利用此性质可证明一个复数是纯虚数.7.已知复数z =1+i ,z 为z 的共轭复数,则z ·z -z -1=________. 解析:∵z =1+i ,∴z =1-i , ∴z ·z =(1+i)(1-i)=2,∴z ·z -z -1=2-(1+i)-1=2-1-i -1=-i. 答案:-i8.复数z 满足(1+2i)z =4+3i ,则z =________. 解析:设z =a +b i ,则z =a -b i. ∴(1+2i)(a -b i)=4+3i ,∴a -b i +2a i +2b =4+3i , 即(a +2b )+(2a -b )i =4+3i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =4,2a -b =3,解之得a =2,b =1.∴z =2+i. 答案:2+i9.已知复数 z =1+i ,求实数 a ,b 使 az +2b z =(a +2z )2成立. 解:∵z =1+i ,∴az +2b z =(a +2b )+(a -2b )i , (a +2z )2=(a +2)2-4+4(a +2)i =(a 2+4a )+4(a +2)i. ∵a ,b 都是实数, ∴由 az +2b z=(a +2z )2,得⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =a 2+4a ,a -2b =4(a +2).两式相加,整理得 a 2+6a +8=0.解得 a 1=-2,a 2=-4,对应得 b 1=-1,b 2=2. ∴所求实数为 a =-2,b =-1 或 a =-4,b =2.1.复数的加减运算把复数的代数形式z =a +b i 看作关于“i”的多项式,则复数的加法、减法运算,类似于多项式的加法、减法,只需要“合并同类项”就行,不需要记加、减法法则.2.复数的乘法运算复数的乘法可以把虚数单位i 看作字母,按多项式乘法的法则进行,注意要把i 2化为-1,进行最后结果的化简.[对应学生用书P40]一、 填空题1.计算(-i +3)-(-2+5i)的结果为________. 解析:(-i +3)-(-2+5i) =-i +3+2-5i =-6i +5.答案:5-6i2.若复数z =1-2i ,(i 为虚数单位)则z ·z +z 的实部是________. 解析:∵z =1-2i , ∴z =1+2i ,∴z ·z =(1-2i)(1+2i)=5, ∴z ·z +z =5+1-2i =6-2i. 答案:63.已知3+i -(4+3i)=z -(6+7i),则z =________. 解析:∵3+i -(4+3i)=z -(6+7i) ∴z =3+i -(4+3i)+(6+7i) =(3-4+6)+(1-3+7)i =5+5i. 答案:5+5i4.(北京高考)若(x +i)i =-1+2i(x ∈R ),则x =________. 解析:(x +i)i =-1+x i =-1+2i ,由复数相等的定义知x =2. 答案:25.已知z 1=3+4i ,z 2=t +i ,且z 1·z 2是实数,则实数t =________. 解析:∵z 2=t +i , ∴z 2=t -i ,∴z 1·z 2=(3+4i)(t -i) =3t -3i +4t i -4i 2=(3t +4)+(4t -3)i , 又∵z 1·z 2是实数, ∴4t -3=0,即t =34.答案:34二、解答题6.计算:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12i +⎝ ⎛⎭⎪⎫12-2i ; (2)(3+2i)+(3-2)i ;(3)(6-3i)+(3+2i)-(3-4i)-(-2+i).解:(1)原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫2+12-⎝ ⎛⎭⎪⎫12+2i =52-52i ;(3)(3+2i)+(3-2)i =3+(2+3-2)i =3+3i ;(3)(6-3i)+(3+2i)-(3-4i)-(-2+i) =[6+3-3-(-2)]+[-3+2-(-4)-1]i =8+2i. 7.计算:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32i (4i -6)+2+i ; (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+12i (1+i). 解:⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32i (4i -6)+2+i =2i +6i 2-3-9i +2+i =-7-6i.(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+12i (1+i) =⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫-34-34+⎝⎛⎭⎪⎫34-14i (1+i)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-32+12i (1+i) =⎝⎛⎭⎪⎫-32-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-32i =-1+32+1-32i.8.(江西高考改编)z 是z 的共轭复数.若z +z =2,(z -z )i =2(i 为虚数单位),求z .解:法一:设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z =a -b i , ∵z +z =2a =2,∴a =1. 又(z -z )i =2b i 2=-2b =2. ∴b =-1. 故z =1-i.法二:∵(z -z )i =2,∴z -z =2i=-2i又z+z=2.∴z-z+(z+z)=-2i+2,∴2z=-2i+2,∴z=1-i.。
复数的加法和减法(上课用)ppt
OZ1=(a,b) OZ2=(c,d)
z z 1 z2 a c b d i
uuur uuur uuuur y
Z(a+c,b+d)
OZ = OZ1 + OZ2 = (a,b) + (c,d )
Z2(c,d)
= (a + c,b + d )
Z1(a,b)
结论:复数的加法o可以按照向量的加法来进行 x
-
13
1.已知复数z对应点A,说明下列各式所 表示的几何意义.
