高考复习指导讲义 第五章 复数
高三复数复习课件
三角函数图像的绘制方法
利用MATLAB绘制三角函数图像
使用MATLAB的绘图功能,可以绘制正弦、余弦和正切函数的图像。
利用Python绘制三角函数图像
使用Python的matplotlib库,可以绘制正弦、余弦和正切函数的图像。
04
复数在解方程中的应用
一元二次方程的解法及其应用
实数根与虚数根
一元二次方程的解可以是 实数或虚数,通过判别式
复数解的形式
二元一次方程组的解也可 以表示为复数形式,包括 实部和虚部。
在几何中的应用
二元一次方程组的解可以 表示平面上的点,通过几 何意义可以直观地理解方 程组的意义。
多元一次方程组的解法及其应用
01
消元法与代入法
多元一次方程组可以通过消元法和代入法求解,得到多个未知数的值。
02
复数解的形式
多元一次方程组的解也可以表示为复数形式,包括实部和虚部。
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THANKS
复数的表示方法
复数可以用平面坐标系中的点来 表示,实部为横坐标,虚部为纵 坐标。
复数的性质及其运算规则
复数的性质
复数具有实部和虚部,可以比较大小,可以进行四则运算等 。
复数的运算规则
复数的加法、减法、乘法和除法运算都有特定的规则,需要 掌握。
复数的几何意义与坐标表示
复数的几何意义
复数可以用平面坐标系中的点来表示 ,也可以用向量来表示。
利用复数计算三角函数的值
对于复数$z = a + bi$,其三角形式为$r(\cos \theta + i \sin \theta)$,则 $\sin z = \sin \theta (\cos \theta + i \sin \theta)$,$\cos z = \cos \theta (\cos \theta + i \sin \theta)$。
2024年高考数学一轮复习第五章第五讲复数课件
【题后反思】解决复数概念问题的方法及注意事项 (1)复数的分类及对应点的位置都可以转化为复数的实部与虚 部应该满足的条件问题,只需把复数化为代数形式,列出实部和 虚部满足的方程(不等式)组即可. (2)解题时一定要先看复数是不是 a+bi(a,b∈R)的形式,以 确定实部和虚部.
考点二 复数的几何意义
() A.-51+53i C.-12+32i
B.-51-53i D.15-35i
解析:∵z=i23--1i =-2i--i1=-(2(1-+i)i()2(2++i)i)=-1+5 3i= -15-35i,
∴ z =-15+35i. 答案:A
(2)(2021 年金山区月考)已知复数 z=12-i i,则下列结论正确的 是( )
【题后反思】 (1)复数的乘法:复数乘法类似于多项式的乘法运算. (2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘分母的共轭复数.
【考法全练】 1.(考向 1)已知 a∈R,i 是虚数单位,若 z= 3+ai,z·z =4,
则 a 为( ) A.1 或-1 C.-1
B.1 D.不存在的实数
解析:由题意得 z = 3-ai,所以 z·z =3+a2=4⇒a=±1.故选 A.
a 的取值范围是( ) A.(-∞,1) C.(1,+∞)
B.(-∞,-1) D.(-1,+∞)
解析:因为 z=(1-i)(a+i)=a+1+(1-a)i,所以它在复平
面内对应的点为(a+1,1-a),又因为此点在第二象限,所以
a+1<0, 1-a>0,
解得 a<-1.
答案:B
2.(多选题)已知复数 z 对应的向量为O→Z(O 为坐标原点),O→Z与
B.第二象限
C.第三象限
高考数学:一轮复习配套讲义:第12篇 第5讲 复数
第5讲 复 数[最新考纲]1.理解复数的基本概念. 2.理解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.会进行复数代数形式的四则运算.5.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.知 识 梳 理1.复数的有关概念 (1)复数的概念形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫复数,其中a ,b 分别是它的实部和虚部.若b =0,则a +b i 为实数;若b ≠0,则a +b i 为虚数;若a =0且b ≠0,则a +b i 为纯虚数.(2)复数相等:a +b i =c +d i ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R ). (3)共轭复数:a +b i 与c +d i 共轭⇔a =c ,b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ).(4)复数的模:向量OZ →的模叫做复数z =a +b i(a ,b ∈R )的模,记作|z |或|a +b i|,即|z |=|a +b i|=a 2+b 2. 2.复数的几何意义(1)复数z =a +b i ――→一一对应复平面内的点Z (a ,b )(a ,b ∈R ). (2)复数z =a +b i(a ,b ∈R )――→一一对应平面向量OZ →. 3.复数的运算(1)复数的加、减、乘、除运算法则设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则 ①加法:z 1+z 2=(a +b i)+(c +d i)=(a +c )+(b +d )i ; ②减法:z 1-z 2=(a +b i)-(c +d i)=(a -c )+(b -d )i ;③乘法:z1·z2=(a+b i)·(c+d i)=(ac-bd)+(ad+bc)i;④除法:z1z2=a+b ic+d i=(a+b i)(c-d i)(c+d i)(c-d i)=ac+bdc2+d2+bc-adc2+d2i(c+d i≠0).(2)复数加法的运算律复数的加法满足交换律、结合律,即对任何z1,z2,z3∈C,有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).辨析感悟1.对复数概念的理解(1)方程x2+x+1=0没有解.(×)(2)2i比i大.(×)(3)(教材习题改编)复数1-i的实部是1,虚部是-i.(×)2.对复数几何意义的认识(4)原点是实轴与虚轴的交点.(√)(5)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模.(√)(6)(2013·福建卷改编)已知复数z的共复轭复数z=1+2i,则z在复平面内对应的点位于第三象限.(×)3.对复数四则运算的理解(7)(教材习题改编)1i=-i.(√)(8)(2013·浙江卷改编)(-1+i)(2-i)=-1+3i.(√)[感悟·提升]1.两点提醒一是在实数范围内无解的方程在复数范围内都有解,且方程的根成对出现,如(1);二是两个虚数不能比较大小,如(2).2.两条性质(1)i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i n+i n+1+i n+2+i n+3=0(各式中n∈N).(2)(1±i)2=±2i,1+i1-i=i,1-i1+i=-i.学生用书第213页考点一复数的概念【例1】(1)(2013·山东卷)复数z满足(z-3)(2-i)=5(i为虚数单位),则z的共轭复数z为().A.2+i B.2-i C.5+i D.5-i(2)(2013·新课标全国Ⅰ卷)若复数z满足(3-4i)z=|4-3i|,则z的虚部为().A.-4 B.-45C.4 D.45解析(1)由(z-3)(2-i)=5,得z=52-i+3=5(2+i)(2-i)(2+i)+3=5(2+i)5+3=5+i,∴z=5-i.故选D. (2)(3-4i)z=|4+3i|=5.∴z=53-4i=3+4i5,∴z的虚部为45.答案(1)D(2)D规律方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.【训练1】(1)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(2)若复数z=1+i(i为虚数单位),z是z的共轭复数,则z2+z2的虚部为().A.0 B.-1 C.1 D.-2解析(1)ab=0⇒a=0或b=0,这时a+bi=a-b i不一定为纯虚数,但如果a+bi=a-b i为纯虚数,则有a=0且b≠0,这时有ab=0,由此知选B.(2)∵z2+z2=(1+i)2+(1-i)2=0,∴z2+z2的虚部为0.答案(1)B(2)A考点二复数的几何意义【例2】(1)(2013·湖南卷)复数z=i·(1+i)(i为虚数单位)在复平面上对应的点位于().A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限(2)复数z=(2-i)2i(i为虚数单位),则|z|=().A.25 B.41 C.5 D. 5解析(1)z=i+i2=-1+i,对应的点为(-1,1),位于复平面第二象限.(2)∵z=4-4i-1i=3-4ii=(3-4i)ii·i=4+3i-1=-4-3i,∴|z|=(-4)2+(-3)2=5.答案(1)B(2)C规律方法要掌握复数的几何意义就要搞清楚复数、复平面内的点以及向量三者之间的一一对应关系,从而准确理解复数的“数”与“形”的特征.【训练2】(1)(2013·四川卷)如图,在复平面内,点A表示复数z,则图中表示z 的共轭复数的点是().A.A B.B C.C D.D(2)(2013·湖北卷)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2=________.解析(1)设z=-a+b i(a,b∈R+),则z的共轭复数z=-a-b i,它的对应点为(-a,-b),是第三象限的点,故选B.(2)在复平面内,复数z=a+b i与点(a,b)一一对应.∵点(a,b)关于原点对称的点为(-a,-b),则复数z2=-2+3i.答案(1)B(2)-2+3i学生用书第214页考点三复数代数形式的四则运算【例3】 (1)已知复数z =3+i(1-3i )2,z 是z 的共轭复数,则z ·z =________.(2)(2+2i )3(4+5i )(5-4i )(1-i )=________.(3)已知复数z 满足iz +i=2-i ,则z =________. 解析 (1)法一 |z |=|3+i||(1-3i )2|=12,z ·z =|z |2=14. 法二 z =3+i -2(1+3i )=-34+i4,z ·z =⎝ ⎛⎭⎪⎫-34+i 4⎝ ⎛⎭⎪⎫-34-i 4=14. (2)(2+2i )3(4+5i )(5-4i )(1-i )=22(1+i )3i (5-4i )(5-4i )(1-i )=22(1+i )4i 2=2i(1+i)4=2i[(1+i)2]2=2i(2i)2=-42i.(3)由i z +i =2-i ,得z =i 2-i -i =i (2+i )5-i =25i -15-i =-15-35i.答案 (1)14 (2)-42i (3)-15-35i规律方法 在做复数的除法时,要注意利用共轭复数的性质:若z 1,z 2互为共轭复数,则z 1·z 2=|z 1|2=|z 2|2,通过分子、分母同乘以分母的共轭复数将分母实数化. 【训练3】 (1)(2014·临沂模拟)设z =1+i ,则2z +z 2等于( ). A .1+i B .-1+i C .-i D .-1-i(2)(2013·安徽卷)设i 是虚数单位,z 是复数z 的共轭复数,若z ·z i +2=2z ,则z =( ). A .1+i B .1-i C .-1+i D .-1-i解析 (1)2z +z 2=21+i +(1+i)2=2(1-i )(1+i )(1-i )+2i=2(1-i )2+2i =1-i +2i =1+i.(2)设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z ·z i +2=(a +b i)·(a -b i)·i +2=2+(a 2+b 2)i =2a +2b i ,故2=2a ,a 2+b 2=2b 解得a =1,b =1 即z =1+i. 答案 (1)A (2)A1.复数的代数形式的运算主要有加、减、乘、除及求低次方根.除法实际上是分母实数化的过程.2.在复数的几何意义中,加法和减法对应向量的三角形法则的方向是应注意的问题,平移往往和加法、减法相结合.3.要记住一些常用的结果,如i ,-12+32i 的有关性质等,可简化运算步骤提高运算速度.思想方法12——解决复数问题的实数化思想【典例】 (2013·天津卷)已知a ,b ∈R ,i 为虚数单位,若(a +i)·(1+i)=b i ,则a +b i =________.解析 (a +i)·(1+i)=(a -1)+(a +1)i =b i 则⎩⎨⎧a -1=0a +1=b 解得a =1,b =2.所以a +b i =1+2i. 答案 1+2i[反思感悟] (1)复数相等是一个重要概念,它是复数问题实数化的重要工具,通过复数的代数形式,借助两个复数相等,可以列出方程(组)来求未知数的值.(2)复数问题要把握一点,即复数问题实数化,这是解决复数问题最基本的思想方法. 【自主体验】1.(2014·滨州模拟)已知a -2ii =b +i(a ,b ∈R ),则a -b =( ).A .1B .2C .-1D .-3解析 a -2i =b i +i 2=-1+b i ,∴a =-1,b =-2,∴a -b =1. 答案 A2.(2012·湖北卷)若3+b i1-i=a +b i(a ,b ∈R ),则a +b =________. 解析 由已知得3+b i =(1-i)(a +b i)=a +b i -a i -b i 2=(a +b )+(b -a )i , 根据复数相等得⎩⎨⎧ a +b =3,b -a =b ,解得⎩⎨⎧a =0,b =3.∴a +b =3.答案 3对应学生用书P387 基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.(2013·北京卷)在复平面内,复数(2-i)2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 (2-i)2=4-4i +i 2=3-4i ,对应的点为(3,-4),位于第四象限,故选D. 答案 D2.(2013·广东卷)若复数z 满足i z =2+4i ,则在复平面内,z 对应的点的坐标是( ).A .(2,4)B .(2,-4)C .(4,-2)D .(4,2)解析由已知条件得z=2+4ii=4-2i,所以z对应的点的坐标为(4,-2),故选C.答案 C3.(2014·武汉模拟)设复数z=(3-4i)(1+2i),则复数z的虚部为().A.-2 B.2 C.-2i D.2i解析z=(3-4i)(1+2i)=11+2i,所以复数z的虚部为2.答案 B4.(2013·新课标全国Ⅱ卷)设复数z满足(1-i)z=2i,则z=().A.-1+i B.-1-i C.1+i D.1-i解析由题意得z=2i1-i=2i·(1+i)2=-1+i,故选A.答案 A5.(2013·陕西卷)设z1,z2是复数,则下列命题中的假命题是().A.若|z1-z2|=0,则z1=z2B.若z1=z2,则z1=z2C.若|z1|=|z2|,则z1·z1=z2·z2D.