高中数学第十章复数10.2复数的运算10.2.1复数的加法与减法b必修第四册b高一第四册数学
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(2)两个复数的差仍是复数. (3)复数的减法运算法则可以推广到多个复数相减的情形, 即若 z1=a1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,则 z1-z2-…-zn=(a1-a2-…-an)+(b1-b2-…-bn)i(ai,bi∈R, i=1,2,3,…,n).
2.复数 z=(5+2i)-(2-i),则|z|=( B )
A.5
B.3 2
C.18
D.25
解析:依题意 z=5-2+(2+1)i=3+3i, 所以|z|= 32+32=3 2.故选 B.
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3.已知复数 z1=1+3i,z2=3+i(i 为虚数单位).在复平面内, z1-z2 对应的点在( B )
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知识点四 复数减法的几何意义
[填一填] 如果复数 z1,z2 所对应的向量分别为O→Z1与O→Z2,设点 Z 满 足O→Z=Z→2Z1,则 z1-z2 所对应的向量就是O→Z,如图所示.
由复数减法的几何意义可以得出 ||z1|-|z2||≤|z1-z2|≤|z1|+|z2|.
③当这个平行四边形是以Z→3Z1和Z→3Z2为一组邻边时,有Z3Z→4″ =Z→3Z1+Z→3Z2.∴z4-z3=(z1-z3)+(z2-z3).
∴z4=(z1+z2)-z3=2-8i. 综上所述,这个平行四边形的第四个顶点对应的复数为 6 或 -2+12i 或 2-8i.
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[解] (1)由于 z1=2-2i,所以|z1|=2 2. (2)如图,|z|=1 可看成半径为 1,圆心为(0,0)的圆,而 z1 在 坐标系中的对应点为 Z1(2,-2),所以|z-z1|的最大值可以看成点 Z1(2,-2)到圆上点的距离的最大值.由图可知,|z-z1|max=2 2+ 1.
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方法二:由已知,得复数 z 的对应的点在复平面内,以原点 为圆心,半径为 2 的圆上,设 ω=1+ 3i+z,
所以 z=ω-1- 3i. 所以|z|=|ω-(1+ 3i)|=2,
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所以复数 ω 对应的点在复平面内,以(1, 3)为圆心,半径 为 2 的圆上,此时圆上的点 A 对应的复数 ωA 的模有最大值,圆 上的点 B 对应的复数 ωB 的模有最小值,如图,故|1+ 3i+z|max =4,|1+ 3i+z|min=0.
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1.复数的加减运算. (1)若有括号,括号优先;若无括号,可从左到右依次进行; (2)算式中出现字母时,首先确定其是否为实数,再提取各 复数的实部与虚部,将它们分别相加减. 2.复平面内两点间距离公式的复数表示. 复平面内两点间的距离公式 d=|z1-z2|. 其中 z1、z2 是复平面内的两点 Z1、Z2 所对应的复数,d 表示 Z1 和 Z2 之间的距离.
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内容(nèiróng)总结
第十章
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A.1
B. 2
C.-1
D.-i
解析:z=(4+i)+(-3-2i)=(4-3)+(1-2)i=1-i.故复数 z 的虚部为-1.
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(2)已知复数 z1=7-6i,z2=4-7i,则 z1-z2=( A )
A.3+i
B.3-i
C.11-13i
D.3-13i
解析:z1-z2=(7-6i)-(4-7i)=(7-4)+[-6-(-7)]i=3+ i.
类型三 复数加减法的几何意义的应用
[例 3] 已知复数 z1=2-2i. (1)求|z1|; (2)若|z|=1,求|z-z1|的最大值. [分析] (1)|z|=1 的几何意义是什么?(到原点的距离等于 1 的点)(2)|z-z1|的几何意义是什么?(z 对应的点 Z 与 z1 对应的点 Z1 间的距离)
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类型二 复数加减运算的几何意义 [例 2] 如图所示,已知平行四边形 OABC,顶点 O,A,C
分别表示 0,3+2i,-2+4i,试求:
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(1)A→O所表示的复数,B→C所表示的复数; (2)对角线C→A所表示的复数; (3)对角线O→B所表示的复数及O→B的长度. [分析] 要求某个向量所对应的复数,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所求的结论.