(1)|z-(1+2i)| 点Z到点(1,2)的距离
(2)|z+(1+2i)|点Z到点(-1, -2)的
距离
(3)|z+2i| 点Z到点(0, -2)的距离
(4)|z-1| 点A到点(1,0)的距离
-
14
2. 设复数z=x+yi,(x,y∈R),在下列
3+x=5, ∴ 2-y=-6.
x=2 ∴
y=8
∴z1 - z2 = (2+2i) - (3-8i) = -1+10i
-
8
例4、设Z , Z ∈C,求证:
12
Z +Z
12
=
Z 1+
Z
2
,Z -Z=
12
Z- 1
Z
2
证明:设Z=1 a1+b1i , Z2= a2+b2i (a1 , a2 , b1 , b2) ∈R ,则
(a+bi)-(c+di)=(a+bi)+(-c-di)
=(a-c)+(b-d)i
两个复数相减就是把实部与实部、虚部与虚部
高中数学第三章3.2复数代数形式的四则运算3.2.1复数代数形式的加减运算及其几何意义讲义新人教A版选修2_2
3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义1.复数的加法与减法 (1)复数的加减法运算法则(a +b i)±(c +d i)=□01(a ±c )+(b ±d )i. (2)复数加法的运算律复数的加法满足□02交换律、□03结合律,即对任何z 1,z 2,z 3∈C ,有z 1+z 2=□04z 2+z 1;(z 1+z 2)+z 3=□05z 1+(z 2+z 3). 2.复数加、减法的几何意义 (1)复数加法的几何意义若复数z 1,z 2对应的向量OZ 1→,OZ 2→不共线,则复数z 1+z 2是以OZ 1→,OZ 2→为邻边的平行四边形的对角线OZ →所对应的复数.(2)复数减法的几何意义复数z 1-z 2是连接向量OZ 1→,OZ 2→的□06终点,并指向被减向量的向量Z 2Z 1→所对应的复数. (3)复平面内的两点间距离公式:d =□07|z 1-z 2|. 其中z 1,z 2是复平面内的两点Z 1和Z 2所对应的复数,d 为Z 1和Z 2间的距离.1.两点间的距离公式结合模的知识可得复平面上两点间的距离公式,设z 1=x 1+y 1i ,z 2=x 2+y 2i ,则|Z 2Z 1→|=|z 1-z 2|=|(x 1+y 1i)-(x 2+y 2i)|=|(x 1-x 2)+(y 1-y 2)i|=x 1-x 22+y 1-y 22.2.复数模的两个重要性质(1)||z 1|-|z 2||≤|z 1±z 2|≤|z 1|+|z 2|; (2)|z 1+z 2|2+|z 1-z 2|2=2|z 1|2+2|z 2|2.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)复数与向量一一对应.( )(2)复数与复数相加减后结果只能是实数.( )(3)因为虚数不能比较大小,所以虚数的模也不能比较大小.( ) 答案 (1)× (2)× (3)× 2.做一做(1)计算:(3+5i)+(3-4i)=________. (2)(5-6i)+(-2-2i)-(3+3i)=________.(3)已知向量OZ 1→对应的复数为2-3i ,向量OZ 2→对应的复数为3-4i ,则向量Z 1Z 2→对应的复数为________.答案 (1)6+i (2)-11i (3)1-i探究1 复数的加减运算例1 计算:(1)(3-5i)+(-4-i)-(3+4i); (2)(-7i +5)-(9-8i)+(3-2i).[解] (1)原式=(3-4-3)+(-5-1-4)i =-4-10i. (2)原式=(5-9+3)+(-7+8-2)i =-1-i. 拓展提升复数代数形式的加减法运算,其运算法则是对它们的实部和虚部分别进行加减运算.在运算过程中应注意把握每一个复数的实部和虚部.这种运算类似于初中的合并同类项.【跟踪训练1】 计算:(1)(1+2i)+(-2+i)+(-2-i)+(1-2i); (2)(i 2+i)+|i|+(1+i).解 (1)原式=(-1+3i)+(-2-i)+(1-2i) =(-3+2i)+(1-2i)=-2. (2)原式=(-1+i)+0+12+(1+i) =-1+i +1+(1+i)=1+2i. 探究2 复数加减运算的几何意义例2 已知ABCD 是复平面内的平行四边形,且A ,B ,C 三点对应的复数分别是1+3i ,-i,2+i ,求点D 对应的复数.[解] 解法一:设D 点对应复数为x +y i(x ,y ∈R ),则D (x ,y ). 