若|z1|=|z2|,则z21=z22解析A中,|z1-z2|=0,则z1=z2,故z1=z2,成立.B中,z1=z2,则z1=z2成立.C中,|z1|=|z2|,则|z1|2=|z2|2,即z1z1=z2z2,C正确.D不一定成立,如z1=1+3i,z2=2,则|z1|=2=|z2|,但z21=-2+23i,z22=4,z21≠z22.答案 D二、填空题6.(2013·江苏卷)设z=(2-i)2(i为虚数单位),则复数z的模为________.解析∵z=(2-i)2=3-4i,∴|z|=32+(-4)2=5.答案 57.(2014·郑州模拟)⎝⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 4=________. 解析 ⎝⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 4=⎝ ⎛⎭⎪⎫2i -2i 2=1. 答案 18.(2013·上海卷)设m ∈R ,m 2+m -2+(m 2-1)i 是纯虚数,则m =________.解析 由题意知⎩⎨⎧m 2+m -2=0,m 2-1≠0,解得m =-2.答案 -2 三、解答题9.已知复数z 1满足(z 1-2)(1+i)=1-i(i 为虚数单位),复数z 2的虚部为2,且z 1·z 2是实数,求z 2.解 (z 1-2)(1+i)=1-i ⇒z 1=2-i.设z 2=a +2i(a ∈R ), 则z 1·z 2=(2-i)(a +2i)=(2a +2)+(4-a )i. ∵z 1·z 2∈R .∴a =4.∴z 2=4+2i.10.当实数m 为何值时,z =m 2-m -6m +3+(m 2+5m +6)i ,(1)为实数;(2)为虚数;(3)为纯虚数;(4)复数z 对应的点在复平面内的第二象限.解 (1)若z 为实数,则⎩⎨⎧m 2+5m +6=0,m +3≠0,解得m =-2.(2)若z 为虚数,则⎩⎨⎧m 2+5m +6≠0,m +3≠0,解得m ≠-2且m ≠-3.(3)若z 为纯虚数,则⎩⎨⎧m 2+5m +6≠0,m 2-m -6m +3=0,解得m =3.(4)若z 对应的点在第二象限,则⎩⎨⎧m 2-m -6m +3<0,m 2+5m +6>0,即⎩⎨⎧m <-3或-2<m <3,m <-3或m >-2,∴m <-3或-2<m <3.能力提升题组 (建议用时:25分钟)一、选择题1.(2014·陕西师大附中模拟)⎝ ⎛⎭⎪⎫1-i 1+i 2 014=( ). A .-i B .i C .-1 D .1解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-i 1+i 2 014=⎣⎢⎡⎦⎥⎤(1-i )2(1+i )(1-i ) 2 014=⎝ ⎛⎭⎪⎫-2i 2 2 014=(-i)2 104=i 2 014=i 4×503+2=-1. 答案 C2.方程x 2+6x +13=0的一个根是( ). A .-3+2i B .3+2i C .-2+3i D .2+3i 解析 法一 x =-6±36-522=-3±2i.法二 令x =a +b i ,a ,b ∈R ,∴(a +b i)2+6(a +b i)+13=0,即a 2-b 2+6a +13+(2ab +6b )i =0,∴⎩⎨⎧a 2-b 2+6a +13=0,2ab +6b =0,解得a =-3,b =±2,即x =-3±2i. 答案 A 二、填空题3.(2014·北京西城模拟)定义运算⎪⎪⎪⎪a c b d =ad -bc .若复数x =1-i 1+i ,y =⎪⎪⎪⎪4i 2 x i x +i ,则y =________.解析 因为x =1-i 1+i =(1-i )22=-i.所以y =⎪⎪⎪⎪4i 2 x i x +i =⎪⎪⎪⎪4i 2 10=-2. 答案 -2 三、解答题4.如图,平行四边形OABC ,顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i ,试求: (1)AO →所表示的复数,BC →所表示的复数; (2)对角线CA →所表示的复数; (3)求B 点对应的复数.解 (1)AO →=-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i. ∵BC →=AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i.(2)CA →=OA →-OC →,∴CA →所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)OB →=OA →+AB →=OA →+OC →,∴OB →所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i , 即B 点对应的复数为1+6i.基础回扣练——推理证明、算法、复数 (对应学生用书P389)(建议用时:60分钟)一、选择题1.(2013·湖北卷)在复平面内,复数z =2i1+i (i 为虚数单位)的共轭复数对应的点位于( ).A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 解析 z =2i1+i=1+i ,z =1-i ,对应点(1,-1)在第四象限.答案 D2.(2013·辽宁卷)复数z =1i -1的模为( ). A.12 B.22 C. 2 D .2 解析 z =1i -1=-1-i (-1+i )(-1-i )=-12-12i , ∴|z |=⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+⎝ ⎛⎭⎪⎫-122=22.答案 B3.(2013·江西卷)已知集合M ={1,2,z i},i 为虚数单位,N ={3,4},M ∩N ={4},则复数z =( ). A .-2i B .2i C .-4i D .4i解析 由M ∩N ={4}知4∈M ,所以z i =4,z =-4i ,选C. 答案 C4.(2014·佛山二模)已知复数z 的实部为1,且|z |=2,则复数z 的虚部是( ). A .- 3 B.3i C .±3i D .±3解析 设z =a +b i(a ,b ∈R ),由题意知a =1, ∴1+b 2=4,∴b 2=3,∴b =±3. 答案 D5.(2014·青岛一模)某程序框图如图所示,若a =3,则该程序运行后,输出的x 值为( ).A.15 B.31 C.62 D.63解析第一次循环:x=2×3+1=7,n=2;第二次循环:x=2×7+1=15,n=3;第三次循环:x=2×15+1=31,n=4.此时不满足条件,输出x=31.答案 B6.(2014·郑州一模)执行如图所示的程序框图,则输出n的值为().A.6 B.5 C.4 D.3解析第一次循环,n=1,S=1+2=3;第二次循环,n=2,S=2×3+2=8;第三次循环,n=3,S=3×8+2=26;第四次循环,n=4,S=4×26+2=106,此时满足条件,输出n=4.答案 C7.(2013·江西卷)阅读如下程序框图,如果输出i=5,那么在空白矩形框中应填入的语句为().A.S=2]B.S=2]D.S=2]解析i=2,S=5;i=3,S<10,排除D;i=4,S=9;i=5,S<10,排除A和B,故选C.答案 C8.(2014·咸阳模拟)某算法的程序框图如图所示,如果输出的结果为5,57,则判断框内应为().A.k≤6? B.k>4?C.k>5? D.k≤5?解析当k=1时,S=2×0+1=1;当k=2时,S=2×1+2=4;当k=3时,S =2×4+3=11;当k=4时,S=2×11+4=26;当k=5时,S=2×26+5=57,由题意知此时退出循环,因而选B.答案 B9.(2014·福州质检)将正奇数1,3,5,7,…排成五列(如下表),按此表的排列规律,89所在的位置是().A.第一列B.第二列C.第三列D.第四列解析正奇数从小到大排,则89位居第45位,而45=4×11+1,故89位于第四列.答案 D10.(2013·长沙模拟)我国古代称直角三角形为勾股形,并且直角边中较小者为勾,另一直角边为股,斜边为弦.若a,b,c为直角三角形的三边,其中c为斜边,则a2+b2=c2,称这个定理为勾股定理.现将这一定理推广到立体几何中:在四面体O-ABC中,∠AOB=∠BOC=∠COA=90°,S为顶点O所对面的面积,S1,S2,S3分别为侧面△OAB,△OAC,△OBC的面积,则下列选项中对于S,S1,S2,S3满足的关系描述正确的为().A .S2=S 21+S 22+S 23B .S 2=1S 21+1S 22+1S 23C .S =S 1+S 2+S 3D .S =1S 1+1S 2+1S 3解析 如图,作OD ⊥BC 于点D ,连接AD ,由立体几何知识知,AD ⊥BC ,从而S 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12BC ·AD 2=14BC 2·AD 2=14BC 2·(OA 2+OD 2)=14(OB 2+OC 2)·OA 2+14BC 2·OD 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12OB ·OA 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫12OC ·OA 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫12BC ·OD 2=S 21+S 22+S 23. 答案 A 二、填空题11.(2013·重庆卷)已知复数z =5i1+2i,则|z |=________. 解析 z =5i1+2i =5i (1-2i )(1+2i )(1-2i )=2+i ,∴|z |= 5.答案512.(2014·茂名一模)设i 是虚数单位,复数1+a i2-i为纯虚数,则实数a =________. 解析1+a i 2-i =(1+a i )(2+i )(2-i )(2+i )=2-a 5+2a +15i , 由题意知:2-a5=0,∴a =2. 答案 213.(2014·湖南十二校二联)为调查长沙市中学生平均每人每天参加体育锻炼时间(单位:分钟),按锻炼时间分下列四种情况统计:①0~10分钟;②11~20分钟;③21~30分钟;④30分钟以上.有10 000名中学生参加了此项活动,如图是此次调查中某一项的流程图,其输出的结果是6 200,则平均每天参加体育锻炼时间在0~20分钟内的学生的频率是________.解析 由已知得,输出的数据为体育锻炼时间超过20分钟的学生数6 200,故锻炼时间不超过20分钟的学生数为10 000-6 200=3 800,由古典概型的概率计算公式可得,P =3 80010 000=0.38.故所求频率是0.38. 答案 0.3814.(2014·泰安一模)若程序框图如图所示,则该程序运行后输出k 的值为________.解析 第一次:n =3×5+1=16,k =1; 第二次:n =162=8,k =2; 第三次:n =82=4,k =3;第四次:n =42=2,k =4; 第五次:n =22=1,k =5, 此时满足条件,输出k =5. 答案 515.(2013·宝鸡二检)已知2+23=22×23,3+38=32×38,4+415=42×415,…,若9+b a =92×ba (a ,b 为正整数),则a +b =________.解析 观察分数的分子规律得b =9,则a =b 2-1=80,故a +b =89. 答案 8916.(2014·兰州质检)在平面几何中有如下结论:若正三角形ABC 的内切圆面积为S 1,外接圆面积为S 2,则S 1S 2=14.推广到空间几何可以得到类似结论:若正四面体A -BCD 的内切球体积为V 1,外接球体积为V 2,则V 1V 2=________.解析 平面几何中,圆的面积与圆的半径的平方成正比,而在空间几何中,球的体积与球的半径的立方成正比,所以V 1V 2=127.答案 127 三、解答题17.在单调递增数列{a n }中,a 1=2,不等式(n +1)a n ≥na 2n 对任意n ∈N *都成立. (1)求a 2的取值范围;(2)判断数列{a n }能否为等比数列,并说明理由. 解 (1)因为{a n }是单调递增数列,所以a 2>a 1,即a 2>2.又(n +1)a n ≥na 2n ,令n =1,则有2a 1≥a 2,即a 2≤4,所以a 2∈(2,4]. (2)数列{a n }不能为等比数列. 用反证法证明:假设数列{a n }是公比为q 的等比数列,由a 1=2>0,得a n =2q n -1. 因为数列{a n }单调递增,所以q >1. 因为(n +1)a n ≥na 2n 对任意n ∈N *都成立,所以对任意n ∈N *,都有1+1n ≥q n .①因为q >1,所以存在n 0∈N *,使得当n ≥n 0时,q n >2. 因为1+1n ≤2(n ∈N *).所以存在n 0∈N *,使得当n ≥n 0时,q n >1+1n ,与①矛盾,故假设不成立. 18.(2013·常德模拟)设a >0,f (x )=axa +x,令a 1=1,a n +1=f (a n ),n ∈N *. (1)写出a 2,a 3,a 4的值,并猜想数列{a n }的通项公式; (2)用数学归纳法证明你的结论. 解 (1)∵a 1=1,∴a 2=f (a 1)=f (1)=a 1+a ;a 3=f (a 2)=a 2+a ;a 4=f (a 3)=a 3+a. 猜想a n =a(n -1)+a(n ∈N *).(2)证明:①易知,n =1时,猜想正确. ②假设n =k 时猜想正确, 即a k =a(k -1)+a,则a k +1=f (a k )=a ·a k a +a k =a ·a(k -1)+a a +a (k -1)+a =a (k -1)+a +1=a[(k +1)-1]+a.这说明,n =k +1时猜想正确. 由①②知,对于任何n ∈N *,都有a n =a(n -1)+a.。
高考数学一轮总复习教学课件第五章 平面向量、复数第1节 平面向量的概念及线性运算
→
→
②利用结论“若=λ+μ(λ,μ为实数),则 A,B,C 三点共线的
充要条件是λ+μ=1”来证明三点共线,但应注意此结论成立的前提条
→
→
件是“,不共线”.
[针对训练]
→
→
→
(1)已知向量 a,b 且=a+2b,=-5a+6b,=7a-2b,则一定共线的三
点是(
A.A,B,D
相等,与起点(终点)无关.
(3)两向量可以相等,也可以不相等,但两向量不能比较大小.向量
的模长均为实数,所以模长可以比较大小.
(4)非零向量a与 || 的关系: ||是与a同方向的单位向量.
[针对训练] 给出下列命题:
→
→
①若A,B,C,D是不共线的四点,且 = ,则四边形ABCD为平行
(1)|a|与|b|是否相等和a,b的方向无关.( √
(2)若a∥b,b∥c,则a∥c.(
→
×
)
)
→
(3)向量与向量是共线向量,则 A,B,C,D 四点在一条直线上.
(
)
×
(4)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之成立.( √
)
2.在平行四边形ABCD中,点E是DC的中点,点F是BC的一个三等分点
k(2a-b),则有(1-2k)a+(k+λ)b=0,因为a,b是两个不共线向量,故a
- = ,
与b均不为零向量,所以
+ = ,
解得 k=,λ=-.
