高中数学学业分层测评8数系的扩充和复数的概念含解析新人教A版选修1-
高中数学人教A版选修数系的扩充和复数的概念PPT精品课件
注意:一般对两个复数只能说相等或不相 等;不能比较大小。
练习1 说出下列复数的实部和虚部:
2 1 i , 2 i , 2 , 3i ,i,0.
3
2
2(. 1)如果x y y 1i 2x 3y 2y 1i,
求实数x, y的值.
(2) (x y 3) (x 4)i 0.
x2-2x-15=0, [解] ①当 x 满足 x+3≠0,
即 x=5 时,z 是实数.
②当
x
满足
x2-2x-15≠0, x+3≠0,
即 x≠-3 且 x≠5 时,z 是虚数.
③当 x 满足 x2-x+x-3 6=0, x2-2x-15≠0, x+3≠0,
即 x=-2 或 x=3 时,z 是纯虚数.
是(1)实数? (2)虚数? (3)纯虚数?
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 m 1 0
即m 1时,复数z 是
纯虚数.
6.实数 x 分别取什么值时,复数 z=x2-x+x-3 6+(x2-2x-15)i 是①实数?②虚数?③纯虚数?
四、复数的分类
实数b 0
复数a+bi虚数b
纯虚数a 0非纯虚数 a
0,b 0 0,b
0
复数集
虚数集
实数集
纯虚数集
练习4 指出下列各数中,哪些是实数,哪些是 虚数,哪些是纯虚数。
2 7,0.618,2 i,0,i,5i 8, 7
3 9 2i,i 1 3 , 2 2i.
练习5. 实数m取什么值时,复数 z m 1 (m 1)i
3.如果(x+y)i=x-1,则实数 x,y 的值分别为( )
高中数学《3.1.1数系的扩充和复数的概念》评估训练 新人教A版选修1-2
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双基达标 限时20分钟1.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,故选A. 答案 A2.若复数cos θ+isin θ和sin θ+icos θ相等,则θ值为( ).A.π4B.π4或54π C .2k π+π4(k ∈Z )D .k π+π4(k ∈Z )解析 由复数相等定义得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=sin θ,sin θ=cos θ,∴tan θ=1,∴θ=k π+π4(k ∈Z ).答案 D 3.下列命题中①若x ,y ∈C ,则x +y i =2+i 的充要条件是x =2,y =1; ②纯虚数集相对复数集的补集是虚数集; ③若(z 1-z 2)2+(z 2-z 3)2=0,则z 1=z 2=z 3. 正确的命题个数是( ).A .0B .1C .2D .3解析 ①x ,y ∈C ,x +y i 不一定是代数形式,故①错.②③错;对于④,a =0时,a i =0,④错,故选A. 答案 A4.已知复数z =m 2(1+i)-m (m +i)(m ∈R ),若z 是实数,则m 的值为________.解析 z =m 2+m 2i -m 2-m i =(m 2-m )i ,∴m 2-m =0, ∴m =0或1. 答案 0或15.已知(1+i)m 2+(7-5i)m +10-14i =0,则实数m =________.解析 把原式整理得(m 2+7m +10)+(m 2-5m -14)i =0,∵m ∈R ,∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2+7m +10=0,m 2-5m -14=0,∴m =-2.答案 -26.实数m 取什么值时,复数lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 分别是(1)纯虚数;(2)实数.解 (1)复数lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 为纯虚数.则⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m -2=1,m 2+3m +2≠0,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =3或m =-1,m ≠-2且m ≠-1,∴m =3.即m =3时,lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 为纯虚数, (2)复数为实数,则⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m -2>0, ①m 2+3m +2=0, ②解②得m =-2或m =-1, 代入①检验知满足不等式,∴m =-2或m =-1时,lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 为实数.