又由已知A (1,3),B (0,-1),C (2,1),∴AC 中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2,BD 中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y -12.∵平行四边形对角线互相平分, ∴⎩⎪⎨⎪⎧32=x 2,2=y -12,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5.即点D 对应的复数为3+5i.解法二:设D 点对应的复数为x +y i(x ,y ∈R ).则AD →对应的复数为(x +y i)-(1+3i)=(x -1)+(y -3)i , 又BC →对应的复数为(2+i)-(-i)=2+2i. 由已知AD →=BC →,∴(x -1)+(y -3)i =2+2i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x -1=2,y -3=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5,即点D 对应的复数为3+5i.[条件探究] 若一个平行四边形的三个顶点对应的复数分别为1+3i ,-i,2+i ,求第四个顶点对应的复数.[解] 设1+3i ,-i,2+i 对应A ,B ,C 三点,D 为第四个顶点,则①当ABCD 是平行四边形时,D 点对应的复数是3+5i.②当ABDC 是平行四边形时,D 点对应的复数为1-3i.③当ADBC 是平行四边形时,D 点对应复数为-1+i.拓展提升(1)根据复数的两种几何意义可知:复数的加减运算可以转化为点的坐标运算或向量运算.(2)复数的加减运算用向量进行时,同样满足平行四边形法则和三角形法则. (3)复数及其加减运算的几何意义为数形结合思想在复数中的应用提供了可能. 【跟踪训练2】 已知复平面内平行四边形ABCD ,A 点对应的复数为2+i ,向量BA →对应的复数为1+2i ,向量BC →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 (1)因为向量BA →对应的复数为1+2i ,向量BC →对应的复数为3-i , 所以向量AC →对应的复数为(3-i)-(1+2i)=2-3i. 又OC →=OA →+AC →,所以点C 对应的复数为(2+i)+(2-3i)=4-2i. 因为AD →=BC →,所以向量AD →对应的复数为3-i ,即AD →=(3,-1), 设D (x ,y ),则AD →=(x -2,y -1)=(3,-1),所以⎩⎪⎨⎪⎧x -2=3,y -1=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =0.所以点D 对应的复数为5. (2)因为BA →·BC →=|BA →||BC →|cos B ,所以cos B =BA →·BC →|BA →||BC →|=3-25×10=152=210.所以sin B =752=7210,所以S =|BA →||BC →|sin B =5×10×7210=7.所以平行四边形ABCD 的面积为7. 探究3 复数加减运算的几何意义的应用 例3 已知|z 1|=|z 2|=|z 1-z 2|=1,求|z 1+z 2|.[解]解法一:设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,∴a2+b2=c2+d2=1,①(a-c)2+(b-d)2=1.②由①②得2ac+2bd=1.∴|z1+z2|=a+c2+b+d2=a2+c2+b2+d2+2ac+2bd= 3.解法二:设O为坐标原点,z1,z2,z1+z2对应的点分别为A,B,C.∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,∴△OAB是边长为1的正三角形,∴四边形OACB是一个内角为60°,边长为1的菱形,且|z1+z2|是菱形的较长的对角线OC的长,∴|z1+z2|=|OC|=|OA|2+|AC|2-2|OA||AC|cos120°= 3.拓展提升掌握以下常用结论:在复平面内,z1,z2对应的点为A,B,z1+z2对应的点为C,O为坐标原点,则四边形OACB:①为平行四边形;②若|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为矩形;③若|z1|=|z2|,则四边形OACB为菱形;④若|z1|=|z2|且|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为正方形.【跟踪训练3】若复数z满足|z+i|+|z-i|=2,求|z+i+1|的最小值.