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[变式训练 3] 已知|z|=2,求|z+1+ 3i|的最大值和最小值.
解:方法一:设 z=x+yi(x,y∈R),则由|z|=2 知 x2+y2=4, 故 z 对应的点在以原点为圆心,2 为半径的圆上,
∴|z+1+ 3i|表示圆上的点到点(-1,- 3)的距离. 又∵点(-1,- 3)在圆 x2+y2=4 上, ∴圆上的点到点(-1,- 3)的距离的最小值为 0,最大值为 圆的直径 4, 即|z+1+ 3i|的最大值和最小值分别为 4 和 0.
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第三十七页,共三十九页。
解析:由复数加法的几何意义,O→B=O→A+O→C, ∴-2a+3i=(2+a2i)+(-b+ai), 即-2a+3i=(2-b)+32ai.
-2a=2-b, 根 据 复 数 相 等 的 充 要 条 件 , 得 3=32a.
解得
a=2, b=6.
∴a-b=-4.
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
解析:∵z1=1+3i,z2=3+i,∴z1-z2=-2+2i,故 z1-z2 在复平面内对应的点(-2,2)在第二象限.
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4.如图,在平行四边形 OABC 中,各顶点对应的复数分别为
zO=0,zA=2+a2i,zB=-2a+3i,zC=-b+ai,a,b∈R,则 a -b 的值为_____-__4_______.
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第十六页,共三十九页。
复数加、减运算的方法技巧: 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.
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第十七页,共三十九页。
[变式训练 1] (1)已知 i 是虚数单位,复数 z=(4+i)+(-3-
2i)的虚部是( C )
(2)在这个规定中,当 b=d=0 时,与实数的加法法则一致.
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第八页,共三十九页。
知识点二 复数加法的几何意义
[填一填] 如果复数 z1,z2 所对应的向量分别为O→Z1与O→Z2,则当O→Z1与 O→Z2不共线时,以 OZ1 和 OZ2 为两条邻边作平行四边形 OZ1ZZ2, 则 z1+z2 所对应的向量就是O→Z,如图所示.
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第二十二页,共三十九页。
1.正确理解复数与向量的一一对应关系,可将复数问题转化为 向量问题.
2.求复数,可先求对应的向量,利用数形结合思想得出数量关 系.
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[变式训练 2] 已知平行四边形的三个顶点分别对应复数 2i,4 -4i,2+6i.求第四个顶点对应的复数.
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第四页,共三十九页。
要点整合夯基础 课堂达标练经典
典例讲练破题型 课时作业
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第六页,共三十九页。
知识点一 复数的加法
[填一填] (1)复数的加法法则
设 z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),称 z1+z2 为 z1 与 z2 的 _____和_________ , 并 规 定 z1 + z2 = (a + bi) + (c + di) = (_a_+__c_)+__(_b_+__d_)i__.
由复数加法的几何意义可以得出||z1|-|z2||≤|z1+z2|≤|z1|+ |z2|.
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第九页,共三十九页。
知识点三 复数的减法
[填一填] (1)复数 z=a+bi(a,b∈R)的相反数记作_____-__z_______,
并 规 定 - z = - (a + bi) = - a - bi. 复 数 z1 减 去 z2 的 差 记 作 ___z_1_-__z2_______,并规定 z1-z2=z1+(-z2).
第十章
复数(fùshù)
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第一页,共三十九页。
10.2 复数(fùshù)的运算
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第二页,共三十九页。
10.2.1 复数的加法(jiāfǎ)与减法
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第三页,共三十九页。
[课程目标] 1.能利用复数的代数形式进行加法、减法运算; 2.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.
(2)复数加法的交换律与结合律:对任意复数 z1,z2,z3,有 z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
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第七页,共三十九页。
[答一答] 1.怎样应用复数的加法法则进行运算?