提升·关键能力
类分考点,落实四翼
考点一
平面向量的基本概念
[例1] (1)下列命题正确的是(
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》平面向量的概念及线性运算
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》§5.1平面向量的概念及线性运算最新考纲1.通过力和力的分析等实例,了解向量的实际背景,理解平面向量和向量相等的含义,理解向量的几何表示.2.通过实例,掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义.3.通过实例,掌握向量数乘的运算,并理解其几何意义,以及两个向量共线的含义.4.了解向量线性运算的性质及其几何意义.1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模.(2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的.(3)单位向量:长度等于1个单位的向量.(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任一向量平行.(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.2.向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算交换律:a +b =b +a ;结合律:(a +b )+c =a +(b +c )减法求a 与b 的相反向量-b 的和的运算a -b =a +(-b )数乘求实数λ与向量a 的积的运算|λa |=|λ||a |,当λ>0时,λa与a 的方向相同;当λ<0时,λa 与a 的方向相反;当λ=0时,λa =0λ(μa )=(λμ)a ;(λ+μ)a =λa +μa ;λ(a +b )=λa +λb3.向量共线定理向量b 与非零向量a 共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得b =λa .概念方法微思考1.若b 与a 共线,则存在实数λ使得b =λa ,对吗?提示不对,因为当a =0,b ≠0时,不存在λ满足b =λa .2.如何理解数乘向量?提示λa 的大小为|λa |=|λ||a |,方向要分类讨论:当λ>0时,λa 与a 同方向;当λ<0时,λa 与a 反方向;当λ=0或a 为零向量时,λa 为零向量,方向不确定.3.如何理解共线向量定理?提示如果a =λb ,则a ∥b ;反之,如果a ∥b ,且b ≠0,则一定存在唯一一个实数λ,使得a =λb .题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.(√)(2)|a |与|b |是否相等与a ,b 的方向无关.(√)(3)若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .(×)(4)若向量AB →与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上.(×)(5)当两个非零向量a ,b 共线时,一定有b =λa ,反之成立.(√)(6)若两个向量共线,则其方向必定相同或相反.(×)题组二教材改编2.已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 相交于点O ,且OA →=a ,OB →=b ,则DC →=________,BC →=________.(用a ,b 表示)答案b -a-a -b解析如图,DC →=AB →=OB →-OA →=b -a ,BC →=OC →-OB →=-OA →-OB →=-a -b .3.在平行四边形ABCD 中,若|AB →+AD →|=|AB →-AD →|,则四边形ABCD 的形状为________.答案矩形解析如图,因为AB →+AD →=AC →,AB →-AD →=DB →,所以|AC →|=|DB →|.由对角线长相等的平行四边形是矩形可知,四边形ABCD 是矩形.题组三易错自纠4.对于非零向量a ,b ,“a +b =0”是“a ∥b ”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案A解析若a +b =0,则a =-b ,所以a ∥b .若a ∥b ,则a +b =0不一定成立,故前者是后者的充分不必要条件.5.设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=____________.答案12解析∵向量a ,b 不平行,∴a +2b ≠0,又向量λa +b 与a +2b 平行,则存在唯一的实数μ,使λa +b =μ(a +2b )成立,即λa +b =μa +2μb λ=μ,1=2μ,解得λ=μ=12.6.设D ,E 分别是△ABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23BC .若DE →=λ1AB →+λ2AC →(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.答案12解析DE →=DB →+BE →=12AB →+23BC→=12AB →+23(BA →+AC →)=-16AB →+23AC →,∴λ1=-16,λ2=23,即λ1+λ2=12.题型一平面向量的概念1.给出下列命题:①若两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同;②若a 与b 共线,b 与c 共线,则a 与c 也共线;③若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,且AB →=DC →,则ABCD 为平行四边形;④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b ;⑤已知λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线.其中真命题的序号是________.答案③解析①错误,两个向量起点相同,终点相同,则两个向量相等;但两个向量相等,不一定有相同的起点和终点;②错误,若b =0,则a 与c 不一定共线;③正确,因为AB →=DC →,所以|AB →|=|DC →|且AB →∥DC →;又A ,B ,C ,D 是不共线的四点,所以四边形ABCD 为平行四边形;④错误,当a ∥b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,所以|a |=|b |且a ∥b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件;⑤错误,当λ=μ=0时,a 与b 可以为任意向量,满足λa =μb ,但a 与b 不一定共线.故填③.2.判断下列四个命题:①若a ∥b ,则a =b ;②若|a |=|b |,则a =b ;③若|a |=|b |,则a ∥b ;④若a =b ,则|a |=|b |.其中正确的个数是()A .1B .2C .3D .4答案A解析只有④正确.思维升华向量有关概念的关键点(1)向量定义的关键是方向和长度.(2)非零共线向量的关键是方向相同或相反,长度没有限制.(3)相等向量的关键是方向相同且长度相等.(4)单位向量的关键是长度都是一个单位长度.(5)零向量的关键是长度是0,规定零向量与任何向量共线.题型二平面向量的线性运算命题点1向量加、减法的几何意义例1(2017·全国Ⅱ)设非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则()A .a ⊥bB .|a |=|b |C .a ∥bD .|a |>|b |答案A 解析方法一∵|a +b |=|a -b |,∴|a +b |2=|a -b |2.∴a 2+b 2+2a·b =a 2+b 2-2a·b .∴a·b =0.∴a ⊥b .故选A.方法二利用向量加法的平行四边形法则.在▱ABCD 中,设AB →=a ,AD →=b ,由|a +b |=|a -b |知,|AC →|=|DB →|,从而四边形ABCD 为矩形,即AB ⊥AD ,故a ⊥b .故选A.命题点2向量的线性运算例2(1)在平行四边形ABCD 中,点E 为CD 的中点,BE 与AC 的交点为F ,设AB →=a ,AD →=b ,则向量BF →等于()A.13a +23b B .-13a -23bC .-13a +23bD.13a -23b 答案C解析BF →=23BE →=23(BC →+CE →)-12a =-13a +23b ,故选C.(2)(2018·全国Ⅰ)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB →等于()A.34AB →-14AC →B.14AB →-34AC →C.34AB →+14AC →D.14AB →+34AC →答案A解析作出示意图如图所示.EB →=ED →+DB →=12AD →+12CB→=12×12(AB →+AC →)+12(AB →-AC →)=34AB →-14AC →.故选A.命题点3根据向量线性运算求参数例3在锐角△ABC 中,CM →=3MB →,AM →=xAB →+yAC →,则xy =________.答案3解析由题意得CA →+AM →=3(AB →-AM →),即4AM →=3AB →+AC →,亦即AM →=34AB →+14AC →,则x =34,y =14.故x y=3.思维升华平面向量线性运算问题的常见类型及解题策略(1)向量加法或减法的几何意义.向量加法和减法均适合三角形法则.(2)求已知向量的和.共起点的向量求和用平行四边形法则;求差用三角形法则;求首尾相连向量的和用三角形法则.(3)求参数问题可以通过研究向量间的关系,通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.跟踪训练1(1)在△ABC 中,点D ,E 分别在边BC ,AC 上,且BD →=2DC →,CE →=3EA →,若AB →=a ,AC →=b ,则DE →等于()A.13a +512bB.13a -1312b C .-13a -512bD .-13a +1312b答案C解析DE →=DC →+CE →=13BC →+34CA→=13(AC →-AB →)-34AC →=-13AB →-512AC →=-13a -512b ,故选C.(2)(2018·威海模拟)在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别为边BC ,CD 的中点,若AB →=xAE →+yAF →(x ,y ∈R ),则x -y =________.答案2解析由题意得AE →=AB →+BE →=AB →+12AD →,AF →=AD →+DF →=AD →+12AB →,因为AB →=xAE →+yAF →,所以AB →→,+y2=1,y =0,=43,=-23,所以x -y =2.题型三共线定理的应用例4设两个非零向量a 与b 不共线.(1)若AB →=a +b ,BC →=2a +8b ,CD →=3(a -b ),求证:A ,B ,D 三点共线;(2)试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 共线.(1)证明∵AB →=a +b ,BC →=2a +8b ,CD →=3(a -b ),∴BD →=BC →+CD →=2a +8b +3(a -b )=2a +8b +3a -3b =5(a +b )=5AB →,∴AB →,BD →共线.又∵它们有公共点B ,∴A ,B ,D 三点共线.(2)解假设k a +b 与a +k b 共线,则存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ),即(k -λ)a =(λk -1)b .又a ,b 是两个不共线的非零向量,∴k -λ=λk -1=0.消去λ,得k 2-1=0,∴k =±1.引申探究1.若将本例(1)中“BC →=2a +8b ”改为“BC →=a +m b ”,则m 为何值时,A ,B ,D 三点共线?解BC →+CD →=(a +m b )+3(a -b )=4a +(m -3)b ,即BD →=4a +(m -3)b .若A ,B ,D 三点共线,则存在实数λ,使BD →=λAB →.即4a +(m -3)b =λ(a +b ).=λ,-3=λ,解得m =7.故当m =7时,A ,B ,D 三点共线.2.若将本例(2)中的“共线”改为“反向共线”,则k 为何值?解因为k a +b 与a +k b 反向共线,所以存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b )(λ<0).=λ,=1,所以k =±1.又λ<0,k =λ,所以k =-1.故当k =-1时两向量反向共线.思维升华(1)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.(2)向量a ,b 共线是指存在不全为零的实数λ1,λ2,使λ1a +λ2b =0成立;若λ1a +λ2b =0,当且仅当λ1=λ2=0时成立,则向量a ,b 不共线.跟踪训练2已知O ,A ,B 是不共线的三点,且OP →=mOA →+nOB →(m ,n ∈R ).(1)若m +n =1,求证:A ,P ,B 三点共线;(2)若A ,P ,B 三点共线,求证:m +n =1.证明(1)若m +n =1,则OP →=mOA →+(1-m )OB →=OB →+m (OA →-OB →),∴OP →-OB →=m (OA →-OB →),即BP →=mBA →,∴BP →与BA →共线.又∵BP →与BA →有公共点B ,则A ,P ,B 三点共线.(2)若A ,P ,B 三点共线,则存在实数λ,使BP →=λBA →,∴OP →-OB →=λ(OA →-OB →).又OP →=mOA →+nOB →.故有mOA →+(n -1)OB →=λOA →-λOB →,即(m -λ)OA →+(n +λ-1)OB →=0.∵O ,A ,B 不共线,∴OA →,OB →不共线,-λ=0,+λ-1=0,∴m +n =1.1.对于非零向量a ,b ,“a +2b =0”是“a ∥b ”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案A解析若a +2b =0,则a =-2b ,所以a ∥b .若a ∥b ,则a +2b =0不一定成立,故前者是后者的充分不必要条件.2.已知向量AB →=a +3b ,BC →=5a +3b ,CD →=-3a +3b ,则()A .A ,B ,C 三点共线B .A ,B ,D 三点共线C .A ,C ,D 三点共线D .B ,C ,D 三点共线答案B解析∵BD →=BC →+CD →=2a +6b =2AB →,∴BD →与AB →共线,由于BD →与AB →有公共点B ,因此A ,B ,D 三点共线,故选B.3.如图,在正方形ABCD 中,点E 是DC 的中点,点F 是BC 上的一个靠近点B 的三等分点,那么EF →等于()A.12AB →-13AD →B.14AB →+12AD →C.13AB →+12DA →D.12AB →-23AD →答案D解析在△CEF 中,有EF →=EC →+CF →.因为点E 为DC 的中点,所以EC →=12DC →.因为点F 为BC 上的一个靠近点B 的三等分点,所以CF →=23CB →.所以EF →=12DC →+23CB →=12AB →+23DA →=12AB →-23AD →,故选D.4.(2018·唐山模拟)在△ABC 中,点G 满足GA →+GB →+GC →=0.若存在点O ,使得OG →=16BC →,且OA →=mOB →+nOC →,则m -n 等于()A .2B .-2C .1D .-1答案D 解析∵GA →+GB →+GC →=0,∴OA →-OG →+OB →-OG →+OC →-OG →=0,∴OG →=13(OA →+OB →+OC →)=16BC →=16(OC →-OB →),可得OA →=-12OC →-32OB →,∴m =-32,n =-12,m -n =-1,故选D.5.如图,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的两个三等分点,AB →=a ,AC →=b ,则AD→等于()A .a -12b B.12a -b C .a +12b D.12a +b 答案D 解析连接OC ,OD ,CD ,由点C ,D 是半圆弧的三等分点,可得∠AOC =∠COD =∠BOD =60°,且△OAC 和△OCD 均为边长等于圆O 半径的等边三角形,所以四边形OACD 为菱形,所以AD →=AO →+AC →=12AB →+AC →=12a +b ,故选D.6.如图,在△ABC 中,AN →=13AC →,P 是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m 的值为()A.911B.511C.311D.211答案B解析注意到N ,P ,B 三点共线,因此AP →=mAB →+211AC →=mAB →+611AN →,从而m +611=1,所以m =511.7.若|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2,则|AB →+AC →|=________.答案23解析因为|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2,所以△ABC 是边长为2的正三角形,所以|AB →+AC →|为△ABC 的边BC 上的高的2倍,所以|AB →+AC →|=23.8.若点O 是△ABC 所在平面内的一点,且满足|OB →-OC →|=|OB →+OC →-2OA →|,则△ABC 的形状为________.答案直角三角形解析因为OB →+OC →-2OA →=OB →-OA →+OC →-OA→=AB →+AC →,OB →-OC →=CB →=AB →-AC →,所以|AB →+AC →|=|AB →-AC →|,即AB →·AC →=0,故AB →⊥AC →,△ABC 为直角三角形.9.若M 是△ABC 的边BC 上的一点,且CM →=3MB →,设AM →=λAB →+μAC →,则λ的值为________.答案34解析由题设知CM MB=3,过M 作MN ∥AC 交AB 于N ,则MN AC =BN BA =BM BC =14,从而AN AB =34,又AM →=λAB →+μAC →=AN →+NM →=34AB →+14AC →,所以λ=34.10.(2019·钦州质检)已知e 1,e 2为平面内两个不共线的向量,MN →=2e 1-3e 2,NP →=λe 1+6e 2,若M ,N ,P 三点共线,则λ=________.答案-4解析因为M ,N ,P 三点共线,所以存在实数k 使得MN →=kNP →,所以2e 1-3e 2=k (λe 1+6e 2),又e 1,e 2为平面内两个不共线的向量,=kλ,3=6k ,解得λ=-4.11.如图所示,设O 是△ABC 内部一点,且OA →+OC →=-2OB →,求△ABC 与△AOC 的面积之比.解取AC 的中点D ,连接OD ,则OA →+OC →=2OD →,∴OB →=-OD →,∴O 是AC 边上的中线BD 的中点,∴S △ABC =2S △OAC ,∴△ABC 与△AOC 面积之比为2∶1.12.如图所示,在△ABC 中,D ,F 分别是AB ,AC 的中点,BF 与CD 交于点O ,设AB →=a ,AC →=b ,试用a ,b 表示向量AO →.解方法一由D ,O ,C 三点共线,可设DO →=k 1DC →=k 1(AC →-AD →)=k-12a=-12k 1a +k 1b (k 1为实数),同理,可设BO →=k 2BF →=k 2(AF →-AB →)=k-k 2a +12k 2b (k 2为实数),①又BO →=BD →+DO →=-12a -12k 1a +k 1=-12(1+k 1)a +k 1b ,②所以由①②,得-k 2a +12k 2b =-12(1+k 1)a +k 1b ,即12(1+k 1-2k 2)a2-k=0.又a ,b 不共线,1+k 1-2k 2)=0,2-k 1=0,1=13,2=23.所以BO →=-23a +13b .所以AO →=AB →+BO →=a -23a +13b =13(a +b ).方法二延长AO 交BC 于点E ,O 为△ABC 的重心,则E 为BC 的中点,所以AO →=23AE →=23×12(AB →+AC →)=13(a +b ).13.如图所示,矩形ABCD 的对角线相交于点O ,E 为AO 的中点,若DE →=λAB →+μAD →(λ,μ为实数),则λ2+μ2等于()A.58B.14C .1 D.516答案A 解析DE →=12DA →+12DO →=12DA →+14DB →=12DA →+14(DA →+AB →)=14AB →-34AD →,所以λ=14,μ=-34,故λ2+μ2=58,故选A.14.A ,B ,C 是圆O 上不同的三点,线段CO 与线段AB 交于点D (点O 与点D 不重合),若OC →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是()A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,2]D .(-1,0)答案B 解析设OC →=mOD →,则m >1,因为OC →=λOA →+μOB →,所以mOD →=λOA →+μOB →,即OD →=λm OA →+μmOB →,又知A ,B ,D 三点共线,所以λm +μm=1,即λ+μ=m ,所以λ+μ>1,故选B.15.已知A ,B ,C 是平面上不共线的三点,O 是△ABC 的重心,动点P 满足OP →=OA →+12OB →+12OC P 一定为△ABC 的()A .BC 边中线的中点B .BC 边中线的三等分点(非重心)C .重心D .BC 边的中点答案B 解析设BC 的中点为M ,则12OC →+12OB →=OM →,∴OP →=13(OM →+2OA →)=13OM →+23OA →,即3OP →=OM →+2OA →,也就是MP →=2PA →,∴P ,M ,A 三点共线,且P 是AM 上靠近A 点的一个三等分点.16.设W 是由一平面内的n (n ≥3)个向量组成的集合.若a ∈W ,且a 的模不小于W 中除a 外的所有向量和的模.则称a 是W 的极大向量.有下列命题:①若W 中每个向量的方向都相同,则W 中必存在一个极大向量;②给定平面内两个不共线向量a ,b ,在该平面内总存在唯一的平面向量c =-a -b ,使得W ={a ,b ,c }中的每个元素都是极大向量;③若W 1={a 1,a 2,a 3},W 2={b 1,b 2,b 3}中的每个元素都是极大向量,且W 1,W 2中无公共元素,则W 1∪W 2中的每一个元素也都是极大向量.其中真命题的序号是________.答案②③解析①若有几个方向相同,模相等的向量,则无极大向量,故不正确;②由题意得a ,b ,c 围成闭合三角形,则任意向量的模等于除它本身外所有向量和的模,故正确;③3个向量都是极大向量,等价于3个向量之和为0,故W 1={a 1,a 2,a 3},W 2={b 1,b 2,b 3}中的每个元素都是极大向量时,W 1∪W 2中的每一个元素也都是极大向量,故正确.。
核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算课件理
解:①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同. ②正确.∵A→B=D→C,∴|A→B|=|D→C|且A→B∥D→C,又∵A,B,C,D 是不共线的四点,∴四边形 ABCD 为平行四边形;反之,若四边形 ABCD 为平行四边形,则A→B∥D→C且|A→B|=|D→C|,可得A→B=D→C.故“A→B= D→C”是“四边形 ABCD 为平行四边形”的充要条件. ③正确.∵a=b,∴a,b 的长度相等且方向相同;又 b=c,∴b, c 的长度相等且方向相同,∴a,c 的长度相等且方向相同,故 a=c. ④不正确.由 a=b 可得|a|=|b|且 a∥b;由|a|=|b|且 a∥b 可得 a =b 或 a=-b,故“|a|=|b|且 a∥b”不是“a=b”的充要条件,而是 必要不充分条件. 综上所述,正确命题的序号是②③.故填②③.
