《3.1.1数系的扩充与复数的概念》教学案2
3.1.1数系的扩充和复数的概念(教学设计)
§3.1.1数系的扩充和复数的概念(教学设计)教学目标:知识与技能目标:了解引进复数的必要性;理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部、复数相等)。
理解虚数单位i 以及i 与实数的四则运算规律。
过程与方法目标:通过问题情境,了解扩充数系的必要性,感受数系的扩充过程,体会引入虚数单位i 和复数形式的合理性,使学生对数的概念有一个初步的、完整的认识。
情感、态度与价值观目标:通过问题情境,体会实际需求与数学内部矛盾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。
教学重点:复数的概念,虚数单位i ,复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念是本节课的教学重点.复数在现代科学技术中以及在数学学科中的地位和作用教学难点:虚数单位i 的引进及复数的概念是本节课的教学难点.复数的概念是在引入虚数单位i 并同时规定了它的两条性质之后,自然地得出的.在规定i 的第二条性质时,原有的加、乘运算律仍然成立教学过程:一、创设情境、新课引入:数的概念是从实践中产生和发展起来的.早在人类社会初期,人们在狩猎、采集果实等劳动中,由于计数的需要,就产生了1,2,3,4等数以及表示“没有”的数0.自然数的全体构成自然数集N 随着生产和科学的发展,数的概念也得到发展为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题,人们引进了分数;为了表示各种具有相反意义的量以及满足记数的需要,人们又引进了负数.这样就把数集扩充到有理数集Q .显然N Q .如果把自然数集(含正整数和0)与负整数集合并在一起,构成整数集Z ,则有Z Q 、N Z .如果把整数看作分母为1的分数,那么有理数集实际上就是分数集有些量与量之间的比值,例如用正方形的边长去度量它的对角线所得的结果,无法用有理数表示,为了解决这个矛盾,人们又引进了无理数.所谓无理数,就是无限不循环小数.有理数集与无理数集合并在一起,构成实数集R .因为有理数都可看作循环小数(包括整数、有限小数),无理数都是无限不循环小数,所以实数集实际上就是小数集因生产和科学发展的需要而逐步扩充,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾,分数解决了在整数集中不能整除的矛盾,负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾,无理数解决了开方开不尽的矛盾.但是,数集扩到实数集R 以后,像x 2=-1这样的方程还是无解的,因为没有一个实数的平方等于-1.由于解方程的需要,人们引入了一个新数i ,叫做虚数单位.并由此产生的了复数二、师生互动、新课讲解1.虚数单位i :(1)它的平方等于-1,即 21i =-;(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立.2. i 与-1的关系: i 就是-1的一个平方根,即方程x 2=-1的一个根,方程x 2=-1的另一个根是-i !3. i 的周期性:i 4n+1=i, i 4n+2=-1, i 4n+3=-i, i 4n =14.复数的定义:形如(,)a bi a b R +∈的数叫复数,a 叫复数的实部,b 叫复数的虚部全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C 表示*3. 复数的代数形式: 复数通常用字母z 表示,即(,)z a bi a b R =+∈,把复数表示成a +bi 的形式,叫做复数的代数形式4. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数(,)a bi a b R +∈,当且仅当b =0时,复数a +bi (a 、b ∈R )是实数a ;当b ≠0时,复数z =a +bi 叫做虚数;当a =0且b ≠0时,z =bi 叫做纯虚数;当且仅当a =b =0时,z 就是实数0.5.复数集与其它数集之间的关系:N Z Q R C .6. 两个复数相等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等这就是说,如果a ,b ,c ,d ∈R ,那么a +bi =c +di ⇔a =c ,b =d复数相等的定义是求复数值,在复数集中解方程的重要依据 一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如3+5i 与4+3i 不能比较大小.现有一个命题:“任何两个复数都不能比较大小”对吗?不对如果两个复数都是实数,就可以比较大小 只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小例1:请说出复数1132,,,0.222i i i +-的实部和虚部,有没有纯虚数? 答:它们都是虚数,它们的实部分别是3,21,-3;,0虚部分别是2,-3,-21,-0.2 i -0.2 是纯虚数.例2(课本P103例1):实数m 取什么数值时,复数z =m +1+(m -1)i 是:(1)实数? (2)虚数? (3)纯虚数?[分析]因为m ∈R ,所以m +1,m -1都是实数,由复数z =a +bi 是实数、虚数和纯虚数的条件可以确定m 的值.解:(1)当m -1=0,即m =1时,复数z 是实数;(2)当m -1≠0,即m ≠1时,复数z 是虚数;(3)当m +1=0,且m -1≠0时,即m =-1时,复数z 是纯虚数.变式训练2:当m 为何实数时,复数(1)实数 (2)虚数 (3)纯虚数解:(1)m=1±;(2)1m ≠±;(3)m=-2例3:已知(x+y )+(x-2y )i=(2x-5)+(3x+y )i ,求实数x,y 的值.略解:x=3,y= -2222(1)Z m m m i=+-+-课堂练习1:(课本P104练习NO :1;2;3)课堂练习2:1.a=0是复数a+bi(a,b ∈R )为纯虚数的( )A.必要条件B.充分条件C.充要条件D.非必要非充分条件2.以3i-2的虚部为实部,以3i 2+3i 的实部为虚部的复数是( )A.-2+3iB.3-3iC.-3+3iD.3+3i3.下列n 的取值中,使i n =1(i 是虚数单位)的是( )A.n=2B.n=3C.n=4D.n=54.复数z=i+i 2+i 3+i 4的值是( )A.-1B.0C.1 D.i5.我们已知i 是-1的一个平方根,即方程x 2=-1的一个根,那么方程x 2=-1的另一个根是________.6.复数i 2 (1+i)的实部是________.7、:已知(2x -1)+i =y -(3-y )i ,其中x ,y ∈R ,求x 与y .解:根据复数相等的定义,得方程组⎩⎨⎧--==-)3(1,12y y x ,所以x =25,y =4 三、课堂小结,巩固反思:这节课我们学习了虚数单位i 及它的两条性质,复数的定义、实部、虚部及有关分类问题,复数相等的充要条件,复平面等等.基本思想是:利用复数的概念,联系以前学过的实数的性质,对复数的知识有较完整的认识,以及利用转化的思想将复数问题转化为实数问题。
教学设计2:3.1.1数系的扩充和复数的概念
3.1.1数系的扩充和复数的概念教学设计一、教学背景分析1.本课时在教材中的地位与作用本节课在教材中起着承上启下的作用,能够让学生了解数系扩充的历史,感受数学的理性精神及数学在解决生产生活问题中的价值,渗透数学文化.2.学情分析高二学生的理性思维已经得到发展,能够较为理性的分析和解决问题,但是对虚数单位i的理解以及复数的分类是难点也是重点,需要给学生足够的时间去经历知识的生成,而不是灌输式的将结论直接告诉学生、而后通过大量练习进行强化.3.教学目标的确定及依据知识与技能目标:了解数系扩充的过程,理解复数的基本概念,掌握复数相等的充要条件.过程与方法目标:经历理性分析数系扩充的过程,运用类比推理的方法实现从实数系向复数系的扩充.情感态度与价值观目标:强化理性思维的价值,渗透数学文化.4.教学重点、难点及处理办法教学重点:了解引入复数的必要性,理解复数的基本概念.教学难点:了解数系扩充的过程,理解并接受虚数单位i.二、教法与学法分析教学方法:诱思探究法合作交流法学法分析:建构-探究-归纳-应用.三、教学过程根据以上分析,教学过程从精设问题、引发冲突;引入新数、生成概念;应用举例、强化新知;课堂小结、回顾归纳;布置作业、课外拓展五个环节进行设计:四、教学效果预测学生了解了数系扩充的必要性与合理性,能够类比从自然数系一步步扩充到实数系的过程完成从实数系向复数系的扩充.经历了概念的生成过程,理解复数的代数表达形式,掌握实部、虚部的概念,能够清晰的掌握复数的分类,体会并掌握复数相等的充要条件.享受解决问题的愉悦,感悟数系扩充的历史.但是对虚数单位i的理解和接受是重点也是难点,学生掌握的情况仍需通过课后的作业、练习进行检测和反馈.。
第三章数系的扩充与复数的引入3.1.1数系的扩充和复数的概念教案新人教A版选修1_2
3.1.1数系的扩充与复数的概念
.a叫实部,b叫虚部,数集
C ={a +bi|a,bwR}叫做复数
集。
出示例1:下列数是否是复数,试找出它们各自的实部和虚部。
2+3i,8 —4i,8 +3i,6, i,-2 —9i,7i,0 规定:
a +bi =c +di 二 a =c且b=d,强
调:两复数不能比较大小,只有
等与不等。
②讨论:复数的代数形式中规定
a,b匕R,a,b取何值时,它为实
数?数集与实数集有何关系?
③定义虚数:a+bi,(b式0)叫做
虚数,bi,(b H0)叫做纯虚数。
④数集的关系:
实数(b=0)
复数Z.疥:一般虚数(b
虚数(b式0)2
、■纯虚数(b
弐
上述例1中,根据定义判断哪些
是实数、虚数、纯虚数?