解解法一:设复数-i,i,-(1+i)在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3.如图,因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,所以复数z对应的点Z的集合为线段Z1Z2.问题转化为:动点Z在线段Z1Z2上移动,求|ZZ3|的最小值,由图可知|Z1Z3|为最小值且最小值为1.解法二:设z=x+y i(x,y∈R).因为|z+i|+|z-i|=2,所以x2+y+12+x2+y-12=2,又x2+y+12=2-x2+y-12≥0,所以0≤1-y=x2+y-12≤2,即(1-y)2=x2+(y-1)2,且0≤1-y≤2.所以x=0且-1≤y≤1,则z=y i(-1≤y≤1).所以|z+i+1|=|1+(y+1)i|=12+y+12≥1,等号在y=-1即z=-i时成立.所以|z+i+1|的最小值为1.1.复数的加法规定:实部与实部相加,虚部与虚部相加,两个复数的和仍是一个复数,这一法则可以推广到多个复数相加.2.因为复数可以用向量来表示,所以复数加法的几何意义就是向量加法的平行四边形法则.3.复数的减法可根据复数的相反数,转化为复数的加法来运算.1.复数z 1=3+i ,z 2=1-i ,则z 1-z 2在复平面内对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限答案 A解析 ∵z 1-z 2=(3+i)-(1-i)=2+2i , ∴z 1-z 2在复平面内对应的点位于第一象限. 2.已知|z |=3,且z +3i 是纯虚数,则z 等于( ) A .-3i B .3i C .±3i D.4i 答案 B解析 设z =x +y i(x ,y ∈R ),由z +3i =x +(y +3)i 为纯虚数,得x =0,且y ≠-3,又|z |=x 2+y 2=|y |=3,∴y =3.故选B.3.非零复数z 1,z 2分别对应复平面内的向量O A →,O B →,若|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,则( ) A .O A →=O B → B .|O A →|=|O B →| C .O A →⊥O B →D .O A →,O B →共线答案 C解析 如图,由向量的加法及减法法则可知,O C →=O A →+O B →,B A →=O A →-O B →.由复数加法及减法的几何意义可知,|z 1+z 2|对应O C →的模,|z 1-z 2|对应B A →的模.又|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,所以四边形OACB 是矩形,则O A →⊥O B →.4.复数z 满足z -(1-i)=2i ,则z 等于( )A .1+iB .-1-iC .-1+iD .1-i答案 A解析 z =2i +(1-i)=1+i.故选A.5.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:(1)向量AO →对应的复数; (2)向量CA →对应的复数; (3)向量OB →对应的复数.解 (1)因为AO →=-OA →,所以向量AO →对应的复数为-3-2i.(2)因为CA →=OA →-OC →,所以向量CA →对应的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)因为OB →=OA →+OC →,所以向量OB →对应的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i.。
文科数学复数知识点总结
文科数学复数知识点总结引言复数是数学中的一个重要概念,它不仅在数学理论中有着重要的应用,而且在物理、工程、经济等领域也有着广泛的应用。
在文科数学中,复数是一个重要的知识点,它涉及到复数的运算、复数的性质、以及复数在解析几何中的应用等内容。
一、复数的定义1.1 复数的概念在数学中,复数是实数和虚数的和,通常表示为a+bi,其中a是实部,b是虚部,i是虚数单位,满足i²=-1。
1.2 复数的表示复数可以用直角坐标系或极坐标系表示。
在直角坐标系中,复数a+bi可以表示为(x,y),其中x是实部a,y是虚部b。
在极坐标系中,复数a+bi可以表示为r(cosθ+isinθ),其中r是模长,θ是辐角。
1.3 复数的性质复数具有加法、减法、乘法和除法四则运算。
复数的加法和乘法满足交换律、结合律和分配律。
复数的乘法满足乘法对数的规律,即(ab)i=a(bi)。