综合提高 限时25分钟7.已知集合M ={1,(m 2-3m -1)+(m 2-5m -6)i},N ={1,3},M ∩N ={1,3},则实数m 的值为( ).A .4B .-1C .4或-1D .1或6解析 由题意⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3 m -1=3,m 2-5 m -6=0,∴m =-1.答案 B8.如果关于x 的方程x 2-2x -a =0的一个根是i ,那么复数a( ).A .一定是实数B .一定是纯虚数C .可能是实数,也可能是虚数D .一定是虚数,但不是纯虚数解析 因为i 是方程x 2-2x -a =0的根,故代入整理得:a =x 2-2x =i 2-2i =-1-2i ,故选D.答案 D9.若4-3a -a 2i =a 2+4a i ,则实数a 的值为________.解析 易知⎩⎪⎨⎪⎧4-3a =a 2,-a 2=4a ,解得a =-4.答案 -410.若log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,则实数x 的取值范围是________.解析 ∵log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,∴⎩⎪⎨⎪⎧log 2x 2-3x -2>1,log 2x 2+2x +1=0,∴x =-2.答案 -211.已知A ={1,2,(a 2-3a -1)+(a 2-5a -6)i},B ={-1,3},A ∩B ={3},求实数a 的值.解 按题意:(a 2-3a -1)+(a 2-5a -6)i =3,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2-5a -6=0a 2-3a -1=3,得a =-1.12.(创新拓展)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}.。
最新整理高中数学人教A版选修1-2 第三章 数系的扩充与复数的引入 学业分层测评10 Word版含答案.doc
学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.(6-3i)-(3i +1)+(2-2i)的结果为( )A .5-3iB .3+5iC .7-8iD .7-2i【解析】 (6-3i)-(3i +1)+(2-2i)=(6-1+2)+(-3-3-2)i=7-8i.【答案】 C2.在复平面内,复数1+i 和1+3i 分别对应向量OA →和OB →,其中O 为坐标原点,则|AB →|=( ) A. 2B .2 C.10 D .4【解析】 由复数减法运算的几何意义知,AB →对应的复数为(1+3i)-(1+i)=2i ,∴|AB →|=2.【答案】 B3.复数z 1=a +4i ,z 2=-3+b i ,若它们的和为实数,差为纯虚数,则实数a ,b 的值为( )A .a =-3,b =-4B .a =-3,b =4C .a =3,b =-4D .a =3,b =4【解析】 由题意可知z 1+z 2=(a -3)+(b +4)i 是实数,z 1-z 2=(a +3)+(4-b )i 是纯虚数,故{ b +4=0,a +3=0,-b ≠0,解得a =-3,b =-4.【答案】 A4.(2016·石家庄高二检测)A ,B 分别是复数z 1,z 2在复平面内对应的点,O 是原点,若|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,则△AOB 一定是( )A .等腰三角形B .直角三角形C .等边三角形D .等腰直角三角形【解析】 根据复数加(减)法的几何意义,知以OA →,OB →为邻边所作的平行四边形的对角线相等,则此平行四边形为矩形,故△AOB 为直角三角形.【答案】 B5.设z =3-4i ,则复数z -|z |+(1-i)在复平面内的对应点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【解析】 ∵z =3-4i ,∴z -|z |+(1-i)=3-4i -32+(-4)2+1-i=(3-5+1)+(-4-1)i =-1-5i.【答案】 C二、填空题6.计算:(2+7i)-|-3+4i|+|5-12i|i +3-4i =_______________________.【导学号:19220046】【解析】 原式=2+7i -5+13i +3-4i =(2-5+3)+(7+13-4)i =16i.【答案】 16i7.z 为纯虚数且|z -1-i|=1,则z =________.【解析】 设z =b i(b ∈R 且b ≠0),|z -1-i|=|-1+(b -1)i|=1+(b -1)2=1,解得b =1,∴z =i.【答案】 i8.已知z 1=2(1-i),且|z |=1,则|z -z 1|的最大值为________.