练习:已知复数a +bi与
3+(4—k)i相等,且a +bi的实
部、虚部分别是方程
2
x -4x -3 -0的两根,试求:
a,b,k的值。
(讨论3+(4—k)i 中,
ai
I
a+bi
是否都符合复数的一
般代数形式?
让学生学会利用复数
的一般代数形式,判断复数的实部与虚部
强调:两复数不能比
较大小,只有等与不等。
丰 a #
0,a=0)
让学生理解复数集与
实数集,纯虚数集的
关系
根据定义判断哪•些为实数,虚数,纯虚数,
让学生完成练习完成答题,体会实部与虚部
区分实数,虚数,纯虚数的条件理解复数集实数集-的联系
完成判断。
高中数学3.1.1数系的扩充与复数的概念教学设计
课型:新授课课时:一课时年级:高二〔下〕一、教材分析《数系的扩充与复数的引入》是新课标高中数学选修2-2第三章的第一节课的内容,属于高中数学必修课程中几何与代数主题下的内容。
这节课的主要内容是数系扩充的意义与复数概念的引入,是第一次提出数系扩充的概念,也是阶段数系的最后一次扩充,对于高中生来说,对复数的根本概念的掌握是十分重要的,复数的学习不仅是高中数学中的重要内容,可以帮助学生对数的概念有一个初步的较为完整的认识,也给他们运用数学解决问题增添了新的工具。
并且在实际生活中,复数在电力学、热力学、流体力学、固体力学、系统分析、信息分析等方面都得到了广泛发运用,是现代人才必备的根底知识之一。
因此本节课具有重要的承前启后的作用,是本章的重点内容。
二、学情分析本节课之前,学生已经有了根本的数系扩充的经历与体会,这些内容的学习为本节发学习起到了一定的铺垫作用,但是学生对数的分类的掌握还是主要依靠简单的概念理解与记忆,对数系扩充过程中实际意义及在这其中人类理性的作用体会并不是很深,现阶段大局部学生学习的自主性较差,主动性不够,学习有依赖性,并且局部学生学习的信心不够,对数学产生不了兴趣,学生有根本的分类与抽象概括的数学方法与思想思想,并且观察抽象能力,以及特殊到一般的概括、归纳能力,逻辑思维能力得到了一定的锻炼。
通过情境设置引导学生独立思考,大胆探索和灵活运用分类,归纳等数学思想的学习方法,可以让学生很好的掌握本节课的内容体会数学扩充的意义。
三、教学目标1.知识与技能(1)通过回忆数系扩充的过程,体会数系扩充的必要性与意义,能说出每次数系扩充的实际意义;(2)理解并掌握复数的有关概念〔复数、复数集、复数的代数形式、实部、虚部〕,能准确说出复数的实部虚部;(3)理解并掌握复数相等的充要条件、复数集与实数集的关系、复数的分类,并能用语言或图形表达复数的分类,能解决含有字母的复数相关问题。
2.过程与方法(1)通过回忆数系扩充的过程,让学生通过类比的方法对实数系进行扩充,提高学生类比思考与总结归纳的能力。
教学设计1:3.1.1 数系的扩充和复数的概念
3.1.1数系的扩充和复数的概念【教学目标】依照课程标准对本节课的要求,本节课的教学目标如下:(1)通过回忆数系的扩充过程,观察所列举的复数能简述复数的定义,并能说出复数的实部与虚部.(2)通过小组讨论能将复数归类,并能用语言或图形表达复数的分类,会解决含有字母的复数的分类问题.(3)通过比较给出的两个复数能归纳出复数相等的充要条件,并能解决与例题相似的题目.【教学重点】复数的概念【教学难点】虚数单位i的引进及复数的概念【教学过程】一、问题情境(多媒体)问题1:同学们,从小到大,我们认识了各种各样的数.进入高中,我们学习了集合,你知道的数集有哪些?分别用什么记号表示?问题2:你能用集合关系符号将这些数集“串”起来吗?设计意图:一方面从学生已有的认知入手,便于学生快速进入学习状态,激发他们的学习热情,培养学生的归纳、概括与表达能力;另一方面为引入虚数单位“i”埋下伏笔,引入课题.恩格斯曾经说过:“各种数集是数学的两大基本柱石之一,整个数学都是由此提炼、演变与发展起来的.”如此高的评价,看来我们要好好体会其中的奥秘,最熟悉的地方往往也能发现亮丽的风景.这些数并不是从来就有,也不是从天而降的,任何事物的发生发展总是有原因的.远古的人类,为了统计捕获的野兽和采集的野果,创造了自然数,那么其它数呢?它们产生的原因是什么呢?(归纳学生的回答:原因之一——客观需求)从数学内部看,我们研究数,与数的运算是分不开的,数集只是包含了运算的对象,那么运算的规则呢?一代代数学家们追求的不仅仅是数集的扩充,更是运算规则的完善.二、学生活动问题3:我们常说的运算,是指加、减、乘、除、乘方、开方等运算,思考一下,这些运算在各个数集中总能实施吗?(学生回答)追问:这些问题是怎么解决的呢?——添加新数通过添加新数,解决了某些运算在原来的数集中不是总可以实施的矛盾.正是数学家们追求完美的理性精神,促使他们不断发现问题,解决问题,从而推动数学的发展.(原因之二——数学内因)设计意图:让学生思考数集扩充的原因,在此基础之上,帮助学生重新建构数集的扩充过程,这是本节课的生长点.问题4:那么在实数范围内加、减、乘、除、乘方、开方这些运算总能实施了吗?问题5:需要解决什么问题?(负数开偶次方的问题)我们知道,非负数可以开平方,负数只能开奇次方?现实的问题摆在眼前,如何才能解决?——添加新数学生讨论:尝试添加新数,求解方程222=-=--=-.1,2,(1)1x x x设计意图:教师引领学生采用类比的思想,将问题转化为找一个数的平方为-1,从而让“引入新数”水到渠成.第一个正视这类问题的是意大利数学家卡尔丹.16世纪,意大利数学家卡尔丹遇到问题“将10分成两部分,使两者的乘积等于40”时,出现了困惑.他认为把答案写成“15+和5--”就可以满足条件,但是却无法解释.面对这些矛盾,笛卡尔、欧拉、高斯等一个5-15又一个数学家们加入了研究的队伍,经过他们严密的论证,最后终于确定了它的合理地位.但是这类数与之前得到的实实在在的实数相比,似乎缺少有力的现实基础,所以法国数学家笛卡尔就将其命名为“虚数”,表示与实数相对应.从此虚数也加入了数的行列,与实数“平起平坐,和平共处”.1777年,瑞士数学家欧拉首次提出用i表示平方等于-1的新数.1801年,德国数学家高斯系统地使用了这个符号,使i通行于世.三、建构数学实数集的扩充就从引入平方等于-1的“新数”i开始的.(一)我们引入新数i,叫做“虚数单位”,并规定:(1)i2=-1;(2)实数可以与i进行四则运算,进行四则运算时,原有的加法、乘法运算律仍然成立.由这两个规定,我们得到:i代表一个数,;另外规定(2)保证了虚数加入后,能与实数“和平共处,互帮互助”.根据以上两项规定,请同学们思考问题6:添加的新数仅仅是i吗?问题7:你还能写出其他含有i的数吗?问题8:你能写出一个形式,把刚才所写出来的数都包含在内吗?设计意图:学生通过问题6、7的铺垫,引导学生由特殊到一般,抽象概括出复数的代数形式z=(,)+∈R,帮助学生主动建构复数的代数形式.a bi a b我们构造的数都可以用bia+是由实数与虚数单位i“复合”运作而成,我们把a+来表示.bi它们称为复数,由所有的复数组成的集合称为复数集,记作C,我们常用字母z表示复数.(二)bia+为复数的代数形式,其中a叫复数的实部,b叫=(Rz+ab,),也称bia∈复数的虚部(是实数).由此,追问:(,)+∈R能表示实数吗?a bi a b问题9:实数集与扩充后的复数集是什么关系呢?问题10:复数集、实数集、虚数集、纯虚数集它们之间是什么关系呢?你能用图表的形式画出来吗?设计意图:学生通过讨论自然而然地想到要对复数进行分类,从而深化对复数概念的理解.问题10是让学生直观地感受复数的分类,进一步深化复数的概念.从而攻克本节制定的第二个教学目标.问题11:两个二项式相等的充要条件是什么?你能类比得出两个复数相等的充要条件吗?设计意图:引导学生类比两个二项式相等的条件,归纳出复数相等的充要条件,即实部与实部相等并且虚部与虚部相等.并在此时告诉学生两个复数只能说相等或者不相等,除非它们都是实数时才可以比较大小.