二、复数的运算2.1 复数的加法和减法复数的加法和减法运算可以通过实部和虚部分别相加或相减得到结果,即(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i。
2.2 复数的乘法复数的乘法运算可以通过公式(ac-bd)+(ad+bc)i得到结果,即(a+bi)×(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i。
2.3 复数的除法复数的除法运算可以通过公式(ac+bd)/(c²+d²)+((bc-ad)/(c²+d²))i得到结果,即(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c²+d²)+((bc-ad)/(c²+d²))i。
2.4 复数的共轭复数a+bi的共轭是a-bi,共轭的性质包括共轭的共轭是本身,共轭的乘积是模长的平方,共轭的商等于原数和除数的商的共轭。
2.5 模长和辐角复数a+bi的模长是√(a²+b²),辐角是arctan(b/a)。
复数的加法与减法
复数的加法与减法1. 复数的定义复数是由实数和虚数组成的数,一般形式为a+bi,其中a为实部,b为虚部,i为虚数单位。
实部可以为任意实数,而虚部一般为实数乘以虚数单位i。
2. 复数的加法复数的加法可通过实部和虚部的相加得到。
给定两个复数A和B,形式分别为A = a+bi,B = c+di,其中a、b、c、d都为实数,则复数A和B的加法结果C =A + B可表示为:(a+c) + (b+d)i。
举例来说,如果A = 3+2i,B = 1+4i,则A + B = (3+1) + (2+4)i = 4 + 6i。
3. 复数的减法复数的减法也可通过实部和虚部的相减得到。
给定两个复数A和B,形式分别为A = a+bi,B = c+di,其中a、b、c、d都为实数,则复数A和B的减法结果C = A - B可表示为:(a-c) + (b-d)i。
举例来说,如果A = 3+2i,B = 1+4i,则A - B = (3-1) + (2-4)i = 2 - 2i。
4. 复数的加法和减法性质复数的加法和减法具有以下性质:•加法和减法满足交换律,即A + B = B + A,A - B = -B + A。
•加法和减法满足结合律,即(A + B) + C = A + (B + C),(A - B) - C = A - (B + C)。
•存在一个零元素0+0i,对任何复数A都有A + 0 = A,A - 0 = A。
•对于任何复数A,存在一个相反数-B,使得A + (-B) = 0,A - (-B) = A + B。
5. 实例演示让我们通过一个实例来演示复数的加法和减法。
假设有复数A = 2+3i,B = 4+5i,我们来计算A + B和A - B。
•A + B = (2+4) + (3+5)i = 6 + 8i•A - B = (2-4) + (3-5)i = -2 - 2i因此,复数A和B的加法结果为6 + 8i,减法结果为-2 - 2i。
复数与虚数概念与运算
复数与虚数概念与运算复数与虚数是数学中的重要概念,它们在许多领域中起着重要作用,尤其是在电气工程、物理学和工程学中。
本文将详细介绍复数与虚数的概念、运算规则及其在实际应用中的重要性。
1. 复数的定义和表示复数是由实数和虚数部分组成的数,通常用 a + bi 的形式表示,其中 a 是实数部分,b 是虚数部分,而 i 是虚单位,满足 i²=-1。
例如,3+ 2i 是一个复数,其中实数部分为 3,虚数部分为 2。
2. 虚数的定义和性质虚数是实数乘以虚单位 i 所得到的数,例如,5i 是一个虚数。
虚数有一些特殊的性质,例如虚数的平方为负数,虚数与虚数的乘积还是虚数等等。
3. 复数的运算规则复数的运算包括加法、减法、乘法和除法。
下面将介绍每一种运算的规则。
3.1 复数的加法和减法复数的加法和减法都是按照实数部分和虚数部分分别进行运算的。
例如,(3 + 2i) + (1 + 4i) = 4 + 6i,(3 + 2i) - (1 + 4i) = 2 - 2i。
3.2 复数的乘法复数的乘法是按照分配律进行计算的。
例如,(3 + 2i) × (1 + 4i) = 3 + 12i + 2i + 8i² = 3 + 14i - 8 = -5 + 14i。
3.3 复数的除法复数的除法是通过乘以共轭复数进行计算的。
共轭复数是将虚数部分取负,例如,共轭复数 of (3 + 2i) 是 (3 - 2i)。
因此,(3 + 2i) ÷ (1 + 4i) = (3 + 2i) × (1 - 4i) ÷ (1 + 4i) × (1 - 4i) = (-5 - 10i) ÷ 17 = -5/17 - (10/17)i。