【解析】 |z |=1,即|OZ |=1,∴满足|z |=1的点Z 的集合是以(0,0)为圆心,以1为半径的圆,又复数z 1=2(1-i)在坐标系内对应的点为(2,-2).故|z -z 1|的最大值为点Z 1(2,-2)到圆上的点的最大距离,即|z -z 1|的最大值为22+1.【答案】 22+1三、解答题9.已知z 1=32a +(a +1)i ,z 2=-33b +(b +2)i ,(a ,b ∈R ),且z 1-z 2=43,求复数z =a +b i.【解】 z 1-z 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤32a +(a +1)i -[-33b +(b +2)i]=⎝ ⎛⎭⎪⎫32a +33b +(a -b -1)i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 32a +33b =43,a -b -1=0, 解得{ a =2,b =1, ∴z =2+i.10.如图3-2-3,已知复数z 1=1+2i ,z 2=-2+i ,z 3=-1-2i ,它们在复平面上的对应点是一个正方形ABCD 的三个顶点A ,B ,C ,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.图3-2-3【解】 法一:设正方形的第四个点D 对应的复数为 x +y i(x ,y ∈R ), ∴AD →=OD →-OA →对应的复数为(x +y i)-(1+2i)=(x -1)+(y -2)i ,BC →=OC →-OB →对应的复数为(-1-2i)-(-2+i)=1-3i.∵AD →=BC →,∴(x -1)+(y -2)i =1-3i ,即{x-1=1,y-2=-3,解得{x=2,y=-1.故点D对应的复数为2-i.法二:∵点A与点C关于原点对称,∴原点O为正方形的中心,于是(-2+i)+(x+y i)=0,∴x=2,y=-1,故点D对应的复数为2-i.[能力提升]1.(2016·昆明高二检测)实数x,y满足z1=y+x i,z2=y i-x,且z1-z2=2,则xy的值是()A.1 B.2C.-2 D.-1【解析】z1-z2=(y+x i)-(-x+y i)=(y+x)+(x-y)i=2,∴{x+y=2,x-y=0,∴x=y=1,∴xy=1.【答案】 A2.△ABC的三个顶点对应的复数分别为z1,z2,z3,若复数z满足|z-z1|=|z -z2|=|z-z3|,则z对应的点为△ABC的()【导学号:19220047】A.内心B.垂心C.重心D.外心【解析】由已知z对应的点到z1,z2,z3对应的点A,B,C的距离相等.所以z对应的点为△ABC的外心.【答案】 D3.已知|z|=2,则|z+3-4i|的最大值是________.【解析】由|z|=2知复数z对应的点在圆x2+y2=4上,圆心为O(0,0),半径r=2.而|z+3-4i|=|z-(-3+4i)|表示复数z对应的点与M(-3,4)之间的距离,由于|OM|=5,所以|z+3-4i|的最大值为|OM|+r=5+2=7.【答案】74.在复平面内,A,B,C三点分别对应复数1,2+i,-1+2i.(1)求AB →,AC →,BC →对应的复数;(2)判断△ABC 的形状.【解】 (1)∵A ,B ,C 三点对应的复数分别为1,2+i ,-1+2i.∴OA →,OB →,OC →对应的复数分别为1,2+i ,-1+2i(O 为坐标原点), ∴OA →=(1,0),OB →=(2,1),OC →=(-1,2).∴AB →=OB →-OA →=(1,1),AC →=OC →-OA →=(-2,2),BC →=OC →-OB →=(-3,1).即AB →对应的复数为1+i ,AC →对应的复数为-2+2i ,BC →对应的复数为-3+i.(2)∵|AB →|=1+1=2,|AC →|=(-2)2+22=8,|BC →|=(-3)2+1=10,∴|AB →|2+|AC →|2=10=|BC →|2.又∵|AB →|≠|AC →|,∴△ABC 是以角A 为直角的直角三角形.。
高中数学 3.1.1数系的扩充和复数的相关概念课件 新人教A版选修1-2
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6
►变式训练
1.有下列命题:
①若 a,b∈R,则 z=a+bi 为虚数;②若 b∈R,则 z=bi 必为
纯虚数;③若 a∈R,则 z=a 一定不是虚数;④两个虚数不能比较大
小.
栏
其中,正确命题的序号是(D)
目
链
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
接
复数的分类
m 取何实数时,复数 z=m2m-+m3-6+(m2-2m-15)i,
解析:由复数相等的概念,得方程组
x2+y2-6=0,
①
x-y-2=0.②来自由②得 x=y+2,代入①,得 y2+2y-1=0.