伴随着此问题的解决使得本节最后一个教学目标顺利呈现. (三)复数的相等如果两个复数的实部与虚部分别相等,则称两个复数相等,即:a+bi =c+d i (a,b,c,d ∈R) ⇔ a= c 且b =d.例1、 指出下列复数的实部和虚部(1)4;(2)23;(3)56;(6)2i i i -+-+ 注意:复数的实部与虚部都是实数.例2.实数m 分别取什么值时,复数z =m (m -1)+(m -1)i 是:(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?分析:因为m ∈R ,所以11--m ),m (m 都是实数,由复数z=a +bi (a,b ∈R)是实数、虚数、纯虚数与零的条件可以确定实数m 的值..00101310121011为纯虚数时,即)当(为虚数;时,即)当(为实数;时,,即)当解(z m ,m )m (m z m ,m z m m =⎩⎨⎧≠-=-≠≠-==-练习1:已知z=m 2(1+i)−(m +i),m 为实数,当m 为何值时,复数z 是(1)实数 (2)虚数 (3)纯虚数设计意图:例题1主要是前后照应,采用概念同化的方式完善认知结构;实现对目标1的巩固.例题2及练习1主要是巩固复设定的目标2中数的分类标准.让学生在解决问题的过程中内化复数有关概念,起到及时反馈、学以致用的功效.设计意图:强化复数相等的充要条件,并让学生感受到复数问题可以化归为实数问题来求解.例3: 已知(2x -1)+i =y -(3-y )i ,其中x,y ∈R,求x,y 的值.解:根据复数相等的定义,得方程组设计意图:强化复数相等的充要条件,并让学生感受到复数问题可以化归为实数问题来求解解:由题意得 {2x −1=y 1=−(3−y ) 解得{x =52y =4设计意图:强化复数相等的充要条件,并让学生感受到复数问题可以化归为实数问题来求解. 的值求,小于且已知复数求实数)若((:练习k z R k i k k k k z yx i x i y i 0),()65(3)2(,,9-1)2(-)10-31222∈+-+-==++(1) x=1,y=1 (2) k=2设计意图:此题主要是为了及时巩固、检查课堂效果;从而进一步提升学生分析问题和解决问题的能力.(四)课堂小结通过本节课的学习,你有哪些收获?还存在哪些疑问?并抛出问题:实数能用数轴上的点来表示,所有的复数也能用数轴上的点来表示吗?设计意图:通过学生总结、教师提炼,深化内容,让学生体会数系扩充过程中蕴含的创新精神和实践能力.提出问题激发学生对复数的后续学习的欲望,为下节课学习埋下伏笔.(五)作业布置1、书面作业:课后习题A组第1、2题.2、知识拓展作业:小组成员交流合作,写一篇与数系扩充和发展有关的小论文;这节课,我们共同感受了数的概念发展的过程,虚数的出现与很多新生事物一样,刚开始并不为人所接受.对于“虚数”的研究,经历了漫长的过程,最终人们发现复数在物理学,空气动力学等很多领域的实际作用后,虚数才被大家所接受,正所谓实践才是检验真理的唯一标准.“数系发展到复数之后还能不能继续扩充?随着数学领域的不断扩展,或许有一天数系会冲破复数集的约束,迈向更广的数系空间.建议有兴趣的同学课下了解章末阅读材料中“四元数”的内容.。
《3.1.1数系的扩充和复数的概念》教学设计
《3.1.1数系的扩充和复数的概念》教学设计一、 问题导入在实数集,像x 2=-1这样的方程还是无解的二、 知识回顾在研究实际问题和代数方程的过程中,推动了数系的扩充:1.自然数是“数”出来的,产生了自然数集N ;2.为了使类似x +5=3的方程有解,引入了负整数;N3.为了使类似5x =3的方程有解,引入了分数;Z Q4.为了使类似x 2=3的方程有解,引入了无理数;Q R思考:数系的每次扩充有什么共同特点?提问学生① 用图形展示以上数集间的关系:新数集真包含原有数集 ②引入新数③原有数集的加法乘法运算律仍然成立。
三、 新知构建我们能否将实数集进行扩充,使得在新的数集中,方程x 2=-1能得到圆满解决呢?引入新数i 满足两点:(1)它的平方等于-1,即i 2=-1 .(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立. 2.i 与-1的关系: 就是-1的一个平方根,即方程x 2=-1的一个根。
1.i 叫做虚数单位 。
例举a +i ,0+bi ,a +0i ,0+1i ,归纳得复数的概念2.复数的概念:形如a +bi (a 、b ∈R ) 的数叫复数, a 叫复数的实部, b 叫复数的虚部, 全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C 表示。
3. 复数的代数形式: 复数通常用字母z 表示,即把复数表示成a +bi 的形式,叫做复数的代数形式。
4. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数 ,当且仅当b =0时,复数a +bi (a 、b ∈R )是实数a ;当b ≠0时,复数z =a +bi 叫做虚数;当a =0且b ≠0时,z =bi 叫做纯虚数;当且仅当a =b =0时,z 就是实数0.四、知识拓展介绍复数的发展史,对复数产生有杰出贡献的数学家:卡当,笛卡尔,欧拉,高斯。
五、深化理解请同学们小组讨论:(1)总结复数的分类(2)所有数集间的关系(3)方程的x 2=-1的所有根六、复数相等在复数集C ={}R b a bi a ∈+,中,任取两个数)与R d c b a di c bi a ∈++,,,(,我们规定:,di c bi a ++与相等的充要条件是a =c 且b =d ,记作,di c bi a +=+)R d c b a ∈,,,(,特殊的⇔=+0bi a a =b =0 .【例1】说出下列复数的实部和虚部,并说明哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数. ①72+; ②i 72; ③0; ④2i ; ⑤85+i ; ⑥i 293-; ⑦)31(-i ; ⑧i 22-; ⑨i ; ⑩22. 实数: ①③④⑩虚数: ②⑤⑥⑦⑧⑨纯虚数: ②⑦⑨【例2】实数m 取什么值时,复数i m m z )1(1-++=是(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数。
3.1.1《熟悉的扩充和复数的概念》教案
课题:《数系的扩充和复数的概念》教案
一、教材分析
本课选自普通高中课程标准实验教科书选修2-2第三章第一节《数系的扩充和复数的概念》。
复数的引入是中学阶段数系的又一次扩充,这不仅可以使学生对于数的概念有一个初步的、完整的认识,也为进一步学习数学打下了基础。
通过本节课的学习,要使学生在问题情境中了解数系扩充的过程以及引入复数的必要性。
二、教学目标
1. 知识与技能:了解引进复数的必要性;理解并掌握虚数的单位i.
2. 过程与方法:理解并掌握虚数单位与实数进行四则运算的规律
3. 情感、态度与价值观:理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部)理解并掌握复数相等的有关概念
三、教学重点、难点:
复数的概念,虚数单位i,复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念是本节课的教学重点.
教学难点:虚数单位i的引进、复数的概念及复数相等是本节课的教学难点.
四、教学方法:
根据上述分析,贯彻启发性教学原则,结合本校学生实际水平,确定本节课主要使用两种教学方法:1、情景探究式教学;2、讲练结合教学。
五、教学过程:
六、板书设计:。
数系的扩充与复数的引入 (2).