第十七页,共33页。
下列命题中,正确的是________.(填序号) ①有向线段就是向量,向量就是有向线段; ②向量 a 与向量 b 平行,则 a 与 b 的方向相同或相反; ③向量A→B与向量C→D共线,则 A,B,C,D 四点共线; ④如果 a∥b,b∥c,那么 a∥c; ⑤两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小.
第五页,共33页。
2.向量的加法和减法
(1)向量的加法
①三角形法则:以第一个向量 a 的终点 A 为起点作第二个向量 b,
则以第一个向量 a 的起点 O 为________以第二个向量 b 的终点 B 为 ________的向量O→B就是 a 与 b 的________(如图 1).
推广:A→1A2+A→2A3+…+An→-1An=____________.
第二十二页,共33页。
(1)( 2015·福建模拟 ) 在 △ABC
核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.5复数的概念课件理
自查自纠
1.-1 运算律 2.实部 虚部 ①b=0 ②b≠0 ③a=0 3.a=c 且 b=d a=b=0 4.一一对应 5.实数 原点 纯虚数
6.|z| a2+b2
7.共轭复数 z
8.整数集(Z) 有理数集(Q) 实数集(R)
b≠0
第五页,共20页。
(2015·福建)若集合 A={i,i2,i3,i4}(i 是虚数
2.熟练掌握复数部分的一系列概念,对于求解复 数题至关重要.以下三点请注意:
(1)对于复数 m+ni,如果 m,n∈C(或没有明确界 定 m,n∈R),则不可想当然地判定 m,n∈R.
第十九页,共20页。
(2)易误认为 y 轴上的点与纯虚数一一对应(注意原点 除外).
(3)对于 a+bi(a,b∈R)为纯虚数的充要条件,只注意 了 a=0 而漏掉了 b≠0.
2x0+1=0.
∴m=-13(x02+x0)=-13×14-12=112.故填112.
【点拨】依据两个复数相等的充要条件,构造关于实
数根 x0 与参数 m 的方程组是解决此类问题的有效手段.
第十七页,共20页。
已知 i 为虚数单位,复数 z1=-1+2i,
z2=1-i,z3=3-2i,它们所对应的点分别为 A,B, C,若O→C=xO→A+yO→B,x,y∈R,求 x+y 的值.
解:设 z=x+yi(x,y∈R),
则 z+2i=x+(y+2)i,由题意得 y=-2; 2-z i=x2--2ii=15(x-2i)(2+i)=15(2x+2)+15(x-4)i.
由题意得 x=4.∴z=4-2i.
∴(z+ai)2=(12+4a-a2)+8(a-2)i.
由于(z+ai)2 在复平面上对应的点在第一象限,
2024届新高考一轮复习北师大版 第5章 第4节 复数 课件(50张)
第五章 平面向量、复数 第四节 复 数
内 夯实·主干知识 容 探究·核心考点 索 引 课时精练
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【考试要求】 1.理解复数的基本概念,理解复数相等的充要条件.2. 了解复数的代数表示法及其几何意义;能将代数形式的复数在复平面上用 点或向量表示,并能将复平面上的点或向量所对应的复数用代数形式表 示.3.能进行复数代数形式的四则运算,了解两个具体复数相加,相减的几 何意义.
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内容
意义
复数 a+bi(a,b∈R) 复数的
分类
复数相 a+bi=c+di⇔a=c 且 b=d(a,b, 等 c,d∈R)
备注
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内容
意义
若两个复数的实部_相__等_,而虚部互
共轭复 为相__反__数__,则称这两个复数互为共
数 轭复数.复数 z 的共轭复数用 z 表
示.
备注
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2.复数代数运算中常用的三个结论
在进行复数的代数运算时,记住以下结论,可提高计算速度.
(1)(1±i)2=±2i;11+ -ii =i;11- +ii =-i.
(2)-b+ai=i(a+bi).
- (3)z·z
=|z|2=|-z
|2,|z1·z2|=|z1||z2|,zz12
=||zz12||
任意两个复数 a+bi 和 c+di(a,b,c,d∈R),(a+bi)(c+di)= _______(a_c_-__b_d_)_+__(a_d_+__b_c_)_i_________.
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5.复数的除法 对任意的复数 z1=a+bi(a,b∈R)和非零复数 z2=c+di(c,d∈R),则zz12 =ac++dbii =((ac++dbii))((cc--ddii)) =acc2++db2d +bcc2+-da2d i.
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》复数
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》§5.5复数最新考纲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.理解复数的基本概念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.能进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.1.复数的有关概念(1)定义:形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫做复数,其中a 叫做复数z 的实部,b 叫做复数z 的虚部(i 为虚数单位).(2)分类:满足条件(a ,b 为实数)复数的分类a +b i 为实数⇔b =0a +b i 为虚数⇔b ≠0a +b i 为纯虚数⇔a =0且b ≠0(3)复数相等:a +b i =c +d i ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R ).(4)共轭复数:a +b i 与c +d i 共轭⇔a =c ,b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ).(5)模:向量OZ →的模叫做复数z =a +b i 的模,记作|a +b i|或|z |,即|z |=|a +b i|=a 2+b 2(a ,b ∈R ).2.复数的几何意义复数z =a +b i 与复平面内的点Z (a ,b )及平面向量OZ →=(a ,b )(a ,b ∈R )是一一对应关系.3.复数的运算(1)运算法则:设z 1=a +b i ,z 2=c +d i ,a ,b ,c ,d ∈R .(2)几何意义:复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.如图给出的平行四边形OZ 1ZZ 2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即OZ →=OZ 1→+OZ 2→,Z 1Z 2→=OZ 2→-OZ 1→.概念方法微思考1.复数a +b i 的实部为a ,虚部为b 吗?提示不一定.只有当a ,b ∈R 时,a 才是实部,b 才是虚部.2.如何理解复数的加法、减法的几何意义?提示复数的加法、减法的几何意义就是向量加法、减法的平行四边形法则.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)方程x 2+x +1=0没有解.(×)(2)复数z =a +b i(a ,b ∈R )中,虚部为b i.(×)(3)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.(×)(4)原点是实轴与虚轴的交点.(√)(5)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模.(√)题组二教材改编2.设z =1-i1+i +2i ,则|z |等于()A .0 B.12C .1D.2答案C 解析∵z =1-i 1+i +2i =(1-i )2(1+i )(1-i )+2i =-2i 2+2i =i ,∴|z |=1.故选C.3.在复平面内,向量AB →对应的复数是2+i ,向量CB →对应的复数是-1-3i ,则向量CA →对应的复数是()A .1-2i B .-1+2iC .3+4iD .-3-4i答案D解析CA →=CB →+BA →=-1-3i +(-2-i)=-3-4i.4.若复数z =(x 2-1)+(x -1)i 为纯虚数,则实数x 的值为()A .-1B .0C .1D .-1或1答案A解析∵z 为纯虚数,2-1=0,-1≠0,∴x =-1.题组三易错自纠5.设a ,b ∈R ,i 是虚数单位,则“ab =0”是“复数a +bi 为纯虚数”的()A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件答案C解析∵复数a +bi=a -b i 为纯虚数,∴a =0且-b ≠0,即a =0且b ≠0,∴“ab =0”是“复数a +bi为纯虚数”的必要不充分条件.故选C.6.(2020·模拟)若复数z 满足i z =2-2i(i 为虚数单位),则z 的共轭复数z 在复平面内对应的点所在的象限是()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案B解析由题意,∵z =2-2i i =(2-2i )·(-i )i·(-i )=-2-2i ,∴z =-2+2i ,则z 的共轭复数z 对应的点在第二象限.故选B.7.i 2014+i 2015+i 2016+i 2017+i 2018+i 2019+i 2020=________.答案-i解析原式=i 2+i 3+i 4+i 1+i 2+i 3+i 4=-i.题型一复数的概念1.(2018·武汉华中师大一附中月考)若复数z 满足(1+2i)z =1-i ,则复数z 的虚部为()A.35B .-35C.35i D .-35i答案B解析因为(1+2i)z =1-i ,所以z =1-i 1+2i=(1-i )(1-2i )5=-1-3i5,因此复数z 的虚部为-35,故选B.2.(2019·钦州质检)复数2+i1+i的共轭复数是()A .-32+12iB .-32-12iC.32-12iD.32+12i 答案D解析由复数2+i 1+i =(2+i )(1-i )(1+i )(1-i )=3-i 2=32-12i ,所以共轭复数为32+12i ,故选D.3.(2018·烟台模拟)已知复数a +2i2-i是纯虚数(i 是虚数单位),则实数a 等于()A .-4B .4C .1D .-1答案C解析a +2i 2-i =(a +2i )(2+i )(2-i )(2+i )=2a -2+(a +4)i5,∵复数a +2i2-i为纯虚数,∴2a -2=0且a +4≠0,解得a =1.故选C.思维升华复数的基本概念有实部、虚部、虚数、纯虚数、共轭复数等,在解题中要注意辨析概念的不同,灵活使用条件得出符合要求的解.题型二复数的运算命题点1复数的乘法运算例1(1)(2018·全国Ⅲ)(1+i)(2-i)等于()A .-3-iB .-3+iC .3-iD .3+i答案D解析(1+i)(2-i)=2+2i -i -i 2=3+i.(2)i (2+3i )等于()A .3-2iB .3+2iC .-3-2iD .-3+2i答案D解析i(2+3i)=2i +3i 2=-3+2i ,故选D.命题点2复数的除法运算例2(1)(2018·全国Ⅱ)1+2i1-2i等于()A .-45-35iB .-45+35iC .-35-45iD .-35+45i答案D解析1+2i 1-2i =(1+2i )2(1-2i )(1+2i )=1-4+4i1-(2i )2=-3+4i 5=-35+45i.故选D.(2)(2018·烟台模拟)已知i 是虚数单位,若复数z 满足z (1+i)=1-i ,则z 等于()A .iB .-iC .1+iD .1-i答案A解析由题意,复数z =1-i 1+i =(1-i )(1-i )(1+i )(1-i )=-i ,所以z =i ,故选A.命题点3复数的综合运算例3(1)(2018·达州模拟)已知z (1+i)=-1+7i(i 是虚数单位),z 的共轭复数为z ,则|z |等于()A.2B .3+4i C .5D .7答案C解析z =-1+7i 1+i=(-1+7i )(1-i )2=3+4i ,故z =3-4i ⇒|z |=5,故选C.(2)(2018·成都模拟)对于两个复数α=1-i ,β=1+i ,有下列四个结论:①αβ=1;②αβ=-i ;③|αβ|=1;④α2+β2=0,其中正确结论的个数为()A .1B .2C .3D .4答案C解析对于两个复数α=1-i ,β=1+i ,①αβ=(1-i)·(1+i)=2,故①不正确;②αβ=1-i 1+i =(1-i )(1-i )(1+i )(1-i )=-2i 2=-i ,故②正确;③|αβ|=|-i |=1,故③正确;④α2+β2=(1-i)2+(1+i)2=1-2i -1+1+2i -1=0,故④正确.故选C.思维升华(1)复数的乘法:复数乘法类似于多项式的四则运算.(2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数.跟踪训练1(1)已知a ∈R ,i 是虚数单位,若z =3+a i ,z ·z =4,则a 为()A .1或-1B .1C .-1D .不存在的实数答案A解析由题意得z =3-a i ,故z ·z =3+a 2=4⇒a =±1,故选A.(2)(2018·潍坊模拟)若复数z 满足z (2-i)=(2+i)·(3-4i),则|z |等于()A.5B .3C .5D .25答案C解析由题意z (2-i)=(2+i)(3-4i)=10-5i ,则z =10-5i 2-i =(10-5i )(2+i )(2-i )(2+i )=5,所以|z |=5,故选C.题型三复数的几何意义例4(1)(2018·天津河东区模拟)i 是虚数单位,复数1-ii在复平面上对应的点位于()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案C解析由题意得1-i i =(1-i )i i 2=1+i-11-i ,因为复数-1-i 在复平面上对应的点在第三象限,故选C.(2)如图所示,平行四边形OABC ,顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i ,试求:①AO →,BC →所表示的复数;②对角线CA →所表示的复数;③B 点对应的复数.解①∵AO →=-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i.∵BC →=AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i.②∵CA →=OA →-OC →,∴CA →所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.③OB →=OA →+AB →=OA →+OC →,∴OB →所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i ,即B 点对应的复数为1+6i.思维升华复平面内的点、向量及向量对应的复数是一一对应的,要求某个向量对应的复数时,只要找出所求向量的始点和终点,或者用向量相等直接给出结论即可.跟踪训练2(1)(2018·洛阳模拟)已知复数z =5i 3+4i (i 是虚数单位),则z 的共轭复数z 对应的点在()A .第四象限B .第三象限C .第二象限D .第一象限答案A解析∵z =5i 3+4i =5i·(3-4i )(3+4i )·(3-4i )=45+35i ,∴z =45-35i ,则z 的共轭复数z 对应的点在第四象限.故选A.(2)已知复数z 1=-1+2i ,z 2=1-i ,z 3=3-2i ,它们所对应的点分别为A ,B ,C ,O 为坐标原点,若OC →=xOA →+yOB →,则x +y 的值是________.答案5解析由已知得A (-1,2),B (1,-1),C (3,-2),∵OC →=xOA →+yOB →,∴(3,-2)=x (-1,2)+y (1,-1)=(-x +y,2x -y ),x +y =3,x -y =-2,=1,=4,故x +y =5.1.已知复数z 1=6-8i ,z 2=-i ,则z 1z 2等于()A .-8-6iB .-8+6iC .8+6iD .8-6i答案C解析∵z 1=6-8i ,z 2=-i ,∴z 1z 2=6-8i -i =(6-8i )i -i 2=8+6i.2.(2018·聊城模拟)设复数z =(1-i )21+i,则|z |等于()A .4B .2 C.2D .1答案C解析z =-2i (1-i )(1+i )(1-i )=-i(1-i)=-1-i ,|-1-i|=2,故选C.3.(2018·海淀模拟)已知复数z 在复平面上对应的点为(1,-1),则()A .z +1是实数B .z +1是纯虚数C .z +i 是实数D .z +i 是纯虚数答案C解析由题意得复数z =1-i ,所以z +1=2-i ,不是实数,所以选项A 错误,也不是纯虚数,所以选项B 错误.所以z +i =1,是实数,所以选项C 正确,z +i 是纯虚数错误,所以选项D 错误.故选C.4.已知i 为虚数单位,若复数z 满足z +iz -i=1+i ,那么|z |等于()A .1 B.2C.5D .5答案C解析∵z +i z -i=1+i ,z +i =(1+i)(z -i ),i z =(2+i)i ,∴z =2+i ,∴|z |=1+4=5,故选C.5.(2018·成都七中模拟)已知i 为虚数单位,a ∈R ,若i -2a -i为纯虚数,则a 等于()A.12B .-12C .2D .-2答案B 解析由题意知i -2a -i =(i -2)(a +i )(a -i )(a +i )=(-2a -1)+(a -2)i a 2+1=-2a -1a 2+1+a -2a 2+1i ,又由i -2a -i为纯虚数,所以-2a -1=0且a -2≠0,解得a =-12,故选B.6.若复数z 满足(3+4i )z =1-i(i 是虚数单位),则复数z 的共轭复数z 等于()A .-15-75iB .-15+75iC .-125-725iD .-125+725i 答案D解析由题意可得z =1-i 3+4i =(1-i )(3-4i )(3+4i )(3-4i )=-1-7i25,所以z =-125+725i ,故选D.7.(2018·济南模拟)设复数z 满足z (1-i)=2(其中i 为虚数单位),则下列说法正确的是()A .|z |=2B .复数z 的虚部是i C.z =-1+iD .复数z 在复平面内所对应的点在第一象限答案D解析z =21-i =2(1+i )(1-i )(1+i )=1+i ,∴|z |=12+12=2,复数z 的虚部是1,z =1-i ,复数z 在复平面内所对应的点为(1,1),显然在第一象限.故选D.8.