4. 复数的重要性和应用领域复数在电气工程和物理学中具有重要的应用。
在电路分析中,复数用于描述交流电路中的电压、电流等。
在物理学中,复数被用于描述波动现象、量子力学等。
高考数学复数知识点课本
高考数学复数知识点课本一、复数的定义和表示方式在数学中,复数是由实数和虚数部分组成的数,可以用a+bi的形式表示,其中a为实数部分,bi为虚数部分,i是虚数单位,满足i²=-1。
二、复数的运算规则1. 复数的加法和减法对于两个复数a+bi和c+di,它们的加法减法可以按照实部和虚部分别相加减,即:加法:(a+bi) + (c+di) = (a+c) + (b+d)i减法:(a+bi) - (c+di) = (a-c) + (b-d)i2. 复数的乘法和除法对于两个复数a+bi和c+di,它们的乘法和除法规则如下:乘法:(a+bi) * (c+di) = (ac-bd) + (ad+bc)i除法:(a+bi) / (c+di) = [(ac+bd)/(c²+d²)] + [(bc-ad)/(c²+d²)]i3. 复数的共轭和模对于一个复数a+bi,它的共轭复数是a-bi,记作conj(a+bi)。
复数的模是指复数与原点距离的绝对值,可以表示为|a+bi| =√(a²+b²)。
4. 复数的指数形式复数也可以用指数形式表示,即a+bi = r * e^(θi),其中r为模的绝对值,θ为辐角,满足a=r*cos(θ),b=r*sin(θ)。
三、复数在数学问题中的应用1. 解方程在解一些特定的方程时,复数的概念可以起到重要的作用。
例如,某些方程的解在实数域中无解,但在复数域中存在解。
2. 向量的运算在向量运算中,复数可以表示为有向线段或向量,可以进行向量的加法、减法和乘法运算,方便解决相关问题。
3. 电路理论复数的运算和表示方式在电路理论中有广泛的应用。
通过引入复数的概念,可以简化电路分析和计算过程。
4. 振动和波动在振动和波动的研究中,复数可以用来描述振荡的周期性变化,方便分析和求解相关问题。
综上所述,复数是数学中重要的概念之一,它既包含了实数部分,又包含了虚数部分,可以方便地进行运算和表示。
高中数学中的复数及其运算规则
高中数学中的复数及其运算规则在高中数学中,复数是一个重要的概念,它不仅可以用来解决实数范围内无解的方程,还可以应用于许多实际问题中。
本文将介绍复数的定义、运算规则以及一些常见的应用。
一、复数的定义复数是由实数和虚数部分组成的数,通常用 a+bi 的形式表示,其中 a 和 b 都是实数,i 是虚数单位,满足 i^2 = -1。
实数部分 a 是复数的实部,虚数部分 b 是复数的虚部。
二、复数的运算规则1. 复数的加法和减法设有两个复数 z1 = a1+bi1 和 z2 = a2+bi2,则它们的和为 z1+z2 =(a1+a2)+(b1+b2)i,差为 z1-z2 = (a1-a2)+(b1-b2)i。
2. 复数的乘法设有两个复数 z1 = a1+bi1 和 z2 = a2+bi2,则它们的乘积为 z1*z2 = (a1a2-b1b2)+(a1b2+a2b1)i。
3. 复数的除法设有两个复数 z1 = a1+bi1 和 z2 = a2+bi2,则它们的商为 z1/z2 =(a1a2+b1b2)/(a2^2+b2^2) + ((a2b1-a1b2)/(a2^2+b2^2))i。
4. 复数的共轭复数 z = a+bi 的共轭复数记作 z* = a-bi。
共轭复数的实部与原复数相同,虚部的符号相反。
5. 复数的模复数 z = a+bi 的模记作 |z|,定义为|z| = √(a^2+b^2)。
复数的模表示复数到原点的距离。
6. 复数的幂运算设有一个复数 z = a+bi 和一个正整数 n,则 z 的 n 次幂定义为 z^n = (a+bi)^n = r^n(cos(nθ)+isin(nθ)),其中 r = |z|,θ 是 z 的辐角。
三、复数的应用1. 解方程复数可以用来解决实数范围内无解的方程,如 x^2+1=0。
设 x = a+bi 是方程的解,则代入方程得到 (a+bi)^2+1=0,展开后得到 a^2-b^2+2abi+1=0,由此可得到两个方程 a^2-b^2+1=0 和 2ab=0。
复数的运算与应用
复数的运算与应用复数是数学中的一个重要概念,它由实数部分和虚数部分组成。
在实际生活和科学研究中,复数的运算与应用广泛存在并发挥重要作用。
本文将探讨复数的基本运算规则和实际应用领域。
一、复数的基本运算规则1. 复数的表示形式复数可以用 a + bi 的形式表示,其中 a 为实数部分,b 为虚数部分,i 是虚数单位,满足 i^2 = -1。