课堂教学单元教案科目:高二数学课题:数系的扩充与复数的引入一.数学分析:(1)复数系是在实数系的基础上扩充儿得到的,为了帮助学生了解学习复数的必要性,了解实际需求和数学内部的矛盾在数系扩充中的作用,本章从一个思考问题开始,在问题情境中简单介绍了由实数系扩到复数系的过程,这样不仅可以激发学生的学习复数的欲望,而且也可以比较自然的引入复数的学习之中。
复数的概念是整个复数内容的基础,复数的有关概念都是围绕复数的代数形式展开的,虚数单位、实部、虚部、复数相等的充要条件、以及虚数,纯虚数等概念的理解都应促进对复数实质的理解,即复数实际上一有序的实数对。
类比实数可以用数轴上的点表示,把复数在直角坐标系中表示出来,就得到了复数的集合表示。
用复平面内的点或平面向量表示复数,不仅使抽象的复数得到直观形象的表示,而且也使数和形得到了有机的结合。
(2)复数代数形式的四个运算,及复数代数形式的加法,减法,乘法和除法,重点是加法和乘法。
复数加法和乘法的法则是规定的,是具有其合理性的;这种规定与实数的加法,乘法的法则是一致的,而且实数的加法,乘法的有关运算仍然成立的。
二.学情分析:1.知识掌握上,高二年级的学生已经学过实数的扩充,已经有一定基础,但是扩充的过程可能会有所遗忘,所以首先应该进行适当的引入复习,同时高二的学生已经掌握了一些分析思考的能力,所以教学中通过问题的提出到解决过程有意识地进一步应用、提高学生的这些能力;2.心理上,多数学生感觉到数学过于枯燥繁琐,而且刚刚学的一章内容“推理与证明”又是数学中的难点,所以学生对新的一块内容可能也带有异样情绪,因此在引入、学习时要能让学生们能够感兴趣并且愿意去了解;3.学生学习本节内容可能存在的知识障碍:学生学习本节内容可能会遇到一些障碍,如对复数的理解,复数的引入是否具有实际意义,复数的引入是否具有实际应用,复数相等条件的理解等。
所以教学中对复数概念的讲解中尽量以简单明白、深入浅出的分析为主,在引入后花少许时间对复数的实际意义、复数的实际应用作以解释。
人教版高中选修1—2数学3.1数系的扩充和复数的概念教案(2)
板书设计:
[教学反馈]
学生对于如何进行数系的扩充有了一定的认识,大体理解复数的分类,复数相等的充要
条件,课本作业的完成情况较好,但部分同学对于逻辑连结词“或”、“且”的理解不到位,
一是不知该使用或还是且,二是或与且的连结不知如何得到结果。
【教学反思】
这节课我们学习了虚数单位i及它的两条性质,复数的定义、实部、虚部及有关分类问题,复数相等的充要条件,复平面等等.基本思想是:利用复数的概念,联系以前学过的实数的性质,对复数的知识有较完整的认识,以及利用转化的思想将复数问题转化为实数问题复数的概念如果单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的历史,让学生体会到数集的扩充是生产实践的需要,也是数学学科自身发展的需要;介绍数的概念的发展过程,使学生对数的形成、发展的历史和规律,各种数集中之间的关系有着比较清晰、完整的认识.从而让学生积极主动地建构虚数的概念、复数的概念、复数的分类。
高中数学新人教版A版精品教案《3.1.1 数系的扩充和复数的概念》
2过程与方法目标:(1)经历数概念的发展和数系的扩充,体会实际需求与数学内部矛盾在数系扩充过程中的作用; (2)通过借助复数几何意义来加深对复数及其有关概念的理解,渗透数形结合的数学思想方法 3情感、态度与价值观目标:在经历数概念的发展和数系扩充的过程中,激发学生对数学的兴趣,培养他们的钻研与探索精神五、教学重点、难点1. 教学重点:初步理解复数及有关概念,初步理解复数的几何意义; 2. 教学难点: 对虚数的理解六、 教法与手段1教学方法: 发生教学法:发生教学法的基础是数学史,是数学史融入数学教育的一种方式发生教学法要求教师了解所教主题的历史;理解该主题历史进化的关键步骤;在现代情境下重构推动进化的关键思想或问题,使之在教学上适合介绍新的概念、方法或理论;按从易到难得顺序给出系列问题,后面的问题建立在前面问题的基础上,采取有序的问题驱动模式,揭示知识产生的动机,借以促进学生的学习 2教学手段:提出问题 课堂检测数系的扩充 探究途径 解决问题 总结提升 导入复数的几何表示:平面直角坐标系中的点一一对应点(,)z a bi Z a b =+←−−−−−→师:表示复数的平面叫做复平面,轴称为实轴,对应实部;轴称为虚轴,对应虚部例如,原点0,0表示实数0, 实轴上的点2,0表示实数2 虚轴上的点0,-1表示纯虚数-i,点-2,3表示复数-23i复数的几何意义:平面向量一一对应z a bi OZ =+←−−−−−→点评:通过有序数对a,b 将复数和复平面上的点及平面向量建立起一一对应的关系同向量一样,复数有运算法则和模,这些内容我们下节课探究练习2复数和复平面上的点连连看3)4(0)3(3)2(23)1(--i i 练习3在复平面中,复数-2i1对应的点位于 A 一象限 B 二象限 C 三象限 D 四象限学生答复数的分类四、解决问题师:经历了将实数集扩充到复数集的艰辛过程,我们提出的问题是否得到了解决师:通过数系扩充到复数系,一元二次方程无实解的问题在复数集中得到了解决,复数在其他方面有更广泛的应用等待同学们的探索学生解出答案提出问题,寻找途径,最终落实到解决问题上,让学生体会问题得以解决的成功感1′五、总结新知师:从知识、学习方法、数学思想三个方面谈谈自己的收获学生分享自己的收获通过归纳总结的过程,促使学生形成知识体系,锻炼学生抽象概括能力1′六、课堂检测师:课前预习、课堂探究、课下复习检测是学习的基本环节,请同学们进入检测环节学生独立完成利用相关题目,巩固所学知识,检测知识达成度2′问题预设:有学生出错解决方案:学生自己改错九、板书设计数系的扩充和复数的概念一、虚数单位i 例1二、复数的概念三、几何意义十、教学设计特点1体现数学的文化内涵。
3.1.1数系的扩充和复数的概念教案
3.1.1数系的扩充和复数的概念教案篇一:3.1.1数系的扩充与复数的概念(教案)3.1.1数系的扩充与复数的引入【教学目标】1.了解解方程等实际需要也是数系发展的一个主要原因,数集的扩展过程以及复数的分类表;2.理解复数的有关概念以及符号表示;3.掌握复数的代数表示形式及其有关概念;4.在问题情境中了解数系得扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程求根)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。
【学情分析】学生为文科普通版班学生,基础较差,理解力一般,且个别学生学习积极性不够高。
【重点难点】教学重点:引进虚数单位i的必要性、对i的规定以及复数的有关概念。
教学难点:复数概念的理解。
【教学过程】【导入】知识形成过程1.对数集因生产和科学发展的需要而逐步扩充的过程进行概括(教师引导学生进行简明扼要的概括和总结)自然数→分数→负数→整数→有理数→无理数→实数2.提出问题我们知道,对于实系数一元二次方程x?1?0,没有实数根。
我们能否将实数集进行扩充,使得在新的数集中,该问题能得到圆满解决呢?【活动】组织讨论,研究问题我们说,实系数一元二次方程x?1?0没有实数根。
实际上,就是在实数范围内,没有一个实数的平方会等于负数。
解决这一问题,其本质就是解决一个什么问题呢?组织学生讨论,引导学生研究,最后得出结论:最根本的问题是要解决-1的开平方问题。
即一个什么样的数,它的平方会等于-1。
【讲授】引入新数1.引入新数i,并给出它的两条性质根据前面讨论结果,我们引入一个新数i,i叫做虚数单位,并规定:(1)i??1;(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有的加、乘运算律仍然成立。
有了前面的讨论,引入新数i,可以说是水到渠成的事。
这样,就可以解决前面提出的问题(?1可以开平方,而且?1的平方根是?i)。
2.提出复数的概念根据虚数单位i的第(2)条性质,i可以与实数b相乘,再与实数a相加。
数系的扩充与复数的概念教案
3.1.1数系的扩充与复数的概念【教学目标】(1)在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求在数系扩充过程中的作用理解复数的基本概念(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方法【教学重难点】重点:引进虚数单位i的必要性、对i的规定、复数的有关概念难点:实数系扩充到复数系的过程的理解,复数概念的理解【教学过程】一、创设情景、提出问题问题1:我们知道,对于实系数一元二次方程,没有实数根.我们能否将实数集进行扩充,使得在新的数集中,该问题能得到圆满解决呢?问题2:类比引进,就可以解决方程在有理数集中无解的问题,怎么解决在实数集中无解的问题呢?问题3:把实数和新引进的数i 像实数那样进行运算,并希望运算时有关的运算律仍成立,你得到什么样的数?二、学生活动1.复数的概念:⑴虚数单位:数__叫做虚数单位,具有下面的性质:①_________②______________________________________________⑵复数:形如__________叫做复数,常用字母___表示,全体复数构成的集合叫做______,常用字母___表示.⑶复数的代数形式:_________,其中____叫做复数的实部,___叫做复数的虚部,复数的实部和虚部都是___数.(4)对于复数a+bi(a,b∈R),当且仅当_____时,它是实数;当且仅当_____时,它是实数0;当_______时, 叫做虚数;当_______时, 叫做纯虚数;2.学生分组讨论⑴复数集C和实数集R之间有什么关系?⑵如何对复数a+bi(a,b∈R)进行分类?⑶复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,可以用韦恩图表示出来吗?3.练习:(1).下列数中,哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数?并分别指出这些复数的实部与虚部各是什么?2+ 2i , 0.618, 2i/7 , 0,5 i +8, 3-9 i(2)、判断下列命题是否正确:(1)若a、b为实数,则Z=a+bi为虚数(2)若b为实数,则Z=bi必为纯虚数(3)若a为实数,则Z= a一定不是虚数三、归纳总结、提升拓展例1 实数m分别取什么值时,复数z=m+1+(m-1)i是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?解:归纳总结:确定复数z=a+bi是实数、虚数、纯虚数的条件是:练习:实数m分别取什么值时,复数z=m2+m-2+(m2-1)i是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?两个复数相等,即两个复数相等的充要条件是它们的实部与虚部分别对应相等.也就是a+bi=c+di _______________________(a、b、c、d为实数)由此容易出:a+bi=0 _______________________例2已知x +2y +(2x+6)i=3x-2 ,其中,x,y为实数,求x与y.四、反馈训练、巩固落实1、若x,y为实数,且 2x -2y+(x+ y)i=x-2 i求x与y.2、若x为实数,且(2x2-3x-2)+(x2-5x+6)i=0,求x的值.。