已知集合M ={1,m,3+(m 2-5m -6)i},N ={-1,3},若M ∩N ={3},则实数m 的值为________.答案3或6解析∵M ∩N ={3},∴3∈M 且-1∉M ,∴m ≠-1,3+(m 2-5m -6)i =3或m =3,∴m 2-5m -6=0且m ≠-1或m =3,解得m =6或m =3,经检验符合题意.9.(2018·江苏)若复数z 满足i·z =1+2i ,其中i 是虚数单位,则z 的实部为________.答案2解析由i·z =1+2i ,得z =1+2ii=2-i ,∴z 的实部为2.10.(2018·天津)i 是虚数单位,复数6+7i1+2i=________.答案4-i解析6+7i 1+2i =(6+7i )(1-2i )(1+2i )(1-2i )=20-5i5=4-i.11.已知复数z 满足z +3z =0,则|z |=________.答案3解析由复数z 满足z +3z=0,则z 2=-3,所以z =±3i ,所以|z |= 3.12.若复数z =1-i ,则z +1z 的虚部是________.答案-12解析z +1z =1-i +11-i =1-i +1+i 2=32-12i ,故虚部为-12.13.(2018·厦门质检)已知复数z 满足(1-i)z =i 3,则|z |=________.答案22解析由题意知z =i 31-i =-i (1+i )(1-i )(1+i )=-i +12=12-12i ,则|z |=22.14.(2019·天津调研)已知i 为虚数单位,复数z (1+i)=2-3i ,则z 的虚部为________.答案-52解析由z (1+i)=2-3i ,得z =2-3i 1+i =(2-3i )(1-i )(1+i )(1-i )=-1-5i 2=-12-52i ,则z 的虚部为-52.15.已知复数z =b i(b ∈R ),z -21+i是实数,i 是虚数单位.(1)求复数z ;(2)若复数(m +z )2所表示的点在第一象限,求实数m 的取值范围.解(1)因为z =b i(b ∈R ),所以z -21+i =b i -21+i =(b i -2)(1-i )(1+i )(1-i )=(b -2)+(b +2)i 2=b -22+b +22i.又因为z -21+i 是实数,所以b +22=0,所以b =-2,即z =-2i.(2)因为z =-2i ,m ∈R ,所以(m +z )2=(m -2i)2=m 2-4m i +4i 2=(m 2-4)-4m i ,又因为复数(m +z )2所表示的点在第一象限,2-4>0,4m >0,解得m <-2,即m ∈(-∞,-2).16.若虚数z 同时满足下列两个条件:①z +5z是实数;②z +3的实部与虚部互为相反数.这样的虚数是否存在?若存在,求出z ;若不存在,请说明理由.解存在.设z =a +b i(a ,b ∈R ,b ≠0),则z +5z =a +b i +5a +b i=又z +3=a +3+b i 的实部与虚部互为相反数,z +5z是实数,0,+3=-b ,因为b ≠02+b 2=5,=-b -3,=-1,=-2=-2,=-1.所以z =-1-2i 或z =-2-i.17.(2018·威海模拟)若复数a +i 1+i (i 是虚数单位)在复平面内对应的点在第一象限,则实数a 的取值范围是()A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)答案C 解析由题意得z =a +i 1+i =(a +i )(1-i )(1+i )(1-i )=a +1+(1-a )i 2,因为z 在复平面内对应的点在第一象限,+1>0,-a >0,所以-1<a <1.故选C.18.已知a ∈R ,i 是虚数单位,若复数z =a +3i 3+i∈R ,则复数z =________.答案3解析∵复数z =a +3i 3+i =(a +3i )(3-i )(3+i )(3-i )=3(1+a )+(3-a )i 4=3(1+a )4+3-a 4i ∈R ,∴3-a 4=0,即a =3.则复数z =3(1+a )4=434= 3.19.复数z 1,z 2满足z 1=m +(4-m 2)i ,z 2=2cos θ+(λ+4sin θ)i(m ,λ,θ∈R ),并且z 1=z 2,则λ的取值范围是()A .[-1,8] B.-916,1C.-916,7 D.916,7答案A 解析由复数相等的充要条件可得=2cos θ,-m 2=λ+4sin θ,化简得4-4cos 2θ=λ+4sin θ,由此可得λ=-4cos 2θ-4sin θ+4=-4(1-sin 2θ)-4sin θ+4=4sin 2θ-4sin θ=θ-1,因为sin θ∈[-1,1],所以4sin 2θ-4sin θ∈[-1,8].20.给出下列命题:①若z ∈C ,则z 2≥0;②若a ,b ∈R ,且a >b ,则a +i>b +i ;③若a ∈R ,则(a +1)i 是纯虚数;④若z =-i ,则z 3+1在复平面内对应的点位于第一象限.其中正确的命题是________.(填上所有正确命题的序号)答案④解析由复数的概念及性质知,①错误;②错误;若a =-1,则a +1=0,不满足纯虚数的条件,③错误;z 3+1=(-i)3+1=i +1,④正确.。
【高考精品复习】第十三篇 推理证明、算法、复数 第5讲 复 数
第5讲 复 数【高考会这样考】复数的基本概念、复数相等的充要条件以及复数的代数运算是高考的热点,并且一般在前三题的位置,主要考查对复数概念的理解以及复数的加减乘除四则运算,难度较小. 【复习指导】1.复习时要理解复数的相关概念如实部、虚部、纯虚数、共轭复数等,以及复数的几何意义.2.要把复数的基本运算作为复习的重点,尤其是复数的四则运算与共轭复数的性质等.因考题较容易,所以重在练基础.基础梳理1.复数的有关概念 (1)复数的概念形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫复数,其中a ,b 分别是它的实部和虚部.若b =0,则a +b i 为实数,若b ≠0,则a +b i 为虚数,若a =0且b ≠0,则a +b i 为纯虚数.(2)复数相等:a +b i =c +d i ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R ). (3)共轭复数:a +b i 与c +d i 共轭⇔a =c ;b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ). (4)复数的模向量OZ →的模r 叫做复数z =a +b i(a ,b ∈R )的模,记作|z |或|a +b i|,即|z |=|a +b i|=a 2+b 2. 2.复数的四则运算设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则 (1)加法:z 1+z 2=(a +b i)+(c +d i)=(a +c )+(b +d )i ; (2)减法:z 1-z 2=(a +b i)-(c +d i)=(a -c )+(b -d )i ; (3)乘法:z 1·z 2=(a +b i)·(c +d i)=(ac -bd )+(ad +bc )i ;(4)除法:z 1z 2=a +b i c +d i =(a +b i )(c -d i )(c +d i )(c -d i )=(ac +bd )+(bc -ad )ic 2+d 2(c +d i ≠0).一条规律任意两个复数全是实数时能比较大小,其他情况不能比较大小. 两条性质(1)i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i ,i n +i n +1+i n +2+i n +3=0(各式中n ∈N ). (2)(1±i)2=±2i ,1+i 1-i =i ,1-i1+i=-i. 双基自测1.(人教A 版教材习题改编)复数-i1+2i (i 是虚数单位)的实部是( ).A.15 B .-15 C .-15i D .-25 解析 -i1+2i =-i (1-2i )(1+2i )(1-2i )=-2-i 5=-25-15i. 答案 D2.(2011·天津)设i 是虚数单位,复数1-3i1-i=( ). A .2-i B .2+i C .-1-2i D .-1+2i 解析 1-3i 1-i =12(1-3i)(1+i)=12(4-2i)=2-i.答案 A3.(2011·湖南)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 =-1D .a =-1,b =-1解析 由(a +i)i =b +i ,得:-1+a i =b +i ,根据复数相等得:a =1,b =-1. 答案 C4.(2011·广东)设复数z 满足(1+i)z =2,其中i 为虚数单位,则z =( ).A .2-2iB .2+2iC .1-iD .1+i 解析 z =21+i =2(1-i )(1+i )(1-i )=2(1-i )2=1-i. 答案 C5.i 2(1+i)的实部是________. 解析 i 2(1+i)=-1-i. 答案 -1考向一 复数的有关概念【例1】►(2011·安徽)设i 是虚数单位,复数1+a i2-i 为纯虚数,则实数a 为( ).A .2B .-2C .-12 D.12 [审题视点] 利用纯虚数的概念可求. 解析1+a i 2-i =(1+a i )(2+i )(2-i )(2+i )=2-a 5+2a +15i , 由纯虚数的概念知:2-a 5=0,2a +15≠0,∴a =2. 答案 A复数的分类及对应点的位置问题都可以转化为复数的实部与虚部应该满足的条件问题,只需把复数化为代数形式,列出实部、虚部满足的方程即可. 【训练1】 已知a ∈R ,复数z 1=2+a i ,z 2=1-2i ,若z 1z 2为纯虚数,则复数z 1z 2的虚部为________.解析 z 1z 2=2+a i 1-2i =(2+a i )(1+2i )(1-2i )(1+2i )=2-2a 5+a +45i ,∵z 1z 2为纯虚数,∴2-2a 5=0,a +45≠0,∴a =1.故z 1z 2的虚部为1. 答案 1考向二 复数的几何意义【例2】►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+8iB .8+2iC .2+4iD .4+i [审题视点] 利用中点坐标公式可求.解析 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. 答案 C复数的几何意义可以让我们运用数形结合思想把复数、向量、解析几何有机的结合在一起,能够更加灵活的解决问题.高考中对复数几何意义的考查主要集中在复数对应点的位置、加减法的几何意义、模的意义等. 【训练2】 (2011·徐州一检)复数1+i 1-i+i 2 012对应的点位于复平面内的第________象限.解析 1+i 1-i +i 2 012=i +1.故对应的点(1,1)位于复平面内第一象限.答案 一考向三 复数的运算【例3】►(2011·上海)已知复数z 1满足(z 1-2)(1+i)=1-i ,复数z 2的虚部为2,且z 1·z 2是实数,求z 2.[审题视点] 利用复数的乘除运算求z 1,再设z 2=a +2i(a ∈R ),利用z 1·z 2是实数,求a .解 由(z 1-2)(1+i)=1-i ,得z 1-2=1-i 1+i =-i ,∴z 1=2-i.设z 2=a +2i(a ∈R ),∴z 1·z 2=(2-i)(a +2i)=(2a +2)+(4-a )i. ∵z 1·z 2∈R . ∴a =4. ∴z 2=4+2i.复数的加法、减法、乘法运算可以类比多项式运算,除法关键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.【训练3】 (2011·湖北)i 为虚数单位,则⎝⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2011=( ). A .-i B .-1 C .i D .1 解析 因为1+i 1-i=(1+i )(1+i )2=i ,所以原式=i 2011=i 4×502+3=i 3=-i.答案 A难点突破27——复数的几何意义问题复数的几何意义是复数中的难点,化解难点的关键是对复数的几何意义的正确理解.对于复数的几何意义的理解可以从以下两个方面着手:(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )的模|z |=a 2+b 2,实际上就是指复平面上的点Z 到原点O 的距离;|z 1-z 2|的几何意义是复平面上的点Z 1、Z 2两点间的距离. (2)复数z 、复平面上的点Z 及向量OZ → 相互联系,即z =a +b i(a ,b ∈R )⇔Z (a ,b )⇔OZ→. 【示例1】► (2011·山东)复数z =2-i2+i(i 为虚数单位)在复平面内对应的点所在象限为( ). A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限【示例2】► (2010·全国新课标)已知复数z =3+i(1-3i )2,则|z |=( ).14 B.12C.1 D.2A.。
2025届高考数学一轮复习——复数讲义
2025届高考数学一轮复习——复数讲义【高考考情分析】复数是高考的必考内容,多出现在选择题中,近几年多选题、填空题形式也有考查,试题较为简单,属于送分题,主要考查复数的概念和复数的四则运算.【基础知识复习】1.复数的有关概念(1)复数相等:i i a b c d a c +=+⇔=且b d =(,,,)a b c d ∈R .(2)共轭复数:i a b +与i c d +共轭a c ⇔=且b d =-(,,,)a b c d ∈R .(3)复数的模:复数i(,)z a b a b =+∈R 对应的向量OZ 的模叫做z 的模,记作||z 或|i |a b +,即|||i |z a b =+=2.复数的几何意义(1)复数i(,)z a b a b −−−−→=+∈←−−−−R 一一对应复平面内的点(,)Z a b . (2)复数i(,)z a b a b −−−−→=+∈←−−−−R 一一对应平面向量((0,0),(,))OZ O Z a b . 3.复数的加、减、乘、除运算法则设12i,i(,,,)z a b z c d a b c d =+=+∈R ,则(1)加法:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d +=+++=+++;(2)减法:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d -=+-+=-+-;(3)乘法:12(i)(i)()()i z z a b c d ac bd bc ad ⋅=+⋅+=-++;(4)除法:122222i (i)(i)i(i 0)i (i)(i)z a b a b c d ac bd bc ad c d z c d c d c d c d c d++-+-===++≠++-++. 4.复数加法的运算律复数的加法满足交换律、结合律,即对任何123,,z z z ∈C ,有1221z z z z +=+,123123()()z z z z z z ++=++.5.复数加、减法的几何意义(1)复数加法的几何意义若复数12,z z 对应的向量12,OZ OZ 不共线,则复数12z z +是以12,OZ OZ 为两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12z z -是1221OZ OZ Z Z -=所对应的复数.6.复数乘法的运算律:对于任意123z z z ∈C ,,,有交换律:1221z z z z =;结合律:123123()()z z z z z z =;乘法对加法的分配律:1231213()z z z z z z z +=+.【重点难点复习】1.复数的模的运算性质(1)1212z z z z ⋅=⋅;(2)()112220z z z z z =≠; (3)()11n n z z n *=∈N .2.共轭复数的相关运算(1)z z z =⇔为实数,0z z +=且0z z ≠⇔为纯虚数;(2)2222||||zz z z a b ===+;(3)2z z a +=,2i z z b -=;(4)1212z z z z ±=±,1212z z z z ⋅=⋅,()112220z z z z z ⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭. 【基本方法与技能复习】求解复数相关问题的技巧(1)复数的分类、复数相等、复数的模、共轭复数的概念都与复数的实部和虚部有关,所以解答与复数概念有关的问题时,需先把所给复数化为i()a b a b +∈,R 的形式,再根据题意列方程(组)求解.(2)求复数的模时,直接根据复数的模的公式和性质进行计算.(3)复数问题实数化是解决复数问题最基本也是最重要的方法.(4)在复数的四则运算中,加、减、乘运算按多项式运算法则进行,把含有虚数单位i 的项看作一类同类项,不含i 的项看作另一类同类项;除法运算则需要分母实数化,解题中注意要把i 的幂化成最简形式.(5)由于复数、点、向量之间存在一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观.【典型例题复习】1i =+,则z =( ) A.1i -- B.1i -+C.1i -D.1i + 2.【2024年新课标Ⅰ卷】已知1i z =--,则||z =( )3.【2023年新课标Ⅰ卷】已知1i 22i z -=+,则z z -=( ) A.i - B.i C.0 D.14.【2023年新课标Ⅰ卷】在复平面内,(13i)(3i)+-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5.【2022年新高考Ⅰ卷】若()i 11z -=,则z z +=( )A.-2B.-1C.1D.26.【2022年新高考Ⅰ卷】(22i)(12i)+-=( )A.24i -+B.24i --C.62i +D.62i - 答案以及解析1.答案:C1i =+,所以(1)(1i)z z =-+,即1i i z z z =-+-,即i 1i z =+,所以1i (1i)(i)1i i i(i)z ++-===--,故选C.1=+=11i 11i (1i)(1i)22z --==-+-11i 22=+=所以z =21i 1i=-+,故选C. 2.答案:C解析:|||1i |z =--==3.答案:A解析:因为1i(1i)(1i)2i1i22i2(1i)(1i)42z----====-++-,所以1i2z=,即iz z-=-.故选A.4.答案:A解析:(13i)(3i)3i9i368i+-=-++=+,在复平面内对应的点的坐标为(6,8),位于第一象限,故选A.5.答案:D解析:因为i(1)1z-=,所以111iiz=-=+,所以1iz=-,所以(1i)(1i)2z z+=++-=.故选D.6.答案:D解析:(22i)(12i)24i2i462i+-=-++=-,故选D.。
2023年高考数学一轮复习 核按钮版 课件 第5章 平面向量与复数
(3)在△ABC 中,点 M,N 满足A→M=2M→C,B→N=N→C. 若M→N=xA→B+yA→C,则 x=__________; y=__________.