提示:(1)复数加法法则规定:实部与实部相加,虚部与虚 部相加.很明显,两个复数的和仍然是一个复数.复数的加法 可以推广到多个复数相加的情形.
(2)如果 z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则 z1-z2= (a+bi)-(c+di)=_(_a_-__c_)+__(_b_-__d_)i_.
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第十页,共三十九页。
[答一答] 2.怎样应用复数的减法法则进行运算?
提示:(1)两个复数相减,就是把实部与实部、虚部与虚部 分别相减.
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第三十二页,共三十九页。
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第三十三页,共三十九页。
1.已知复数 z1=3+4i,z2=3-4i,则 z1+z2=( B )
A.8i
B.6
C.6+8i
D.6-8i
解析:z1+z2=(3+4i)+(3-4i)=(3+3)+(4-4)i=6.
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第三十四页,共三十九页。
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第十五页,共三十九页。
[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. (3)(a+bi)-(2a-3bi)-3i=(a-2a)+[b-(-3b)-3]i=-a +(4b-3)i(a,b∈R).
∴z4-z1=(z2-z1)+(z3-z1), 即 z4=(z2+z3)-z1=6. ②当这个平行四边形是以Z→2Z1和Z→2Z3为一组邻边时,有Z2Z→4′ =Z→2Z1+Z→2Z3.∴z4-z2=(z1-z2)+(z3-z2). ∴z4=(z1+z3)-z2=-2+12i.
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12/9/2021第十三Fra bibliotek,共三十九页。
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第十四页,共三十九页。
类型一 复数的加减运算
[例 1] 计算:(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i); (2)5i-[(3+4i)-(-1+3i)]; (3)(a+bi)-(2a-3bi)-3i(a,b∈R). [分析] 利用复数加减运算的法则计算.
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第二十一页,共三十九页。
[解] (1)∵A→O=-O→A,∴A→O所表示的复数为-3-2i. ∵B→C=A→O,∴B→C所表示的复数为-3-2i. (2)∵C→A=O→A-O→C, ∴C→A所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)∵对角线O→B=O→A+O→C, ∴它所对应的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i, ∴|O→B|= 12+62= 37.
解:如图,设这个平行四边形已知的三个顶点分别为 Z1,Z2, Z3,它们对应的复数分别是 z1=2i,z2=4-4i,z3=2+6i,第四个 顶点所对应的复数为 z4,则
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①当这个平行四边形是以Z→1Z2和Z→1Z3为一组邻边时,有Z→1Z4= Z→1Z2+Z→1Z3,
2.复数 z=(5+2i)-(2-i),则|z|=( B )
A.5
B.3 2
C.18
D.25
解析:依题意 z=5-2+(2+1)i=3+3i, 所以|z|= 32+32=3 2.故选 B.
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3.已知复数 z1=1+3i,z2=3+i(i 为虚数单位).在复平面内, z1-z2 对应的点在( B )
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知识点四 复数减法的几何意义
[填一填] 如果复数 z1,z2 所对应的向量分别为O→Z1与O→Z2,设点 Z 满 足O→Z=Z→2Z1,则 z1-z2 所对应的向量就是O→Z,如图所示.
由复数减法的几何意义可以得出 ||z1|-|z2||≤|z1-z2|≤|z1|+|z2|.
③当这个平行四边形是以Z→3Z1和Z→3Z2为一组邻边时,有Z3Z→4″ =Z→3Z1+Z→3Z2.∴z4-z3=(z1-z3)+(z2-z3).
∴z4=(z1+z2)-z3=2-8i. 综上所述,这个平行四边形的第四个顶点对应的复数为 6 或 -2+12i 或 2-8i.
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[解] (1)由于 z1=2-2i,所以|z1|=2 2. (2)如图,|z|=1 可看成半径为 1,圆心为(0,0)的圆,而 z1 在 坐标系中的对应点为 Z1(2,-2),所以|z-z1|的最大值可以看成点 Z1(2,-2)到圆上点的距离的最大值.由图可知,|z-z1|max=2 2+ 1.