人教A版选修1-2《3.1.1数系的扩充和复数的概念》教案设计
3.1.1 数系的扩充和复数的概念●三维目标1.知识与技能(1)了解数系的扩充过程.(2)理解复数的基本概念.2.过程与方法(1)通过回顾数系扩充的历史,让学生体会数系扩充的一般性方法.(2)类比前几次数系的扩充,让学生了解数系扩充后,实数运算律均可应用于新数系中,在此基础上,理解复数的基本概念.3.情感、态度与价值观(1)虚数单位的引入,产生复数集,让学生体会在这个过程中蕴含的创新精神和实践能力,感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系;(2)初步学会运用矛盾转化,分与合,实与虚等辩证唯物主义观点看待和处理问题.●重点难点重点:理解虚数单位i的引进的必要性及复数的有关概念.难点:复数的有关概念及应用.(教师用书独具)●教学建议建议本节课采用自主学习,运用自学指导法,通过创设问题情境,引导学生自学探究数系的扩充历程,体会数系扩充的必要性及现实意义,思考数系扩充后需考虑的因素,譬如运算法则、运算律、符号表示等问题,为本节学习奠定知识基础.本节内容比较简单,通过学生自学加讨论的方式,基本上可以解决基础内容的理解,教师可以启发引导学生辨析实数、虚数、纯虚数及复数相等的概念,达到透彻理解、触类旁通、学以致用的熟练程度.高考对该部分知识要求不高,练习要控制难度,以低中档题目为主.●教学流程创设问题情境,引出问题,引导学生认识虚数单位i,了解复数的概念、分类及复数相等的条件.让学生自主完成填一填,使学生进一步熟悉复数的有关概念,提炼出其中的关键因素、重点、难点.由学生自主分析例题1的各个选项,对应有关概念,确定出正确答案.教师只需指导完善解、答疑惑,并要求学生独立完成变式训练.学生分组探究例题2解法,找出实数、虚数、纯虚数的特征,总结求相关参数的方程、不等式的确定方法.完成互动探究.完成当堂双基达标,巩固所学知识及应用方法.并进行反馈矫正.归纳整理,进行课堂小结,整体认识本节所学知识,强调重点内容和规律方法.学生自主完成例题3变式训练,老师抽查完成情况,对出现问题及时指导.让学生自主分析例题3,老师适当点拨解题思路,学生分组讨论给出解法.老师组织解法展示,引导学生总结解题规律.1.为解决方程x2=2,数系从有理数扩充到实数;那么怎样解决方程x2+1=0在实数系中无根的问题?【提示】引入新数i,规定i2=-1,这样i就是方程x2+1=0的根.2.设想新数i和实数b相乘后再与a相加,且满足加法和乘法的运算律,则运算的结果可以写成什么形式?【提示】a+b i(a,b∈R)的形式.(1)复数的定义:把集合C={a+b i|a,b∈R}中的数,即形如a+b i(a,b∈R)的数叫做复数.(2)虚数单位:i,其满足i2=-1.(3)复数集:全体复数构成的集合C.(4)复数的代数形式:z=a+b i(a,b∈R).(5)实部、虚部:对于复数z=a+b i(a,b∈R),a叫做复数的实部,b叫做复数的虚部.若a ,b ,c ,a =c 且b =d .(1)对于复数时,它是实数;当且仅当a =b =0时,它是实数0;当b ≠0时,叫做虚数;当a =0且b ≠0时,叫做纯虚数.这样,复数z =a +b i(a ,b ∈R )可以分类如下:复数a +b i(a ,b ∈R )⎩⎨⎧实数b =,虚数b⎩⎪⎨⎪⎧纯虚数a =,非纯虚数a(2)集合表示.①若x ,y ∈C ,则x +y i =1+i 的充要条件是x =y =1; ②若a ,b ∈R 且a >b ,则a +i>b +i ; ③若x 2+y 2=0,则x =y =0;④一个复数为纯虚数的充要条件是这个复数的实部等于零; ⑤-1没有平方根;⑥若a ∈R ,则(a +1)i 是纯虚数.A .0B .1C .2D .3 【思路探究】 根据复数的有关概念判断.【自主解答】 ①由于x ,y ∈C ,所以x +y i 不一定是复数的代数形式,不符合复数相等的充要条件,①是假命题.②由于两个虚数不能比较大小,∴②是假命题. ③当x =1,y =i 时,x 2+y 2=0也成立,∴③是假命题.④当一个复数实部等于零,虚部也等于零时,复数为0,∴④错. ⑤-1的平方根为±i,∴⑤错.⑥当a =-1时,(a +1)i =0是实数,∴⑥错.故选A. 【答案】 A正确理解复数的有关概念是解答复数概念题的关键,另外在判断命题的正确性时,需通过逻辑推理加以证明,但否定一个命题的正确性时,只需举一个反例即可,所以在解答这类题型时,可按照“先特殊,后一般”、“先否定,后肯定”的方法进行解答.已知下列命题: ①复数a +b i 不是实数; ②当z ∈C 时,z 2≥0;③若(x 2-4)+(x 2+3x +2)i 是纯虚数,则实数x =±2; ④若复数z =a +b i ,则当且仅当b ≠0时,z 为虚数;⑤若a ,b ,c ,d ∈C 时,有a +b i =c +d i ,则a =c ,且b =d .其中真命题的个数是________. 【解析】 根据复数的有关概念判断命题的真假.①是假命题,因为当a ∈R 且b =0时,a +b i 是实数.②假命题,如当z =i 时,则z 2=-1<0.③是假命题,因为由纯虚数的条件得⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4=0,x 2+3x +2≠0,解得x =2,当x =-2时,对应复数为实数.④是假命题,因为没有强调a ,b ∈R .⑤是假命题,只有当a 、b 、c 、d ∈R 时,结论才成立.【答案】 0当实数m 为何值时,复数z =m+(m 2-2m )i 是(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数. 【思路探究】 根据复数的分类标准→ 列出方程(不等式)组→解出m →结论【自主解答】 (1)当⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m =0,m ≠0,即m =2时,复数z 是实数. (2)当m 2-2m ≠0,且m ≠0, 即m ≠0且m ≠2时,复数z 是虚数.(3)当⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -6m =0,m 2-2m ≠0,即m =-3时,复数z 是纯虚数.1.本例中,极易忽略对m ≠0的限制,从而产生增解,应注意严谨性.2.利用复数的代数形式对复数分类时,关键是根据分类标准列出实部、虚部应满足的关系式(等式或不等式),求解参数时,注意考虑问题要全面.把题中的“z ”换成“z =lg m +(m -1)i”,分别求相应问题.【解】 (1)当⎩⎪⎨⎪⎧m >0,m -1=0,即m =1时,复数z 是实数.(2)当m -1≠0且m >0,即m >0且m ≠1时,复数z 是虚数.(3)当lg m =0且m -1≠0时,此时无解,即无论实数m 取何值均不能表示纯虚数.已知x +1=(x 2-2x -3)i(x ∈R ),求x 的值.【思路探究】 根据复数相等的充要条件转化成关于x 的方程组求解.【自主解答】 ∵x ∈R ,∴x 2-x -6x +1∈R ,由复数相等的条件得:⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -6x +1=0,x 2-2x -3=0,解得x =3.1.复数相等的充要条件是化复为实的主要依据,利用实部与实部、虚部与虚部分别相等列方程组求实数x ,y 的值.2.求解复数的有关问题时,务必注意参数x ,y 的范围.求使等式(2x -1)+i =y -(3-y )i 成立的实数x ,y 的值.【解】 由⎩⎪⎨⎪⎧2x -1=y ,1=--y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =52,y =4.因忽视虚数不能比较大小而出错求满足条件-2+a -(b -a )i>-5+(a +2b -6)i 的实数a ,b 的取值范围.【错解】 由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧-2+a >-5,-b -a a +2b -6,解得a >-3,b <2.【错因分析】 想当然的认为大的复数所对应的实部和虚部都大,忽视了只有实数才能比较大小的前提.两个复数,如果不全是实数,则不能比较大小.所以当两个复数能比较大小时,可以确定这两个复数必定都是实数.【防范措施】 当两个复数不全是实数时,不能比较大小,只可判定相等或不相等,但两个复数都是实数时,可以比较大小.细心审题,解题前明确每个参数的取值范围,牢记复数相等的充要条件,才能避免此类错误的出现.【正解】 由-2+a -(b -a )i>-5+(a +2b -6)i 知,不等号左右两边均为实数,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -a =0,a +2b -6=0,-2+a >-5,解得a =b =2.1.对于复数z =a +b i(a ,b ∈R ),可以限制a ,b 的值得到复数z 的不同情况. 2.两个复数相等,要先确定两个复数实虚部,再利用两个复数相等的条件. 3.一般来说,两个复数不能比较大小.1.(2012·北京高考)设a ,b ∈R ,“a =0”是“复数a +b i 是纯虚数”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【解析】 “a =”D ⇒\“a +b i 为纯虚数”, “a +b i 为纯虚数”“⇒”“a =0”, ∴选B. 【答案】 B2.(1+3)i 的实部与虚部分别是( ) A .1, 3 B .1+3,0 C .0,1+ 3D .0,(1+3)i 【解析】 根据复数的代数形式的定义可知(1+3)i =0+(1+3)i , 所以其实部为0,虚部为1+3,故选C. 