解:因为A→M=2M→C,所以A→M=23A→C. 因为B→N=N→C,所以A→N=12(A→B+A→C),所以M→N=A→N-A→M =12(A→B+A→C)-23A→C=12A→B-16A→C,所以 x=12,y=-16. 故填12;-16.
3. 向量共线定理
向量 a(a≠0)与 b 共线的充要条件是:存在唯一一个实数 λ,使 b=λa.
【常用结论】
4. 加法运算的推广 (1)加法运算的推广:A→1A2+A→2A3+…+An-1An=A→1An. (2)向量三角不等式:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|. 两向量不共线时,可由“三角形中任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第 三边”知“<”成立;两向量共线时,可得出“=”成立(分同向、反向两种不同情形). 5. 线性运算重要结论 (1)若 P 为线段 AB 的中点,O 为平面内任一点,则O→P=12(O→A+O→B). (2)若 G 为△ABC 的重心,则G→A+G→B+G→C=0. (3)若O→A=λO→B+μO→C(λ,μ为实数),则点 A,B,C 共线的充要条件是 λ+μ=1.
【点拨】 进行向量的线性运算时,要尽可能转化到平行四边形或三角形中,选用从同一顶点 出发的基本向量或首尾相接的向量,运用向量加、减法运算及数乘运算来解决.
(1)(2020 届河南高三开学摸底)如图所示的△ABC 中,点 D,E,F 分别在边 BC,AC,
AD 上,且 BD=DC,AE=2EC,DF=2AF,则向量E→F=
(2021 宁夏大学附属中学高一月考)若 a=2e1+e2,b=-2e1+3e2,则以下向量中与 2a+b 共
2023年高考数学一轮复习讲义(新高考)第5章§5-5复数
§5.5 复 数考试要求 1.通过方程的解,认识复数.2.理解复数的代数表示及其几何意义,理解两个复数相等的含义.3.掌握复数的四则运算,了解复数加、减运算的几何意义.知识梳理1.复数的有关概念(1)复数的定义:形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫做复数,其中a 是实部,b 是虚部,i 为虚数单位.(2)复数的分类:复数z =a +b i(a ,b ∈R )Error!(3)复数相等:a +b i =c +d i ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R ).(4)共轭复数:a +b i 与c +d i 互为共轭复数⇔a =c ,b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ).(5)复数的模:向量OZ →的模叫做复数z =a +b i 的模或绝对值,记作|a +b i|或|z |,即|z |=|a +b i|=a 2+b 2(a ,b ∈R ).2.复数的几何意义(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )复平面内的点Z (a ,b ).(2)复数z =a +b i(a ,b ∈R )平面向量OZ →.3.复数的四则运算(1)复数的加、减、乘、除运算法则:设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则①加法:z 1+z 2=(a +b i)+(c +d i)=(a +c )+(b +d )i ;②减法:z 1-z 2=(a +b i)-(c +d i)=(a -c )+(b -d )i ;③乘法:z 1·z 2=(a +b i)·(c +d i)=(ac -bd )+(ad +bc )i ;④除法:z 1z 2=a +b i c +d i =(a +b i )(c -d i )(c +d i )(c -d i )=ac +bd c 2+d 2+bc -adc 2+d 2i(c +d i ≠0).(2)几何意义:复数加、减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.如图给出的平行四边形OZ 1ZZ 2可以直观地反映出复数加、减法的几何意义,即OZ → =OZ 1-→+OZ 2-→ ,Z 1Z 2-→ =OZ 2-→ -OZ 1-→.常用结论1.(1±i)2=±2i ;1+i 1-i =i ;1-i1+i=-i.2.-b +a i =i(a +b i)(a ,b ∈R ).3.i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i(n ∈N ).4.i 4n +i 4n +1+i 4n +2+i 4n +3=0(n ∈N ).5.复数z 的方程在复平面上表示的图形(1)a ≤|z |≤b 表示以原点O 为圆心,以a 和b 为半径的两圆所夹的圆环;(2)|z -(a +b i)|=r (r >0)表示以(a ,b )为圆心,r 为半径的圆.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)复数z =a -b i(a ,b ∈R )中,虚部为b .( × )(2)复数可以比较大小.( × )(3)已知z =a +b i(a ,b ∈R ),当a =0时,复数z 为纯虚数.( × )(4)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模.( √ )教材改编题1.已知复数z 满足(2+i)z =1-i ,其中i 是虚数单位,则z 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 D2.复数z =(3+i)(1-4i),则复数z 的实部与虚部之和是________.答案 -4解析 z =(3+i)(1-4i)=3-12i +i +4=7-11i ,故实部和虚部之和为7-11=-4.3.若z =(m 2+m -6)+(m -2)i 为纯虚数,则实数m 的值为________.答案 -3题型一 复数的概念例1 (1)(2021·浙江)已知a∈R,(1+a i)i=3+i(i为虚数单位),则a等于( ) A.-1 B.1 C.-3 D.3答案 C解析 方法一 因为(1+a i)i=-a+i=3+i,所以-a=3,解得a=-3.方法二 因为(1+a i)i=3+i,所以1+a i=3+ii=1-3i,所以a=-3.(2)(2022·新余模拟)若复数z满足z(1+i)i32-i=1-i,则复数z的虚部为( )A.i B.-i C.1 D.-1答案 C解析 ∵z(1+i)i32-i=1-i,∴z(1+i)(-i)=(2-i)(1-i),∴z(1-i)=(2-i)(1-i),∴z=2-i,∴z=2+i,∴z的虚部为1.教师备选1.(2020·全国Ⅲ)若z(1+i)=1-i,则z等于( ) A.1-i B.1+i C.-i D.i答案 D解析 因为z=1-i1+i=(1-i)2(1+i)(1-i)=-i,所以z=i.2.(2020·全国Ⅰ)若z=1+i,则|z2-2z|等于( ) A.0 B.1 C.2D.2答案 D解析 方法一 z2-2z=(1+i)2-2(1+i)=-2,|z2-2z|=|-2|=2.方法二 |z2-2z|=|(1+i)2-2(1+i)|=|(1+i)(-1+i)|=|1+i|·|-1+i|=2.思维升华 解决复数概念问题的方法及注意事项(1)复数的分类及对应点的位置问题都可以转化为复数的实部与虚部应该满足的条件问题,只需把复数化为代数形式,列出实部和虚部满足的方程(不等式)组即可.(2)解题时一定要先看复数是否为a+b i(a,b∈R)的形式,以确定实部和虚部.跟踪训练1 (1)(2022·衡水中学模拟)已知x1+i=1-y i,其中x,y是实数,i是虚数单位,则x+y i的共轭复数为( )A.2+i B.2-iC.1+2i D.1-2i答案 B解析 由x1+i=1-y i,得x(1-i)(1+i)(1-i)=1-y i,即x2-x2i=1-y i,∴Error!解得x=2,y=1,∴x+y i=2+i,∴其共轭复数为2-i.(2)已知z=1-3i,则|z-i|=________.答案 5解析 ∵z=1-3i,∴z=1+3i,∴z-i=1+3i-i=1+2i,∴|z-i|=12+22=5.题型二 复数的四则运算例2 (1)(2021·新高考全国Ⅰ)已知z=2-i,则z(z+i)等于( ) A.6-2i B.4-2iC.6+2i D.4+2i答案 C解析 因为z=2-i,所以z(z+i)=(2-i)(2+2i)=6+2i.(2)(多选)设z1,z2,z3为复数,z1≠0.下列命题中正确的是( ) A.若|z2|=|z3|,则z2=±z3B.若z1z2=z1z3,则z2=z3C .若z 2=z 3,则|z 1z 2|=|z 1z 3|D .若z 1z 2=|z 1|2,则z 1=z 2答案 BC解析 由|i|=|1|,知A 错误;z 1z 2=z 1z 3,则z 1(z 2-z 3)=0,又z 1≠0,所以z 2=z 3,故B 正确;|z 1z 2|=|z 1||z 2|,|z 1z 3|=|z 1||z 3|,又z 2=z 3,所以|z 2|=|z 2|=|z 3|,故C 正确,令z 1=i ,z 2=-i ,满足z 1z 2=|z 1|2,不满足z 1=z 2,故D 错误.教师备选1.(2020·新高考全国Ⅰ)2-i1+2i 等于( )A .1 B .-1 C .i D .-i 答案 D解析 2-i1+2i =(2-i )(1-2i )(1+2i )(1-2i )=-5i5=-i.2.在数学中,记表达式ad -bc 为由|a bc d |所确定的二阶行列式.若在复数域内,z 1=1+i ,z 2=2+i 1-i ,z 3=z 2,则当|z 1 z 2z 3 z 4|=12-i 时,z 4的虚部为________.答案 -2解析 依题意知,|z 1 z 2z 3 z4|=z 1z 4-z 2z 3,因为z 3=z 2,且z 2=2+i 1-i =(2+i )(1+i )2=1+3i 2,所以z 2z 3=|z 2|2=52,因此有(1+i)z 4-52=12-i ,即(1+i)z 4=3-i ,故z 4=3-i 1+i =(3-i )(1-i )2=1-2i.所以z 4的虚部是-2.思维升华 (1)复数的乘法:复数乘法类似于多项式的乘法运算.(2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数.跟踪训练2 (1)(2021·全国乙卷)设i z =4+3i ,则z 等于( )A.-3-4i B.-3+4i C.3-4i D.3+4i 答案 C解析 方法一 (转化为复数除法运算)因为i z=4+3i,所以z=4+3ii=(4+3i)(-i)i(-i)=-4i-3i2-i2=3-4i.方法二 (利用复数的代数形式)设z=a+b i(a,b∈R),则由i z=4+3i,可得i(a+b i)=4+3i,即-b+a i=4+3i,所以Error!即Error!所以z=3-4i.方法三 (巧用同乘技巧)因为i z=4+3i,所以i z·i=(4+3i)·i,所以-z=4i-3,所以z=3-4i.(2)若z=i2 0231-i,则|z|=________;z+z=________.答案 22 1解析 z=i2 0231-i=-i1-i=1-i2,|z|=(12)2+(-12)2=22,z+z=12-12i+12+12i=1.题型三 复数的几何意义例3 (1)(2021·新高考全国Ⅱ)复数2-i1-3i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.第四象限答案 A解析 2-i1-3i=(2-i)(1+3i)10=5+5i10=1+i2,所以该复数在复平面内对应的点为(12,12),该点在第一象限.(2)(2020·全国Ⅱ)设复数z1,z2满足|z1|=|z2|=2,z1+z2=3+i,则|z1-z2|=________.答案 23解析 方法一 设z1-z2=a+b i,a,b∈R,因为z1+z2=3+i,所以2z1=(3+a)+(1+b)i,2z2=(3-a)+(1-b)i.因为|z 1|=|z 2|=2,所以|2z 1|=|2z 2|=4,所以(3+a )2+(1+b )2=4,①(3-a )2+(1-b )2=4,②①2+②2,得a 2+b 2=12.所以|z 1-z 2|=a 2+b 2=23.方法二 设复数z 1,z 2在复平面内分别对应向量OA → ,OB →,则z 1+z 2对应向量OA → +OB →.由题意知|OA → |=|OB → |=|OA → +OB →|=2,如图所示,以OA ,OB 为邻边作平行四边形OACB ,则z 1-z 2对应向量BA →,且|OA → |=|AC → |=|OC →|=2,可得|BA → |=2|OA →|sin 60°=23.故|z 1-z 2|=|BA → |=23.教师备选1.(2020·北京)在复平面内,复数z 对应的点的坐标是(1,2),则i·z 等于( )A .1+2i B .-2+i C .1-2i D .-2-i 答案 B解析 由题意知,z =1+2i ,∴i·z =i(1+2i)=-2+i.2.(2019·全国Ⅰ)设复数z 满足|z -i|=1,z 在复平面内对应的点为(x ,y ),则( )A .(x +1)2+y 2=1 B .(x -1)2+y 2=1C .x 2+(y -1)2=1 D .x 2+(y +1)2=1答案 C解析 ∵z 在复平面内对应的点为(x ,y ),∴z =x +y i(x ,y ∈R ).∵|z -i|=1,∴|x +(y -1)i|=1,∴x 2+(y -1)2=1.思维升华 由于复数、点、向量之间建立了一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观.跟踪训练3 (1)如图,若向量OZ →对应的复数为z ,则z +4z表示的复数为( )A .1+3iB .-3-iC .3-iD .3+i答案 D解析 由题图可得Z (1,-1),即z =1-i ,所以z +4z =1-i +41-i =1-i +4(1+i )(1-i )(1+i )=1-i+4+4i2=1-i +2+2i =3+i.(2)设复数z 满足条件|z |=1,那么|z +22+i|的最大值是( )A .3 B .23C .1+22 D .4答案 D解析 |z |=1表示单位圆上的点,那么|z +22+i|表示单位圆上的点到点(-22,-1)的距离,求最大值转化为点(-22,-1)到原点的距离加上圆的半径.因为点(-22,-1)到原点的距离为3,所以所求最大值为4.在如图的复平面中,r =a 2+b 2,cos θ=a r ,sin θ=b r ,tan θ=ba(a ≠0).任何一个复数z =a +b i 都可以表示成z =r (cos θ+isin θ)的形式.其中,r 是复数z 的模;θ是以x 轴的非负半轴为始边,向量OZ →所在射线(射线OZ )为终边的角,叫做复数z =a +b i 的辐角.我们把r (cos θ+isin θ)叫做复数的三角形式.对应于复数的三角形式,把z =a +b i 叫做复数的代数形式.复数乘、除运算的三角表示:已知复数z 1=r 1(cos θ1+isin θ1),z 2=r 2(cos θ2+isin θ2),则z 1·z 2=r 1r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].z 1z 2=r 1r 2[cos(θ1-θ2)+isin(θ1-θ2)].例1 (1)(cos π2+isin π2)×3(cos π6+isin π6)等于( )A.32+332iB.32-332iC .-32+332iD .