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方法二:由已知,得复数 z 的对应的点在复平面内,以原点 为圆心,半径为 2 的圆上,设 ω=1+ 3i+z,
所以 z=ω-1- 3i. 所以|z|=|ω-(1+ 3i)|=2,
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所以复数 ω 对应的点在复平面内,以(1, 3)为圆心,半径 为 2 的圆上,此时圆上的点 A 对应的复数 ωA 的模有最大值,圆 上的点 B 对应的复数 ωB 的模有最小值,如图,故|1+ 3i+z|max =4,|1+ 3i+z|min=0.
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1.复数的加减运算. (1)若有括号,括号优先;若无括号,可从左到右依次进行; (2)算式中出现字母时,首先确定其是否为实数,再提取各 复数的实部与虚部,将它们分别相加减. 2.复平面内两点间距离公式的复数表示. 复平面内两点间的距离公式 d=|z1-z2|. 其中 z1、z2 是复平面内的两点 Z1、Z2 所对应的复数,d 表示 Z1 和 Z2 之间的距离.
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内容(nèiróng)总结
第十章
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A.1
B. 2
C.-1
D.-i
解析:z=(4+i)+(-3-2i)=(4-3)+(1-2)i=1-i.故复数 z 的虚部为-1.
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(2)已知复数 z1=7-6i,z2=4-7i,则 z1-z2=( A )
A.3+i
B.3-i
C.11-13i
D.3-13i
解析:z1-z2=(7-6i)-(4-7i)=(7-4)+[-6-(-7)]i=3+ i.
类型三 复数加减法的几何意义的应用
[例 3] 已知复数 z1=2-2i. (1)求|z1|; (2)若|z|=1,求|z-z1|的最大值. [分析] (1)|z|=1 的几何意义是什么?(到原点的距离等于 1 的点)(2)|z-z1|的几何意义是什么?(z 对应的点 Z 与 z1 对应的点 Z1 间的距离)
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类型二 复数加减运算的几何意义 [例 2] 如图所示,已知平行四边形 OABC,顶点 O,A,C
分别表示 0,3+2i,-2+4i,试求:
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(1)A→O所表示的复数,B→C所表示的复数; (2)对角线C→A所表示的复数; (3)对角线O→B所表示的复数及O→B的长度. [分析] 要求某个向量所对应的复数,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所求的结论.
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[变式训练 3] 已知|z|=2,求|z+1+ 3i|的最大值和最小值.
解:方法一:设 z=x+yi(x,y∈R),则由|z|=2 知 x2+y2=4, 故 z 对应的点在以原点为圆心,2 为半径的圆上,
∴|z+1+ 3i|表示圆上的点到点(-1,- 3)的距离. 又∵点(-1,- 3)在圆 x2+y2=4 上, ∴圆上的点到点(-1,- 3)的距离的最小值为 0,最大值为 圆的直径 4, 即|z+1+ 3i|的最大值和最小值分别为 4 和 0.
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解析:由复数加法的几何意义,O→B=O→A+O→C, ∴-2a+3i=(2+a2i)+(-b+ai), 即-2a+3i=(2-b)+32ai.
-2a=2-b, 根 据 复 数 相 等 的 充 要 条 件 , 得 3=32a.
解得
a=2, b=6.
∴a-b=-4.
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
解析:∵z1=1+3i,z2=3+i,∴z1-z2=-2+2i,故 z1-z2 在复平面内对应的点(-2,2)在第二象限.
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4.如图,在平行四边形 OABC 中,各顶点对应的复数分别为
zO=0,zA=2+a2i,zB=-2a+3i,zC=-b+ai,a,b∈R,则 a -b 的值为_____-__4_______.
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复数加、减运算的方法技巧: 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.
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[变式训练 1] (1)已知 i 是虚数单位,复数 z=(4+i)+(-3-
2i)的虚部是( C )
(2)在这个规定中,当 b=d=0 时,与实数的加法法则一致.