【答案】 C3.下列命题中的假命题是( ) A .自然数集是非负整数集 B .实数集与复数集的交集为实数集 C .实数集与虚数集的交集是{0} D .纯虚数与实数集的交集为空集【解析】 本题主要考查复数集合的构成,即复数的分类.复数可分为实数和虚数两大部分,虚数中含有纯虚数,因此,实数集与虚数集没有公共元素,故选项C 中的命题是假命题.【答案】 C4.已知复数z =m +(m 2-1)i(m ∈R )满足z <0,则m =________.【解析】 ∵z <0,∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2-1=0,m <0,∴m =-1.【答案】 -1一、选择题1.若复数2-b i(b ∈R )的实部与虚部互为相反数,则b 的值为( ) A .-2 B.23 C .-23D .2【解析】 2-b i 的实部为2,虚部为-b ,由题意知2=-(-b ),∴b =2. 【答案】 D2.i 是虚数单位,1+i 3等于( ) A .i B .-i C .1+i D .1-i【解析】 由i 是虚数单位可知:i 2=-1,所以1+i 3=1+i 2×i=1-i ,故选D. 【答案】 D3.(2012·陕西高考)设a ,b ∈R ,i 是虚数单位,则“ab =0”是“复数a +bi 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【解析】 ab =0⇒a =0或b =0,当a ≠0,b =0时,a +b i 为实数,当a +bi 为纯虚数时⇒a =0,b ≠0⇒ab =0,故“ab =0”是“复数a +bi为纯虚数”的必要不充分条件.【答案】 B4.若复数z =(x 2-1)+(x -1)i 为纯虚数,则实数x 的值为( ) A .-1 B .0 C .1 D .-1或1【解析】 由题意可知,当⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1=0,x -1≠0,即x =-1时,复数z 是纯虚数.【答案】 A5.以3i -2的虚部为实部,以3i 2+2i 的实部为虚部的复数是( ) A .3-3iB .3+iC .-2+2iD .2+2i【解析】 3i -2的虚部为3,3i 2+2i =-3+2i 的实部为-3,则所求复数为3-3i.【答案】 A 二、填空题6.给出下列复数:2+3,0.618,i 2,5i +4,2i ,其中为实数的是________. 【解析】 2+3,0.618,i 2为实数,5i +4,2i 为虚数. 【答案】 2+3,0.618,i 27.已知x -y +2x i =2i ,则x =________;y =________. 【解析】 根据复数相等的充要条件得⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,2x =2.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.【答案】 1 1 8.给出下列几个命题:①若x 是实数,则x 可能不是复数; ②若z 是虚数,则z 不是实数;③一个复数为纯虚数的充要条件是这个复数的实部等于零; ④-1没有平方根; ⑤两个虚数不能比较大小. 则其中正确命题的个数为________.【解析】 因实数是复数,故①错;②正确;因复数为纯虚数要求实部为零,虚部不为零,故③错;因-1的平方根为±i,故④错;⑤正确.故答案为2.【答案】 2 三、解答题9.实数m 分别为何值时,复数z =2m 2+m -3m +3+(m 2-3m -18)i 是:(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数.【解】 (1)要使所给复数为实数,必使复数的虚部为0.故若使z 为实数,则⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3m -18=0m +3≠0,解得m =6.所以当m =6时,z 为实数.(2)要使所给复数为虚数,必使复数的虚部不为0. 故若使z 为虚数,则m 2-3m -18≠0,且m +3≠0, 所以当m ≠6且m ≠-3时,z 为虚数.(3)要使所给复数为纯虚数,必使复数的实部为0,虚部不为0. 故若使z 为纯虚数,则⎩⎪⎨⎪⎧2m 2+m -3=0m +3≠0m 2-3m -18≠0,解得m =-32或m =1.所以当m =-32或m =1时,z 为纯虚数.10.若m 为实数,z 1=m 2+1+(m 3+3m 2+2m )i ,z 2=4m +2+(m 3-5m 2+4m )i ,那么使z 1>z 2的m 值的集合是什么?使z 1<z 2的m 值的集合又是什么?【解】 当z 1∈R 时,m 3+3m 2+2m =0,m =0,-1,-2,z 1=1或2或5.当z 2∈R 时,m 3-5m 2+4m =0,m =0,1,4,z 2=2或6或18.上面m 的公共值为m =0, 此时z 1与z 2同时为实数, 此时z 1=1,z 2=2.所以z 1>z 2时m 值的集合为空集,z 1<z 2时m 值的集合为{0}.11.已知关于x 的方程x 2+(k +2i)x +2+k i =0有实根x 0,求x 0以及实数k 的值. 【解】 x =x 0是方程的实根,代入方程并整理,得 (x 20+kx 0+2)+(2x 0+k )i =0. 由复数相等的充要条件,得⎩⎪⎨⎪⎧x 20+kx 0+2=0,2x 0+k =0,解得⎩⎨⎧x 0=2,k =-22,或⎩⎨⎧x 0=-2,k =2 2.∴方程的实根为x 0=2或x 0=-2,相应的k 值为k =-22或k =2 2.(教师用书独具)/若z 1=m 2-(m 2-3m )i ,z 2=(m 2-4m +3)i +10(m ∈R ),z 1<z 2,求实数m 的取值.【思路探究】 由z 1<z 2推出z 1,z 2均为实数,利用复数为实数的条件列出参数m 的方程组,从而求出实数m 的值.【自主解答】 ∵z 1<z 2,∴z 1,z 2均为实数.∴⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-3m =0, ①m 2-4m +3=0, ②∴⎩⎪⎨⎪⎧ m =0或m =3m =1或m =3∴m =3.又z 1=m 2=9<z 2,故m =3符合题意.∴m =3.复数z =a +b i 当且仅当其为实数时,才能比较大小,否则不能比较大小.若用“大于”或“小于”符号联系复数时,则只能是实数,故而本题需将复数问题转化到实数范围内研究讨论.已知集合M ={1,2,m 2-3m -1+(m 2-5m -6)i},N ={-1,3},且M ∩N ={3},求实数m 的值.【解】 ∵M ∩N ={3},N ={-1,3},∴3∈M ,且-1∉M .必有m 2-3m -1+(m 2-5m -6)i =3.由复数相等的定义,得⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-3m -1=3,m 2-5m -6=0.解得m =-1.。
3.1.1 数系的扩充和复数的概念 教案
3.1.1 数系的扩充和复数的概念教材分析复数的概念是复数这一章的基础,复数的有关概念都是围绕复数的代数表示形式展开的.虚数单位、实部、虚部的命名,复数相等的概念,以及虚数、纯虚数等概念的理解,教学中可结合具体例子,以促进对复数实质的理解.教材通过三个环节完成了对实数系的扩充过程:(1)提出问题(用什么方法解决方程x 2+1=0在实数集中无解的问题),引发学生的认知冲突,激发学生扩充实数系的欲望;(2)回顾从自然数集逐步扩充到实数集的过程和特点(添加新数,满足原来的运算律);(3)类比、设想扩充实数系的方向及引入新数i 所满足的条件(使i 2=-1成立,满足原来的运算律).由于学生对数系扩充的知识并不熟悉,教学中教师需多作引导.教学目标1.知识与技能目标了解引进复数的必要性;理解虚数单位i 以及i 与实数的四则运算规律.理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部、复数相等).2过程与方法目标通过问题情境,了解扩充数系的必要性,感受数系的扩充过程,体会引入虚数单位i 和复数形式的合理性,使学生对数的概念有一个初步的、完整的认识.3.情感、态度与价值观在问题情境中了解数系得扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程求根)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.重点难点重点:复数的概念,虚数单位i ,复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念. 难点:虚数单位i 的引进及复数的概念.教学过程引入新课1.自然数、负数、分数、无理数这些概念是分别在一些什么样的社会生产背景下建立起来的?(1)自然数:计数的需要.(2)负数:表示相反意义的量、计数需要.(3)分数:整数集中不能整除.(4)无理数:开方开不尽.2.数系的扩充过程:用图形表示包含关系:自然数集N ,,整数集Z ,有理数集Q ,实数集R .3. 为什么要进行数系的扩充?①分数的引入,解决了在自然数集中不能整除的矛盾.②负数的引入,解决了在正有理数集中不够减的矛盾.③无理数的引入,解决了开方开不尽的矛盾. NZ Q R④在实数集范围内,负数不能开平方,我们要引入什么数,才能解决这个矛盾呢?例如,在实数范围内,方程210x+=无解,那么在什么范围内才有解?提出问题:从自然数集N扩充到实数集R每一次扩充的主要原因是什么?每一次扩充的共同特征是什么?活动设计:先让学生独立思考,然后小组讨论,师生共同归纳总结.活动成果:扩充原因:①满足解决实际问题的需要;②满足数学自身完善和发展的需要.扩充特征:①引入新的数;②原数集中的运算规则在新数集中得到保留和扩展,都满足交换律和结合律,乘法对加法满足分配律.探究新知提出问题:方程x2+1=0在R上有解吗?如何对实数集进行扩充,使方程x2+1=0在新的数集中有解?活动设计:小组讨论,类比猜想,设想新数的引进,师生共同完成.学情预测:学生讨论可能没有统一结果,无法描述.类比原来不同阶段数系的每一次扩充的特点,在实数集中方程x2+1=0无解,需要引进“新数”扩充实数集.