解得 y1=-1+ 2,y2=-1- 2. 所以 x1=1+ 2,x2=1- 2. 即x1=1+ 2,或x2=1- 2,
y1=-1+ 2 y2=-完1整-版p2p.t
栏 目 链 接
a2-5a-6≠0, a≠-1且a≠6, a2-1≠0, ⇒a≠±1, a2-7a+6=0 a=1或a=6.
则 a 不存在,∴z 不可能完为整版纯p虚pt 数.
栏 目 链 接
11
题型二 复数相等的充要条件
例 2 已知 x2+y2-6+(x-y-2)i=0,求实数 x,y 的值.
分析:可根据 a+bi=0⇔a=0 且 b=0 来解.
目 链
略.②纯虚数要求实部为零的条件也易考虑不周.③本题“或”和 接
“且”等逻辑用语的使用会模糊,应重点分析.
完整版ppt
9
►变式训练
2.实数 a 为何值时,复数 z=a2-a27-a+1 6+(a2-5a-6)i:
(1)是实数?
栏
目
(2)是虚数?
链
《数系的扩充和复数的概念》人教版高中数学选修1-2PPT课件(第3.1.1课时)
若a,b, c, d R,
a c
a bi c di b d
注意:1.若z1,z2为实数时,则具有大小关系 2.如果z1,z2不都为实数时,z1和 z2只有相等或不相等的关系,不能比较大小。
例如:2 3i 与 1 i 不能比较大小
讲解人: 时间:2020.6.1
新知探究
实数集中大小关系的四条性质如下: 1. 对于任意实数a,b,a<b,a=b,b<a这三种情况又且只有一种成立; 2. 如果a<b,b<c,那么a<c; 3. 如果a<b,那么a+c<b+c; 4. 如果a<b,0<c,那么ac<bc.
新知探究
复数集C和实数集R之间有什么关系?
实数b = 0
A.-2+3i B.3-3i C.-3+3i D.3+3i
3、如果(2 x- y)+(x+3)i=0(x,y∈R)则x+y的值是( -9 )
4.已知 (2x 1) i y (3 y)i ,其中 x, y R ,求 x, y
2x 1 y 1 (3 y)
x
5 2
y 4
人教版高中数学选修1-2
把这个新数i添加到实数集中去,得到一个 新数集,记作A,那么方程x2 +1 = 0在A中就有 解x = i了.
从数集A出发,希望新引进的数i和实数之间 仍然能像实数系那样进行加法和乘法运算,并希 望加法和乘法都满足交换律、结合律,以及乘法 对加法满足分配律.
新知探究
依照以上设想
a i 我们把实数a与新引进的数i相加,结果记作: bi 把实数b与i相乘,结果记作:
人教A版高中数学高一选修1-2练习 数系的扩充和复数的相关概念
第三章数系的扩充与复数的引入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相关概念A级基础巩固一、选择题1.若集合A={i,i2,i3,i4}(i是虚数单位),B={1,-1},则A ∩B等于()A.{-1}B.{1}C.{1,-1} D.∅解析:因为i2=-1,i3=-i,i4=1,所以A={i,-1,-i,1}, 又B={1,-1}故A∩B={1,-1}.答案:C2.复数z=a2-b2+(a+|a|)i(a,b∈R)为实数的充要条件是() A.|a|=|b| B.a<0且a=-bC.a>0且a≠b D.a≤0解析:因为z=a2-b2+(a+|a|)i(a,b∈R)是实数,所以a+|a|=0,因此a≤0.答案:D3.下列复数中,满足方程x2+2=0的是()A.±1 B.±iC.±2i D.±2i答案:C4.下列命题:①若z=a+b i,则仅当a=0,b≠0时z为纯虚数;②若z21+z22=0,则z1=z2=0;③若实数a与a i对应,则实数集与纯虚数集可建立一一对应关系.其中正确命题的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3解析:在①中未对z=a+b i中a,b的取值加以限制,故①错误;在②中将虚数的平方与实数的平方等同,如若z1=1,z2=i,则z21+z22=1-1=0,但z1≠z2≠0,故②错误;在③中忽视0·i=0,故③也是错误的.答案:A5.已知集合M={1,2,(m2-3m-1)+(m2-5m-6)i},N={-1,3},且M∩N={3},则实数m的值为()A.4 B.-1C.-1或4 D.-1或6解析:由于M∩N={3},故3∈M,必有m2-3m-1+(m2-5m -6)i=3,可得m=-1.答案:B二、填空题6.已知复数z =m 2(1-i)-m (m +i)(m ∈R),若z 是实数,则m 的值为________.解析:z =m 2+m 2i -m 2-m i =(m 2-m )i ,所以m 2-m =0,所以m =0或m =1.答案:0或17.已知M ={1,(m +3)i},N ={1,2,3i},若M ∩N =M ,则实数m 的值为________.解析:由M ∩N =M ,得M ⊆N ,所以(m +3)i =3i ,即m +3=3,m =0.答案:08.