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知识点二 复数加法的几何意义
[填一填] 如果复数 z1,z2 所对应的向量分别为O→Z1与O→Z2,则当O→Z1与 O→Z2不共线时,以 OZ1 和 OZ2 为两条邻边作平行四边形 OZ1ZZ2, 则 z1+z2 所对应的向量就是O→Z,如图所示.
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1.正确理解复数与向量的一一对应关系,可将复数问题转化为 向量问题.
2.求复数,可先求对应的向量,利用数形结合思想得出数量关 系.
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[变式训练 2] 已知平行四边形的三个顶点分别对应复数 2i,4 -4i,2+6i.求第四个顶点对应的复数.
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知识点一 复数的加法
[填一填] (1)复数的加法法则
设 z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),称 z1+z2 为 z1 与 z2 的 _____和_________ , 并 规 定 z1 + z2 = (a + bi) + (c + di) = (_a_+__c_)+__(_b_+__d_)i__.
由复数加法的几何意义可以得出||z1|-|z2||≤|z1+z2|≤|z1|+ |z2|.
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知识点三 复数的减法
[填一填] (1)复数 z=a+bi(a,b∈R)的相反数记作_____-__z_______,
并 规 定 - z = - (a + bi) = - a - bi. 复 数 z1 减 去 z2 的 差 记 作 ___z_1_-__z2_______,并规定 z1-z2=z1+(-z2).
第十章
复数(fùshù)
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10.2 复数(fùshù)的运算
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10.2.1 复数的加法(jiāfǎ)与减法
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[课程目标] 1.能利用复数的代数形式进行加法、减法运算; 2.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.
(2)复数加法的交换律与结合律:对任意复数 z1,z2,z3,有 z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
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[答一答] 1.怎样应用复数的加法法则进行运算?
提示:(1)复数加法法则规定:实部与实部相加,虚部与虚 部相加.很明显,两个复数的和仍然是一个复数.复数的加法 可以推广到多个复数相加的情形.
(2)如果 z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则 z1-z2= (a+bi)-(c+di)=_(_a_-__c_)+__(_b_-__d_)i_.
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[答一答] 2.怎样应用复数的减法法则进行运算?
提示:(1)两个复数相减,就是把实部与实部、虚部与虚部 分别相减.
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1.已知复数 z1=3+4i,z2=3-4i,则 z1+z2=( B )
A.8i
B.6
C.6+8i
D.6-8i
解析:z1+z2=(3+4i)+(3-4i)=(3+3)+(4-4)i=6.
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[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. (3)(a+bi)-(2a-3bi)-3i=(a-2a)+[b-(-3b)-3]i=-a +(4b-3)i(a,b∈R).
∴z4-z1=(z2-z1)+(z3-z1), 即 z4=(z2+z3)-z1=6. ②当这个平行四边形是以Z→2Z1和Z→2Z3为一组邻边时,有Z2Z→4′ =Z→2Z1+Z→2Z3.∴z4-z2=(z1-z2)+(z3-z2). ∴z4=(z1+z3)-z2=-2+12i.
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12/9/2021第十三Fra bibliotek,共三十九页。
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类型一 复数的加减运算
[例 1] 计算:(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i); (2)5i-[(3+4i)-(-1+3i)]; (3)(a+bi)-(2a-3bi)-3i(a,b∈R). [分析] 利用复数加减运算的法则计算.
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[解] (1)∵A→O=-O→A,∴A→O所表示的复数为-3-2i. ∵B→C=A→O,∴B→C所表示的复数为-3-2i. (2)∵C→A=O→A-O→C, ∴C→A所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)∵对角线O→B=O→A+O→C, ∴它所对应的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i, ∴|O→B|= 12+62= 37.
解:如图,设这个平行四边形已知的三个顶点分别为 Z1,Z2, Z3,它们对应的复数分别是 z1=2i,z2=4-4i,z3=2+6i,第四个 顶点所对应的复数为 z4,则
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①当这个平行四边形是以Z→1Z2和Z→1Z3为一组邻边时,有Z→1Z4= Z→1Z2+Z→1Z3,