-32-332i答案 C解析 (cos π2+isin π2)×3(cos π6+isinπ6)=3[cos(π2+π6)+isin (π2+π6)]=3(cos2π3+isin 2π3)=-32+332i.(2)(多选)把复数z 1与z 2对应的向量OA → ,OB → 分别按逆时针方向旋转π4和5π3后,重合于向量OM→且模相等,已知z 2=-1-3i ,则复数z 1的代数式和它的辐角分别是( )A .-2-2i ,3π4B .-2+2i ,3π4C .-2-2i ,π4D .-2+2i ,11π4答案 BD解析 由题意可知z 1(cos π4+isinπ4)=z 2(cos5π3+isin5π3),则z 1=z 2(cos 5π3+isin5π3)cos π4+isinπ4=2(cos4π3+isin 4π3)(cos 5π3+isin 5π3)cos π4+isinπ4,∴z 1=-222+22i=-221+i =-22(1-i )(1+i )(1-i )=-2+2i =2(cos 3π4+isin 3π4),可知z 1对应的坐标为(-2,2),则它的辐角主值为3π4,故可以作为复数-2+2i 的辐角的是3π4+2k π,k ∈Z ,当k =1时,3π4+2π=11π4.(3)复数z =cos π15+isinπ15是方程x 5-α=0的一个根,那么α的值等于( )A.32+12i B.12+32iC.32-12i D .-12-32i答案 B解析 由题意得,α=(cos π15+isinπ15)5=cos π3+isin π3=12+32i.例2 (多选)已知i 为虚数单位,z 1=2(cos 60°+isin 60°),z 2=22(sin 30°-icos 30°),则z 1·z 2的三角形式不为下列选项的有( )A .4(cos 90°+isin 90°)B .4(cos 30°+isin 30°)C .4(cos 30°-isin 30°)D .4(cos 0°+isin 0°)答案 ABC 解析 ∵z 2=22(sin 30°-icos 30°)=22(cos 300°+isin 300°),∴z 1·z 2=2(cos 60°+isin 60°)·22(cos 300°+isin 300°)=4(cos 360°+isin 360°).课时精练1.(2022·福州模拟)已知i 是虚数单位,则“a =i ”是“a 2=-1”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案 A解析 i 是虚数单位,则i 2=-1,“a =i ”是“a 2=-1”的充分条件;由a 2=-1,得a =±i ,故“a =i ”是“a 2=-1”的不必要条件;故“a =i ”是“a 2=-1”的充分不必要条件.2.设复数z 1,z 2在复平面内的对应点关于虚轴对称,z 1=3-i ,则z 1z 2等于( )A .-10B .10C .-8D .8答案 A解析 ∵z 1=3-i ,z 1,z 2在复平面内所对应的点关于虚轴对称,∴z 2=-3-i ,∴z 1z 2=-9-1=-10.3.(2022·长春实验中学模拟)若复数z 的共轭复数为z 且满足z ·(1+2i)=1-i ,则复数z 的虚部为( )A.35B .-35i C.35i D .-35答案 A 解析 z ·(1+2i)=1-i ,∴z =1-i 1+2i =(1-i )(1-2i )(1+2i )(1-2i )=-1-3i 5=-15-35i ,∴z=-15+35i,∴复数z的虚部为3 5 .4.已知i是虚数单位,则复数z=i2 023+i(i-1)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 C解析 因为z=i2 023+i(i-1)=-i-1-i=-1-2i,所以复数z在复平面内对应的点是(-1,-2),位于第三象限.5.(2022·潍坊模拟)在复数范围内,已知p,q为实数,1-i是关于x的方程x2+px+q=0的一个根,则p+q等于( )A.2 B.1 C.0 D.-1答案 C解析 因为1-i是关于x的方程x2+px+q=0的一个根,则1+i是方程x2+px+q=0的另一根,由根与系数的关系可得Error!解得p=-2,q=2,所以p+q=0.6.(多选)(2022·苏州模拟)若复数z满足(1+i)·z=5+3i(其中i是虚数单位),则( )A.z的虚部为-iB.z的模为17C.z的共轭复数为4-iD.z在复平面内对应的点位于第四象限答案 BD解析 由(1+i)·z=5+3i得z=5+3i1+i=(5+3i)(1-i)(1+i)(1-i)=8-2i2=4-i,所以z的虚部为-1,A错误;z的模为42+(-1)2=17,B正确;z的共轭复数为4+i,C错误;z在复平面内对应的点为(4,-1),位于第四象限,D正确.7.若z=(a-2)+a i为纯虚数,其中a∈R,则a+i71+a i=________.答案 -i解析 ∵z为纯虚数,∴Error!∴a=2,∴a +i 71+a i =2-i 1+2i =(2-i )(1-2i )(1+2i )(1-2i )=-3i 3=-i.8.(2022·温州模拟)已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ,i 为虚数单位),且z 1-i =3+2i ,则a =________,b =________.答案 5 1解析 由z =a +b i(a ,b ∈R ,i 为虚数单位),则z =a -b i ,所以z1-i =1+i 2(a -b i)=a +b2+a -b 2i =3+2i ,故a +b 2=3,a -b 2=2,所以a =5,b =1.9.当实数m 为何值时,复数z =m 2+m -6m+(m 2-2m )i 为①实数;②虚数;③纯虚数.解 ①当Error!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Error!即m =-3时,复数z 是纯虚数.10.如图所示,在平行四边形OABC 中,顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i ,试求:(1)AO → ,BC → 所表示的复数;(2)对角线CA →所表示的复数;(3)B 点对应的复数.解 (1)∵AO → =-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i ,∵BC → =AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i.(2)∵CA → =OA → -OC → ,∴CA →所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.(3)OB → =OA → +OC →,∴OB →所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i ,∴B 所对应的复数为1+6i.11.(多选)欧拉公式e x i =cos x +isin x 是由瑞士著名数学家欧拉创立,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位,被誉为数学中的天桥,依据欧拉公式,下列选项正确的是( )A .复数e 2i 对应的点位于第二象限B .πi 2e 为纯虚数C .复数e x i 3+i 的模长等于12D .πi 6e 的共轭复数为12-32i 答案 ABC解析 对于A ,e 2i =cos 2+isin 2,因为π2<2<π,即cos 2<0,sin 2>0,复数e 2i 对应的点位于第二象限,A 正确;对于B ,πi 2e =cos π2+isin π2=i ,π2e 为纯虚数,B 正确;对于C ,e x i3+i =cos x +isin x 3+i =(cos x +isin x )(3-i )(3+i )(3-i )=3cos x +sin x 4+3sin x -cos x 4i ,于是得|e x i3+i|=(3cos x+sin x4)2+(3sin x-cos x4)2=12,C正确;对于D,πi6e=cosπ6+isinπ6=32+12i,其共轭复数为32-12i,D不正确.12.(多选)(2022·武汉模拟)下列说法正确的是( )A.若|z|=2,则z·z=4B.若复数z1,z2满足|z1+z2|=|z1-z2|,则z1z2=0C.若复数z的平方是纯虚数,则复数z的实部和虚部相等D.“a≠1”是“复数z=(a-1)+(a2-1)i(a∈R)是虚数”的必要不充分条件答案 AD解析 若|z|=2,则z·z=|z|2=4,故A正确;设z1=a1+b1i(a1,b1∈R),z2=a2+b2i(a2,b2∈R),由|z1+z2|=|z1-z2|,可得|z1+z2|2=(a1+a2)2+(b1+b2)2=|z1-z2|2=(a1-a2)2+(b1-b2)2则a1a2+b1b2=0,而z1z2=(a1+b1i)(a2+b2i)=a1a2-b1b2+a1b2i+b1a2i=2a1a2+a1b2i+b1a2i不一定为0,故B错误;当z=1-i时,z2=-2i为纯虚数,其实部和虚部不相等,故C错误;若复数z=(a-1)+(a2-1)i(a∈R)是虚数,则a2-1≠0,即a≠±1,所以“a≠1”是“复数z=(a-1)+(a2-1)i(a∈R)是虚数”的必要不充分条件,故D正确.13.(2022·上外浦东附中模拟)若|a-i1 b-2i1+i|=0(a,b∈R),则a2+b2=________.答案 1解析 ∵|a-i1 b-2i1+i|=(a-i)(1+i)-(b-2i)=a+a i-i+1-b+2i=(a+1-b)+(a+1)i,由已知可得Error!解得Error!∴a2+b2=1.14.(2022·上海市静安区模拟)投掷两颗六个面上分别刻有1到6的点数的均匀的骰子,得到其向上的点数分别为m和n,则复数m+n in+m i为虚数的概率为________.答案 5 6解析 ∵复数m+n in+m i=(m+n i)(n-m i)(n+m i)(n-m i)=2mn+(n2-m2)im2+n2,故复数m+n in+m i为虚数需满足n2-m2≠0,即m≠n,故有6×6-6=30(种)情况,∴复数m+n in+m i为虚数的概率为306×6=56.15.(2022·青岛模拟)已知复数z满足|z-1-i|≤1,则|z|的最小值为( )A.1 B.2-1 C.2 D.2+1答案 B解析 令z=x+y i(x,y∈R),则由题意有(x-1)2+(y-1)2≤1,∴|z|的最小值即为圆(x-1)2+(y-1)2=1上的动点到原点的最小距离,∴|z|的最小值为2-1.16.(2022·张家口调研)已知复数z满足z2=3+4i,且z在复平面内对应的点位于第三象限.(1)求复数z;(2)设a∈R,且|(1+z1+z)2 023+a|=2,求实数a的值.解 (1)设z=c+d i(c<0,d<0),则z2=(c+d i)2=c2-d2+2cd i=3+4i,∴Error!解得Error!或Error!(舍去).∴z=-2-i. (2)∵z=-2+i,∴1+z1+z=-1-i-1+i=1+i1-i=(1+i)22=i,∴(1+z1+z)2 023=i2 023=i2 020+3=i505×4+3=-i,∴|a-i|=a2+1=2,∴a=±3.。
2025高考数学一轮复习5.4复数【课件】
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提醒:几个常见结论 (1)i 的乘方具有周期性 i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N). (2)复数的模与共轭复数的关系:z·z =|z|2=| z |2.
『基础过关』 思考辨析 1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)方程 x2+x+1=0 没有解.( × ) (2)复数 z=a+bi(a,b∈R)中,虚部为 bi.( × ) (3)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.( × ) (4)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量 的模.( √ )
4.已知 i 是虚数单位,复数 z 满足3-z i=i,则-z =( D )
A.-1+3i
B.-1-3i
C.1+3i
D.1-3i
【解析】 因为3-z i=i,所以 z=i(3-i)=1+3i,所以-z =1-3i,故选 D.
考点二 复数的四则运算
【例 1】 (1)设 2(z+-z )+3(z--z )=4+6i,则 z=( C ) A.1-2i B.1+2i C.1+i D.1-i (2)在复平面内,复数 z 满足(1-i)z=2,则 z=( D ) A.2+i B.2-i C.1-i D.1+i (3)(多选)已知复数 z= 3+i(i 为虚数单位),则( ABD )
3.复数的运算
(1)复数的加、减、乘、除运算法则
设 z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则:
①加法:z1+z2=(a+bi)+(c+di)=
(a+c)+(b+d)i
.
②减法:z1-z2=(a+bi)-(c+di)=
(a-c)+(b-d)i
.
③乘法:z1·z2=(a+bi)(c+di)=
高考复习:复数的概念及运算
高考复习:复数的概念及运算contents•复数的基本概念•复数的运算性质目录•复数的三角形式•复数的应用与例题解析CHAPTER复数的基本概念0102复数的定义复平面复数的实部是`a`,表示在实轴上的点;虚部是`b`,表示在虚轴上的点。
实部和虚部模和辐角复数的几何意义复数的四则运算01020304加法减法乘法除法CHAPTER复数的运算性质运算法则例子定义运算法则例子030201运算法则例子定义CHAPTER复数的三角形式总结词通过运用正弦函数,可以将复数表示为正弦形式,简化复数的表示和计算。
详细描述复数的正弦形式是利用正弦函数将复数表示成三角形式,其公式为z=r(cosθ+sinθ),其中r为模长,θ为辐角。
这种表示方法将复数转化为实数和虚数的和,方便进行计算和简化。
例如,计算复数的乘法时,可以将正弦和余弦部分分别相乘,再相加得到结果。
总结词详细描述总结词通过运用正切函数,可以将复数表示为正切形式,方便进行计算和简化。
详细描述复数的正切形式是利用正切函数将复数表示成三角形式,其公式为z=r(tanθ),其中r为模长,θ为辐角。
这种表示方法将复数转化为实数和虚数的比值,方便进行计算和简化。
例如,计算复数的乘法时,可以将实数部分相乘,虚数部分相乘,再相除得到结果。
但是需要注意正切函数在某些角度下存在无穷大或无穷小的值,这会导致计算出现误差或溢出等问题。
因此在实际计算中需要注意角度的范围和数值稳定性。
CHAPTER复数的应用与例题解析复平面向量解析几何力学在处理波动、振动等问题时,复数能够帮助我们更好地理解系统的稳定性和频率响应。
电学在电学中,复数被广泛应用于交流电、电磁场等领域。
量子力学在量子力学中,复数被用来描述微观粒子的波函数和能量。
控制理论在控制系统中,复数被用来描述系统的稳定性和性能。
信号处理在信号处理领域,复数被用来进行傅里叶变换、滤波等操作。
图像处理在图像处理中,复数被用来进行图像的频域分析和滤波。
新教材高考数学一轮复习第五章5-4复数课件新人教A版
D.若z1z2=|z1 |2 ,则z1=z2
答案 BC
3.(2020安徽安庆高三二模)已知i为虚数单位,复数z满足(1+i3)z=2,则下列判
断正确的是(
)
A.z的虚部为i
B.|z|=2
C.z· =2
D.z2=2
答案 C
解析
2
z= 3
1+i
=
2
=1+i,其虚部为
减法的几何意义.