例如,2 + 3i 就是一个复数。
2. 复数的加法和减法复数的加法和减法与实数的运算类似,实部与实部相加(减),虚部与虚部相加(减)。
例如,(2 + 3i) + (1 - 2i) = 3 + i,(2 + 3i) - (1 - 2i)= 1 + 5i。
3. 复数的乘法复数的乘法采用分配律,即 (a + bi) × (c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i。
例如,(2 + 3i) × (1 - 2i) = 8 - i。
4. 复数的除法复数的除法需要将除数的复数共轭乘以被除数,然后分子分母分别实部相除、虚部相除。
例如,(2 + 3i) ÷ (1 - 2i) = (4/5) + (7/5)i。
二、复数的应用领域1. 电路分析在电学领域中,复数广泛用于描述交流电路的分析和计算。
通过将电阻、电感和电容等元件的阻抗用复数表示,可以简化计算过程。
复数运算在求解电压、电流和功率等问题中发挥着重要作用。
2. 信号处理在信号处理领域,复数被用于描述和分析信号的频谱特性。
傅里叶变换是将信号从时域转换到频域的重要工具,复数的性质使得傅里叶变换能够有效描述信号的频谱分布和频域特性。
3. 物理学在量子力学和波动光学中,复数起到了关键的作用。
薛定谔方程中的波函数用复数表示,复数的模的平方表示了粒子在空间中的概率密度分布。
光的传播和干涉现象也可以用复数表示,例如,复振幅描述了光的强度和相位。
4. 统计学在统计学中,复数被应用于描述多维数据的特征和相似性。
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§3.2.1复数的加法和减法
【学习目标】
掌握复数的加法与减法的运算法则,了解其几何意义,能用平行四边形法则和三角形法则解决一些简单的问题。
【创设情境】
1.复数、点、向量之间的对应关系:复数z a bi =+ ←−−−→一一对应
复平面内的点(,)Z a b ←−−−→一一对应
平面向量OZ 。
2.实数可以进行加减乘除四则运算,且运算结果仍是一个实数,那么复数呢?
【概念形成】
已知:z 1=a +b i ,z 2=c +d i (a ,b ,c ,d ∈R .)
1.复数的加法:z 1+z 2=________________________
2.复数的减法:z 1-z 2=_________________________
例:(1)计算:(5-6i )+(-2-i )-(3+4i )
(2)计算:(2x +3y i )-(3x -2y i )+(y -2x i )-3x i (x 、y ∈R ).
(3)计算:(1-2i )+(-2+3i )+(3-4i )+(-4+5i )+…+(-2002+2003i )+(2003-2004i )
3.复数加减法的几何意义:
设复数z 1=a +bi ,z 2=c +di ,在复平面上所对应的向量为1OZ 、2OZ ,即1OZ 、2OZ 的坐标形式为1OZ =_________,2OZ =________1OZ 、2OZ 为邻边作平行四边形OZ 1ZZ 2,则对角线OZ 对应的向量是
OZ , ∴OZ = _____________________________________
思考:复数减法的几何意义
【例题解析】
例1、(1)已知复数z 1=2+i ,z 2=1+2i ,则复数z=z 2-z 1在复平面内所表示的点位于 ( )
A 第一象限
B 第二象限
C 第三象限
D 第四象限
(2) 已知复数z 1=2+i ,z 2=1+2i 在复平面内对应的点分别为A 、B ,求对应的复数z ,z 在平面内所对应的点在第几象限?
例2、复平面上三点A 、B 、C 分别对应复数1,2i ,5+2i ,则由A 、B 、C 所构成的三角形是 ( )
A.直角三角形
B.等腰三角形
C.锐角三角形
D.钝角三角形
例3、在复平面上复数-3-2i ,-4+5i ,2+i 所对应的点分别是A 、B 、C ,则平行四边形ABCD 的对角线BD 所对应的复数是 ( )
A.5-9i
B.-5-3i
C.7-11i
D.-7+11i
【巩固提高】
1、复数z 1=1+2i ,z 2=-2+i ,z 3=-1-2i ,它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.
2、已知复数z 1=a 2-3+(a +5) i , z 2=a -1+(a 2+2a -1) i (a ∈R )分别对应向量1OZ 、2OZ (O 为原点),若向量21Z Z 对应的复数为纯虚数,求a 的值.。