让我们设想引入一个新数i,使i满足两个条件:(1)i是方程x2+1=0的根,即i2=-1;(2)新数i与实数之间满足加法、乘法的交换律、结合律以及乘法对加法的分配律.提出问题:同学们设想,实数a与新数i相加,实数b与新数i相乘,结果如何表达?实数a与实数b和新数i相乘的结果相加,如何表示?.活动成果:形如a+bi(a,b∈R)的数,包括所有实数,也包括新数bi和a+bi,实数a 和新数i可以看作是a+bi(a,b∈R)这样数的特殊形式,即a=a+0i,i=0+i.实数系经过上述扩充后,得到的新数集C={a+bi|a,b∈R}.我们把形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数所构成的集合C叫做复数集,即C={a+bi|a,b∈R}.复数通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R),这一表示形式叫做复数的代数形式.提出问题:你认为满足什么条件,可以说这两个复数相等?活动设计:学生讨论探究a+bi=c+di时,实部和虚部应满足的条件,教师补充.活动结果:若a+bi=c+di(其中a,b,c,d∈R),则a=b且c=d,即两个复数相等的充要条件是实部和虚部分别相等.特别地,a+bi=0⇔a=0且b=0.理解新知提出问题:对于复数z=a+bi,当且仅当a,b满足什么条件时,z为实数,为0,为虚数,为纯虚数?活动设计:学生思考、讨论,师生总结.活动结果:当且仅当b=0时,复数z=a+bi是实数;当且仅当a=b=0时,复数z=a +bi为0;当且仅当b≠0时,复数z=a+bi是虚数;当且仅当a=0且b≠0时,复数z=a +bi为纯虚数.复数集、实数集、虚数集和纯虚数集之间的关系用图表示如下:提出问题:任意两个复数可以比较大小吗?若可以,请说明进行比较的方法;若不可以,请说明理由.活动设计:让学生思考,议论后发言,教师点拨.学情预测:学生可能不知所云,无法下结论,也可能类比实数的大小比较,认为可以比较大小.活动结果:若两个复数都是实数,则可以比较大小;否则就不能比较大小.因此,一般说来,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较其大小.运用新知例1请说出下列复数的实部和虚部,并判断它们是实数,虚数还是纯虚数.①2+3i ;②-3+12i ;③2+i ;④ ;⑤-3i ;⑥0. 例2实数m 取什么数值时,复数z =m +1+(m -1)i 是(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数.完成练习册上的3个判断题在第二个问题上适当说明复数不比较大小,可以反正i 与0不能比较大小学生回顾本节课主要内容教学反思这节课我们学习了虚数单位i 及它的两条性质,复数的定义、实部、虚部及有关分类问题,复数相等的充要条件.基本思想是:利用复数的概念,联系以前学过的实数的性质,对复数的知识有较完整的认识,以及利用转化的思想将复数问题转化为实数问题 复数的概念如果单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的历史,让学生体会到数集的扩充是生产实践的需要,也是数学学科自身发展的需要;介绍数的概念的发展过程,使学生对数的形成、发展的历史和规律,各种数集中之间的关系有着比较清晰、完整的认识.从而让学生积极主动地建构虚数的概念、复数的概念、复数的分类 22(3)1)(32)1x x x i x -+++=±若(是纯虚数,则实数2,+i +i a b a b >>()若则2(1)Z 0∈≥当Z C 时,2i。
3.1《数系的扩充和复数的概念--数系的扩充》教案(新人教选修1-2)
课题:3.1 数系的扩大教课目标:认识数集的扩大过程教课过程:从数学史发展的角度来看,第一数系扩展伊始主假如因为实践的需要正是为认识决实践中出现的问题,人们不停将数的领域加以扩展第一是实践需要引入了自然数,人们最早就认同了自然数自然数是不一样种类数中最先等和最基本的它的产生能够说完整部是社会实践的推进的结果引入自然数后,任何失散的对象都能够用自然数予以量化了以自然数为源泉,数系得以不停扩大随后又引入了分数我国古代在对分数的引入与使用中长久居于当先地位究其原由,这与我国古代数学一开始便同天文历法结下了不解之缘有关这供给了数学与其余学科的亲密有关的一个例证事实上,在我国古代数学与天文学的关系极为亲密中国历史上把天文学家和数学家合称为“畴人”正能够反应出这一点别的,由于调整历法数据的要求,中国古代数学家发展了分数近似算法:“调日法”,使得我国古代在数的有理迫近方面达到了很高的水平数系扩大到分数这一步,应当说关于对付实践的需要就基本上够用了小数在数学中是很实用的我国是最早使用小数的民族可是在我国从刘徽产生十进小数思想到被宽泛应用的宋元期间,经历了一千多年的时间这是什么原由呢?生活实践中缺少小数应用的紧急性、必需性是一个重要原由以后,小数的使用也正是因为生活实践的推进但是,数学的发展又拥有独立性、波折性,数系的引入历史证了然这一点现实世界中大批存在的拥有相反意义的量,但这却其实不意味着人们就必定能够产生出负数的观点,在西方负数的引入是很晚的事,就从反面说了然这一点在我国,负数的产生,也其实不完整部是实质需要的产物出于解方程组的必需,也许是负数引入更重要的原由吧因此,起码我们能够说负数在我国的产生是实践与数学双方面联合的产物无理数的引入,虽然也存在着客观要素因为现实世界中除了失散量外,还存在大批连续量,而为了刻画出连续量就一定引入无理数但数学史的发展表示,无理数引入的直接动力来自于数学内部在东西方,都是因为研究几何问题才引入了无理数的假如说与客观要素有联系的话,这种联系也只好说是间接的,而非直接的从实质应用的角度来说,正如我们前方指出的那样,无理数是不必需的,事实上为了实质使用,对无理数我们也都是仅取其近似值而已从实数今后,数系的进一步推行,主要也是来自于数学内部的原由了虚数的引入是一个突出的例证正是因为解方程的需要,人们才不得不引入了缺少现实背景的虚数而虚数的被宽泛认同又是其几何意义确实立这表示了直观性的几何对代数的促使作用数学与自然科学有着相互影响、相互作用的关系数学为自然科学供给定量描绘的工具,自然科学则向数学供给大批的问题在数学发展的历史上,自然科学一直以发问者的身份刺激着数学的发展源于自然科学的数学识题,从对数学的作用和影响来看,大概上可概括为两类:一类是延长性问题,即对已形成的数学理论起着扩展成就的作用;另一类问题常常致使数学在思想方法上发生质的变化,因此关于数学的发展显得尤其重要实质上,物理学与数学之间的相互推进,比我们这本书中所叙述的要屡次得多到现在,物理学方面的问题仍旧是刺激数学发展的一个重要源泉总之,数学史的这些案例证明:并不是数学向前发展的每一步,都需要生产实践的直接推动数系的扩大,既是因为社会实践的推进,又切合算术、几何、代数这些数学学科理论发展的要求它不是随随意便,想怎么扩大就怎么扩大的过去是这样,未来也必定是这样从数系扩大的历史过程中,我们一方面看到,数学从实践中汲取营养而发展,反过来又解决了实践提出的问题;另一方面看到,几何和代数的知识是相互联系,并且相互促使的我们要学好数学,不单要注意实践中的数学识题,并且要注意代数、几何不一样学科间的相互关系简言之,有的数类(如分数)的引入拥有显然的客观背景,有的在当时则完整部是出于数学研究自己的需要纵观数学发展的进度,问题是数学的心脏数学识题是推进数学发展的主要动力自然数学识题的根源是多样的数学识题的根源大概上能够分为两部分,一部分根源于生产、生活实质以及其余科学技术领域;另一部分根源于数学自己,也就是由数学识题衍生出新的数学识题特别是当数学渐渐形成理论系统以后,它就开始以一个真实发问者的身份出现,不停地向自己提出新的问题这种问题,我们称之为数学系统内部问题数学发展到必定阶段,数学内部问题就成了推进数学发展的主要动力。
高二新课程数学《3.1.1数系的扩充和复数的概念》教案(新人教A版)选修2-2
§3.1数系的扩充和复数的概念 §3.1.1数系的扩充和复数的概念教学目标:教学目标: 1. 知识与技能:了解引进复数的必要性;理解并掌握虚数的单位i2. 过程与方法:理解并掌握虚数单位与实数进行四则运算的规律过程与方法:理解并掌握虚数单位与实数进行四则运算的规律3. 情感、情感、态度与价值观:态度与价值观:态度与价值观:理解并掌握复数的有关概念理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、复数集、代数形式、虚数、纯虚数、虚数、纯虚数、实部、虚部) 理解并掌握复数相等的有关概念理解并掌握复数相等的有关概念教学重点:复数的概念,虚数单位i ,复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念是本节课的教学重点.复数在现代科学技术中以及在数学学科中的地位和作用复数在现代科学技术中以及在数学学科中的地位和作用教学难点:虚数单位i 的引进及复数的概念是本节课的教学难点.复数的概念是在引入虚数单位i 并同时规定了它的两条性质之后,自然地得出的.在规定i 的第二条性质时,原有的加、乘运算律仍然成立算律仍然成立教具准备:多媒体、实物投影仪教具准备:多媒体、实物投影仪教学设想:生产和科学发展的需要而逐步扩充,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾,分数解决了在整数集中不能整除的矛盾,负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾,无理数解决了开方开不尽的矛盾. 教学过程:学生探究过程: 数的概念是从实践中产生和发展起来的.早在人类社会初期,人们在狩猎、采集果实等劳动中,由于计数的需要,就产生了1,2,3,4等数以及表示“没有”的数0.自然数的全体构成自然数集N随着生产和科学的发展,数的概念也得到发展随着生产和科学的发展,数的概念也得到发展为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题,人们引进了分数;为了表示各种具有相反意义的量以及满足记数的需要,人们又引进了负数.这样就把数集扩充到有理数集Q.显然NQ.如果把自然数集(含正整数和0)与负整数集合并在一起,构成整数集Z ,则有ZQ 、NZ.如果把整数看作分母为1的分数,那么有理数集实际上就是分数集的分数,那么有理数集实际上就是分数集有些量与量之间的比值,例如用正方形的边长去度量它的对角线所得的结果,无法用有理数表示,为了解决这个矛盾,人们又引进了无理数.所谓无理数,就是无限不循环小数.