设i 为虚数单位,若关于x 的方程x 2-(2+i)x +1+m i =0(m ∈R)有一实根为n ,则m =________.解析:关于x 的方程x 2-(2+i)x +1+m i =0(m ∈R)有一实根为n ,可得n 2-(2+i)n +1+m i =0.所以⎩⎨⎧n 2-2n +1=0,m -n =0.所以m =n =1. 答案:1三、解答题9.当实数m 为何值时,复数z =(m 2+m -6)i +m 2-7m +12m +3是:(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?解:(1)由⎩⎨⎧m 2+m -6=0,m +3≠0,得m =2.所以当m =2时,z 是实数.(2)由⎩⎨⎧m 2+m -6≠0,m +3≠0,得⎩⎨⎧m ≠2且m ≠-3,m ≠-3,即m ≠2且m ≠-3.所以当m ≠2且m ≠-3时,z 是虚数.(3)由⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -6≠0,m +3≠0,m 2-7m +12=0,得⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2且m ≠-3,m ≠-3,m =3或m =4,即m =3或m =4.所以当m =3或m =4时,z 是纯虚数.10.已知M ={1,(m 2-2m )+(m 2+m -2)i},P ={-1,1,4i},若M ∪P =P ,求实数m 的值.解:因为M ∪P =P ,所以M ⊆P ,所以(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =-1或(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =4i.由(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =-1得⎩⎨⎧m 2-2m =-1,m 2+m -2=0,解得m =1; 由(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =4i 得⎩⎨⎧m 2-2m =0,m 2+m -2=4,解得m =2.综上可知m =1或m =2.B 级 能力提升1.若sin 2θ-1+(2cos θ+1)i 是纯虚数,则θ的值为( )A .2k π-π4(k ∈Z) B .k π+π4(k ∈Z) C .2k π±π4(k ∈Z ) D.k 2π+π4(k ∈Z) 解析:由题意,得⎩⎨⎧sin 2θ-1=0,2cos θ+1≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧θ=k π+π4θ≠2k π±3π4(k ∈Z),所以θ=k π+π4,k ∈Z. 答案:B2.若log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,则实数x 的取值范围是________.解析:由log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,且x ∈R ,所以⎩⎨⎧log 2(x 2+2x +1)=0, ①log 2(x 2-3x -2)>1.②由①得x =0或x =-2, 当x =0时,代入②式不成立,舍去.当x =-2时,代入②式,有log 2(4+6-2)=3>1成立, 因此x =-2.答案:{x |x =-2}3.已知复数z 1=m +(4-m 2)i ,z 2=2cos θ+(λ+3sin θ)i ,λ,m ∈R ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,z 1=z 2,求λ的取值范围. 解:由z 1=z 2,λ,m ∈R ,可得⎩⎨⎧m =2cos θ,4-m 2=λ+3sin θ.整理,得λ=4sin 2θ-3sin θ=4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ-382-916. 因为θ∈⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤0,π2,所以sin θ∈[0,1].则当sin θ=38时,λ取最小值-916.当sin θ=1时,λ取最大值1. 因此,实数λ的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-916,1.。
高中数学《3.1.1数系的扩充和复数的概念》课件1 新人教A版选修1-2
【变式1】 已知下列命题:
①复数a+bi不是实数;
②当z∈C时,z2≥0; ③若(x2-4)+(x2+3x+2)i是纯虚数,则实数x=±2; ④若复数z=a+bi,则当且仅当b≠0时,z为虚数; ⑤若a、b、c、d∈C时,有a+bi=c+di,则a=c且b=d.