常用结论
复数z的方程在复平面上表示的图形
(1)a≤|z|≤b表示以原点O为圆心,以a和b为半径的两圆所夹的圆环;
(2)|z-(a+bi)|=r(r>0)表示以(a,b)为圆心,r为半径的圆.
常用结论
复数z的方程在复平面上表示的图形
(1)a≤|z|≤b表示以原点O为圆心,以a和b为半径的两圆所夹的圆环;
叫
做实轴,y轴叫做虚轴
外,虚轴上的点都表示纯虚数,各
象限内的点都表示虚数
设 对应的复数为
复数的 z=a+bi(a,b∈R),则向量 的长
模
度叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模
或绝对值,记作|z|或|a+bi|
|z|=|a+bi|= 2 + 2 (a,b∈R)
2.复数的几何意义
复数
实数能比较大小,虚数不
a+bi=c+di(a,b,c,d∈R)⇔ a=c,且b=d
相等
能比较大小
共轭
a+bi与c+di共轭
实数a的共轭复数是a本身
复数
(a,b,c,d∈R)⇔ a=c,且b=-d
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高考复习指导讲义第五章复数一、考纲要求1.理解复数、虚数、纯虚数的概念以及复数相等的概念,掌握复数的代数形式及其运算法则,能正确地进行复数代数的运算。
2.掌握复数三角形式及其特征,三角形式与代数形式的互化能熟练运用复数的三角形式进行复数的乘、除法及乘方、开方运算。
3.理解复数的模、辐角、辐角主值和共轭复数的概念,掌握相关性质,能运用它们解决相关的复数问|Z n|=|Z|n复数的加法法则复数加法的几何意义复数代数 (a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i 形式的四 复数的减法法则则运算 复数减法的几何意义 复平面上两点间的距离d=|Z 1-Z 2|复数的乘法法则—(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i 复数的除法法则—+bi a =bd ac ++ad -bc iZ∈9.Z=-Z⇔Z=ki(k∈R)Z=Z10.[r1(cosθ1+isinθ1)][r2(cosθ2+isinθ2)]…[r k(cosθk+isinθk)]=r1r2r3…r k[cos(θ1+θ2+θ3+…+θk)+isin(θ1+θ2+θ3+…θk)]其中r1r2r3…r k≥0(θ1、θ2、θ3…θk∈R)这些知识点沟通了复数与实数之间的联系,将复数问题化为实数问题解决,训练学生的化归思想,同时,在处理数据关系时,会根据法则,公式正确地进行运算,而且能根据题目寻求合理、简捷的运算途径,培养学生的思维能力和运算技能。
复数的运算主要是数与式的组合变形和分解变形,很好的培养了学生的运算能力。
复数的几何意义包括两方面内容,一方面是复数与复平面上的点,复数与复平面上从原点出发的向量间的一一对应;另一方面是加、减、乘、除、乘方、开方的几何意义。
加法的几何意义:没1OZ ,2OZ 各与复数Z 1,Z 2对应,以1OZ ,2OZ为边的平行四边形的对角线OZ 就与Z 1+Z 2对应。
减法的几何意义:没,各与复数Z 1,Z 2对应,则图中向量所对应的复数就是Z 2-Z 1。
),θ)个的所对应的复数的三次方根1OZ ,2OZ,3OZ,其中 1OZ 的辐角取OZ 辐角的三分之一。
物的两个侧面,数形结合正是从这两个方面去认识事物的特征。
在解决数学问题时,通过数形结合,可将抽象的数学语言与直观的图形相结合,使抽象思维与形象思维相结合,通过图形,发挥直观对抽象的作用,实现抽象概念和具体形象的联系,可以把数量关系转化为图形的性质来研究,或者把图形的性质问题转化为数量关系的问题。
由复数的几何意义推导的下列结论对数形结合思想的培养很有帮助。
1.Z 1·Z 2≠0,则|Z 1+Z 2|=|Z 1-Z 2|⇔21ZZ =λi (λ∈R 且λ≠0) ⇔对应的向量1OZ ⊥2OZ2.设P 点对应的复数为Z 1,点Q 对应的复数为Z 2,则向量PQ 对应的复数是Z 2-Z 13.向量PQ 绕点P 顺时针方向旋转角θ(θ>0)所得到的向量对应的复数应是(Z 2-Z 1)[cos(-θ)+isin(-θ)]而旋转之后点Q 对应的复数应是(Z 2-Z 1)[cos(-θ)+isin(-θ)]+Z 24.|Z-Z 1|=|Z-Z 2|表示以复数Z 1、Z 2在复平面内对应的点为端点的线段垂直平分线的方程。
5.|Z-Z 0|=γ表示以Z 0为复平面内对应的点Z 0为圆心,半径是γ的圆的方程。
6.|Z-Z 1|+|Z-Z 2|=2a(2a >|Z 1Z 2|)表示以Z 1、Z 2在复平面内对应的点Z 1、Z 2为焦点,长轴是2a2a x 1,2能力点:运算能力,逻辑推量能力。
3.设f(Z)=1-z ,Z 1=2+3i ,Z 2=5-i ,试求: (1)f )Z -(Z 21 (2)f(1Z 1+2Z1)知识点:函数的有关性质,共轭复数的有关性质:21Z Z ±=1Z ±2Z ,Z =Z ,(21ZZ )=21ZZ能力点:整体思想,运算能力4.复数Z=cos θ+isin θ,0<θ<π,复数W=3Z 2-Z +,求argw 的最小值。
知识点:复数的辐角主值,乘、除法法则,正切函数单调性,函数最小值的求法,反三角函数。
能力点:化归思想,逻辑推理能力,运算能力。
5.已知Z=cos θ+isin θ(0<θ<2π),w=Z-1Z-13求argw 及|w |(2)设argZ 1=α,argZ 2=β,若ΔOZ 1Z 2的重心对应复数31+151i 求tg(α+β)的值。
知识点:辐角主值,三角的恒等变形,三种形式间的互化。
能力点:数形结合、转化与化归思想。
运算能力,逻辑思维能力。
10.设复平面内有一系列向量nOZ (n=1,2,3,4,…),将nOZ逆时针方向旋转θ,且使其模扩大原来的2倍得到1n OZ+,已知Z n 对应向量nOZ(n=1,2,3…)Z 1=-1+i(1)当θ=4π时,求Z n 关于n 的表达式。
(2)当θ=4π时,求使Z n 为实数时所有n ;将所有等于实数的Z n 的倒数按原有次序排列成一个新数列求∞→n lim (b 1+b 2+…b n )(3)当0<θ<π时,求|Z 1-Z 2|+|Z 2-Z 3|+…+|Z n -Z n+1| 知识点:乘法的几何意义,等比数列,极限。
ΔOPQ 16.等比数列{Z n }中,已知Z 1=1,Z 2=a+bi,Z 3=b+ai(a,b ∈R,a >0) (1)求a,b 的值;并将Z 2表示成三角形式。
(2)求满足Z 1+Z 2+…+Z n =0的最小自然数n ,并计算Z 1·Z 2…Z n 的值。
(3)前100项中有多少项是实数?并求这些实数和。
知识点:等比数列的性质,复数的三角表式。
能力点:转化与化归思想,分析与解决问题的能力。
17.已知复数集合M={Z ‖Z-2+i |≤2Z ∈C}∩{Z ‖Z-2-i |=|Z-4+i |Z ∈C} (1)试在复平面内作集合M 的图形并说明图形的名称。
(2)求集合M 中元素Z 辐角主值的取值范围。
(3)求集合M 中元素Z 模的取值范围。
知识点:集合、复数减法的几何意义,复数的辐角主值,复数的模,点到直线的距离。
能力点:数形结合思想,逻辑思维能力。
18.设复平面上有一系列向量nOZ(n=0,1,2……)满足如下关系:将nOZ绕原点按逆时针方向旋转43π后,再把它的模变为原来的一半,得到1n OZ+,记OZ n 对应的复数为Z n (n=0,1,2……),若Z 0=22+22i ,(i是P(1知识点:复数减法的几何意义,二次方程根与系数的关系,虚根的求法。
能力点:分类讨论思想,数形结合思想,分析与解决问题的能力。
25.设0<θ<2π,复数Z=1-cos θ+isin θ,μ=a 2+ai(a ∈R),且Z 、μ是纯虚数,求复数μ的辐角主值arg μ(用θ的代数式表示)知识点:三角恒等变形,复数的辐角主值能力点:分类讨论思想,运算能力,逻辑思维能力参考答案1.解:m 2-2m-15=0(1)由 解得m=53m 6-m -m2+∈R=100-2i∴ S=i12i -100+=2i)-i)(1-2(50=49-51i 3.解: (1)f(21Z-Z )=1-(21Z -Z )=1-(Z 1-Z 2)=1-[(2+3i)-(5-i)]=4-4i(2)f(1Z 1+2Z1)=1-(1Z 1+2Z1)=1-1Z 1-2Z1=1-3i -21-i 51+∴y 2≤24∴-6255≤y ≤0∴θ=π-arccos25y2+y ,则 y=tg(argw)=-6255∴argw=arctg(-562)∴argw 的最小值为arctg(-562)解法二:由Z=cos θ+isin θ(0<θ<π=得Z=x+yi,x 2+y 2=1,x <0,y >0 W =3Z 2-Z +=yix +++)3(yi 2)-(x当2cos θ+1≥0即0∈(0,32π)∪[34π,2π]时argw=0,|w |=2cos θ+1当θ∈(32π,34π)时2cos θ+1<0,w=-(2cos θ+1)[cos(π+θ)+isin(π+θ)]|w |=-[2(cos θ+1)] 由π+θ∈(π+32π,2π+3π)得若θ∈(32π,π)则argw=π+θ;若θ[π,34π)则argw=π+θ-2π=θ-π解法二: w =)sin (cos 1)isin3(cos -1θθθθi +-+=)23cos 23(sin 23sin 2θθθi -|w ||≥2(||Z+3-3i |-|-3||)=2(3-3)当且仅当Z+3-3i=λ(-3)(λ>0)即|Z+3-3i |=|-3λ|=3λ即3λ=3 即Z=-3-3+3i 时,|2Z-23i |的最小值为2(3-3)解法二: 由|Z+3-3i |=3知Z 对应点在以(-3,3)为圆心,3为半径的圆上∴|Z-3i |的最大值为22)3-3(3)(0+++3=3+3,最小值为22)3-3(3)(0++-3=3-3,从而|2Z-23i |的最大值为2(3+3),最小值为2(3-3)解法三: 由|Z+3-3i |设Z+3-3i=3(cos θ+sin θ)θ∈[0,2π]则|2Z-23i |=2|-3+3(cos θ+isin θ)|又tgx 在(2π,π)上单调递增∴arg(Z 1+2Z 2)的最小值为argctg(-3)+π=π-arctg3 最大值为arctg(-31)+π=π-arctg318.解法一: Z 1=3+i=2(cos6π+isin6π) (1)Z 3=Z 1-Z 2=2r [cos(θ+6π)]+isin(θ+6π)]∵|Z 1-Z 3|=r+1 ∴[2rcos(θ+6π)-2cos6π]2+[2rsin(θ+6π)-2sin(-6π)]2=r+12即 3r 2-2r(4cos θ+1)2+3=0⇒cos θ=8r32r -3r +=r821)-(r 2r 22++>0又θ∈(0,π)⇒cos θ∈(-1,1)∴cos θ=21⇒θ=arg12Z Z=3π或35π或解:设Z 1=cos α+isin α,Z 2=cos β+isin β,α=argZ 1,β=argZ 2代入Z 2-Z 1=-1并由复数相等的充要条件得 cos β-cos α=-1 ①①2+②2∶cos(β-α)=21sin β-sin α=0 ②又β-α∈(-2π,2π) ∴β-α=±3π或±35π又arg12Z Z与β-α的终边相同 ∴arg12Z Z=3π或35π(2)由已知得321ZZ +=31+151i 即∴∞→n lim (b 1+b 2+…b n )=4112+=-5(3)∵|Z n+1-Zn |=|Z n |·|2(cos4π+isin4π)-1|=22n∴|Z 1-Z 2|+|Z 2-Z 3|+…+|Z n -Z n+1|=2+(2)2…+(2)n=(2+2)(22n-1)11.解:(1)∵Z+Z4∈R ∴Z+Z4=(ZZ 4+) 即ZZ Z Z Z Z )4)((--=0又Z 为虚数 ∴Z-Z ≠0, ∴Z Z =4即|Z |=2其中Z ≠±2 ∴点Z 的集合是圆心在原点,半径是2的圆且去掉点(±2,0) (2)由w 1=3i+1⇒Z=1(w 1-1)(-i)=21|Z 1|2又|Z 1-2+i |=1∴A 在以P(2,-1)为圆心,1为半径的圆上 又|Z 1|=|OA |且|OA |的最大值为|OP |+1=5+1∴S ΔOAB 的最大值为21(5+1)2=3+513.解法一:设Z=x+yi(x,y ∈R) 则Z+Z16=(x+yi)+yix 16+=(x+22yx 16+)+(y-22yx16+)i由|Z |2=16知|Z |=4 设Z=4(cos θ+isin θ) 由2≤4(cos θ+isin θ)+)sin (cos 416θθi +≤102≤4(cos θ+isin θ)+4(cos θ-isin θ)≤1041≤cos θ≤1∴2θπ-arccos 41≤θ≤2θπ+arccos41 (k ∈Z)∴轨迹方程为|Z |=4 2≤Z ≤8或0≤argZ ≤arccos 41或2π-arccos41≤argZ <2π14.解法一:222∴ZWW Z 32=2232ZZWW Z W ⋅⋅=2243W Z WZ⋅⋅=222432)1(22)()1(22)(i i i i +⎥⎦⎤⎢⎣⎡+εε=i∴OP ⊥OQ,|OP |=|OQ |即ΔOPQ 是等腰直角三角形。