有理数集与无理数集合并在一起,构成实数集R.因为有理数都可看作循环小数(包括整数、有限小数),无理数都是无限不循环小数,所以实数集实际上就是小数集,无理数都是无限不循环小数,所以实数集实际上就是小数集因生产和科学发展的需要而逐步扩充,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾,分数解决了在整数集中不能整除的矛盾,负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾,无理数解决了开方开不尽的矛盾.但是,数集扩到实数集R 以后,像x 2=-1这样的方程还是无解的,因为没有一个实数的平方等于-1.由于解方程的需要,人们引入了一个新数,叫做虚数单位.并由此产生的了复数并由此产生的了复数 讲解新课:讲解新课:1.虚数单位:(1)它的平方等于-1,即,即 ;(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立. 2.与-1的关系:就是-1的一个平方根,即方程x 2=-1的一个根,方程x 2=-1的另一个根是-!3.的周期性: 4n+1=i, 4n+2=-1, 4n+3=-i, 4n =14.复数的定义:形如的数叫复数,叫复数的实部,叫复数的虚部全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C 表示*3. 复数的代数形式: 复数通常用字母z 表示,即,把复数表示成a +bi 的形式,叫做复数的代数形式的代数形式4. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数,当且仅当b =0时,复数a +bi (a 、b ∈R)是实数a ;当b ≠0时,复数z =a +bi 叫做叫做虚数虚数;当a =0且b ≠0时,z =bi 叫做叫做纯虚数纯虚数;当且仅当a =b =0时,z 就是就是实数实数0.5.复数集与其它数集之间的关系:NZQRC.6. 两个复数相等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等数相等这就是说,如果a ,b ,c ,d ∈R ,那么a +bi =c +dia =c ,b =d复数相等的定义是求复数值,在复数集中解方程的重要依据 一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如3+5i 与4+3i 不能比较大小.现有一个命题:“任何两个复数都不能比较大小”对吗?不对“任何两个复数都不能比较大小”对吗?不对 如果两个复数都是实数,就可以比较大小就可以比较大小 只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小例1请说出复数的实部和虚部,有没有纯虚数?请说出复数的实部和虚部,有没有纯虚数?答:它们都是虚数,它们的实部分别是2,-3,0,-;虚部分别是3,,-,-;-i 是纯虚数.例2 复数-2i +3.14的实部和虚部是什么?的实部和虚部是什么?答:实部是3.14,虚部是-2.易错为:实部是-2,虚部是3.14!例3(课本例1)实数m 取什么数值时,复数z =m +1+(m -1)i 是: (1)实数?实数? (2)虚数?虚数? (3)纯虚数?纯虚数?[分析]因为m ∈R ,所以m +1,m -1都是实数,由复数z =a +bi 是实数、虚数和纯虚数的条件可以确定m 的值.解:(1)当m -1=0,即m =1时,复数z 是实数;是实数;(2)当m -1≠0,即m ≠1时,复数z 是虚数;是虚数; (3)当m +1=0,且m -1≠0时,即m =-1时,复数z 是纯虚数.例4 已知(2x -1)+i =y -(3-y )i ,其中x ,y ∈R ,求x 与y .解:根据复数相等的定义,得方程组,所以x =,y =4巩固练习:巩固练习:1.设集合C ={复数},A={实数},B ={纯虚数},若全集S=C ,则下列结论正确的是() A.A ∪B =C B. A =BC.A ∩B =D.B ∪B =C 2.复数(2x 2+5x +2)+(x 2+x -2)i 为虚数,则实数x 满足() A.x =- B.x =-2或-或-C.x ≠-2D.x ≠1且x ≠-2 3.已知集合M ={1,2,(m 2-3m -1)+(m 2-5m -6)i },集合P ={-1,3}.M ∩P ={3},则实数m 的值为() A.-1 B.-1或4 C.6 D.6或-1 4.满足方程x 2-2x -3+(9y 2-6y +1)i =0的实数对(x ,y )表示的点的个数是______.5.复数z 1=a +|b |i ,z 2=c +|d |i (a 、b 、c 、d ∈R),则z 1=z 2的充要条件是______.6.设复数z =log 2(m 2-3m -3)+i log 2(3-m )(m ∈R),如果z 是纯虚数,求m 的值.7.若方程x 2+(m +2i )x +(2+mi )=0至少有一个实数根,试求实数m 的值.8.已知m ∈R ,复数z =+(m 2+2m -3)i ,当m 为何值时,为何值时,(1)z ∈R; (2)z 是虚数;(3)z 是纯虚数;(4)z =+4i . 答案:1.D 2.D 3. 解析:由题设知3∈M ,∴m 2-3m -1+(m 2-5m -6)i =3∴,∴∴m =-1,故选A.4. 解析:由题意知∴解析:由题意知∴∴点对有(3,),(-1,)共有2个.答案:25. 解析:z 1=z 2a =c 且b 2=d 2.答案:a =c 且b 2=d 26.解:由题意知∴解:由题意知∴∴∴,∴m =-1.7. 解:方程化为(x 2+mx +2)+(2x +m )i =0.∴,∴,∴x =-,∴∴m 2=8,∴m =±2.8. 解:(1)m 须满足解之得:m =-3.(2)m 须满足m 2+2m -3≠0且m -1≠0,解之得:m ≠1且m ≠-3. (3)m 须满足解之得:m =0或m =-2.(4)m 须满足解之得:m ∈课后作业:课本第106页 习题3.11 ,2 ,3 教学反思:这节课我们学习了虚数单位i 及它的两条性质,复数的定义、实部、虚部及有关分类问题,复数相等的充要条件,复平面等等.基本思想是:利用复数的概念,联系以前学过的实数的性质,对复数的知识有较完整的认识,以及利用转化的思想将复数问题转化为实数问题复数的概念如果单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的历史,让学生体会到数集的扩充是生产实践的需要,也是数学学科自身发展的需要;介绍数的概念的发展过程,使学生对数的形成、发展的历史和规律,各种数集中之间的关系有着比较清晰、完整的认识从而让学生积极主动地建构虚数的概念、复数的概念、复数的分类的概念、复数的概念、复数的分类。
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《复数的扩充》教学案
【教学目标】
1.在问题情境中了解数系得扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾(数的运算规则、方程求根)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.了解数学内部解方程等实际需要也是数系发展的一个主要原因,数集的扩展过程以及复数的分类表;
3.理解复数的有关概念以及符号表示;
4.掌握复数的代数表示形式及其有关概念;
【教学重点】
引进虚数单位i 的必要性、对i 的规定以及复数的有关概念.
【教学难点】
复数概念的理解.
【教学过程】
组织讨论,研究问题
我们说,实系数一元二次方程012=+x 没有实数根.实际上,就是在实数范围内,没有一个实数的平方会等于负数.解决这一问题,其本质就是解决一个什么问题呢? 组织学生讨论,引导学生研究,最后得出结论:最根本的问题就是要解决-1的开平方问题.即一个什么样的数,它的平方会等于-1.
引入新数i ,并给出它的两条性质
根据前面讨论的结果,我们引入一个新数i ,i 叫做虚数单位,并规定:
(1)12-=i ;
(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有的加、乘运算律仍然成立. 有了前面的讨论,引入新数i ,可以说是水到渠成的事.这样,就可以解决前面提出的问题(-1可以开平方,而且-1的平方根是i ±).
提出复数的概念
根据虚数单位i 的第(2)条性质,i 可以与实数b 相乘,再与实数a 相加.由于满足乘法交换律及加法交换律,从而可以把结果写成bi a +这样,数的范围又扩充了,出现了形如)R ,(∈+b a bi a 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,显然有:
N *N Z Q R C .
巩固练习:
1.下列数中,哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数?并分别指出这些复数的实部与
虚部各是什么?
2+7,0.618,7
2,0,2i ,)31(-i ,5i +8,3-9i 2 2、判断下列命题是否正确:
(1)若a 、b 为实数,则Z =a +bi 为虚数(2)若b 为实数,则Z =bi 必为纯虚数
(3)若a 为实数,则Z = a 一定不是虚
例1 实数m 分别取什么值时,复数z =m +1+(m -1)I 是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数? 分析:因为m ∈R ,所以m +1,m -1都是实数,由复数z =a +bi 是实、虚数、纯虚数与零的条件可以确定实数x 的值.
练习:实数m 分别取什么值时,复数z =m 2+m -2+(m 2-1)i
是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?
提出两个复数相等的定义,即两个复数相等的充要条件是它们的实部与虚部分别对应相等.也就是
由此容易得出:
例2 已知i y y i x )3()12(--=+-,其中,x ,y ∈R ,求x 与y .
分析:因为x ,y ∈R ,所以由两个复数相等的定义,可列出关于x ,y 的方程组,解这个方程组,可求出x ,y 的值.
练习:(1)若x ,y 为实数,且i yi x y x 42)(22+=+++,求x 与y .
(2)若(2x 2-3x -2)+(x 2-5x +6)i =0,求x 的值.
教学反思:。