其中真命题的个数是________.
A.0 B.1 C.2 D.3
[思路探索] 只需根据复数的有关概念判断即可. 解析 ①由于x,y∈C,所以x+yi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, x2+y2=0成立,∴③是假命题. 因为复数为纯虚数要求实部为零,虚部不为零,故④错;因为-1
题型二
复数相等的充要条件的应用
【例 2】 (1)已知 x2-y2+2xyi=2i,求实数 x、y 的值. a (2)关于 x 的方程 3x - x-1=(10-x-2x2)i 有实根,求实数 2
2
a 的值. [思路探索] 先确定“=”两边复数的实部和虚部,然后列方 程组求解.
解
(1)∵x2-y2+2xyi=2i,
2x-1=-b, ∴ 1=b-3,
3 3 x=- , x=- , 2 2 解得 ∴ b=4. y=4i.
题型三 复数的分类 m2+m-6 【例 3】 当实数 m 为何值时,复数 z= +(m2-2m)i 为 m (1)实数; (2)虚数; (3)纯虚数.
[规范解答]
规律方法
(1)利用复数相等,我们可以把复数问题转化为实数问
题来解决.
(2)复系数方程有实根问题,实际上就是两个复数相等的问题.
【变式 2】 求适合等式(2x-1)+i=y+(y-3)i 的 x、y 值.其中 x ∈R,y 是纯虚数. 解 设 y=bi(b∈R 且 b≠0)代入等式得
年高中数学 3.1.1数系的扩充和复数的概念课件 新人教A版选修1-2
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最新人教版高中数学选修1-2《数系的扩充和复数的概念》教材梳理
庖丁巧解牛知识·巧学一、虚数单位i在实数集R 中添加新数i,规定i 2=-1,其中i 叫做虚数单位;虚数单位可与实数进行四则运算,且原有的加法运算和乘法运算仍然成立.深化升华 由于i 与实数进行四则运算,且对加法、乘法的运算仍然成立,从而这些结果都可以写成a+bi(a 、b ∈R )的形式,再注意到实数a 和数i,也可以看作是a+bi(a 、b ∈R )的这样的数的特殊形式,所以实数系经过扩充后得到的新数集应该是C ={a+bi|a 、b ∈R }.二、复数的概念我们把集合C ={a+bi|a 、b ∈R }中的数,即形如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.复数通常用字母z 来表示,即z=a+bi(a 、b ∈R ),这一表示形式叫做复数的代数形式.其中a 与b 分别叫做复数z 的实部与虚部.对于复数a+bi,当且仅当b=0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.复数的分类:复数a+bi(a 、b ∈R )⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧≠≠≠=≠=)0,0()0,0()0()0(b a b a b b 非纯虚数纯虚数虚数实数深化升华 (1)实数集R 和虚数集都是复数集C 的真子集,且R ∪{虚数集}=C ,R ∩{虚数集}=∅;(2)z=a+bi(a 、b ∈R )的虚部是b,而不是bi;(3)实数也是复数,但是复数不一定是实数,它可能是虚数.三、复数相等的条件在复数集C ={a+bi|a 、b ∈R }中任取两个数a+bi,c+di(a 、b 、c 、d ∈R ),我们规定:a+bi 与c+di 相等的充要条件是a=c 且b=d.根据两个复数相等的定义知,在a=c 且b=d 两式中,如果有一个不成立,那么a+bi≠c+di.如果两个复数都是实数,则可以比较大小;否则不能比较大小.复数相等的充要条件是把复数问题转化为实数问题的重要依据,是复数问题实数化这一重要数学思想方法的体现.四、复数的向量表示及几何意义根据复数相等的定义,复数z=a+bi 被一个有序实数对(a,b)所唯一确定,而每一个有序实数对(a,b),在平面直角坐标系中又唯一确定一点Z(a,b)(或一个向量OZ).这就是说,每一个复数,对应着平面直角坐标系中唯一的一个点(或一个向量);反过来,平面直角坐标系中每一个点(或每一个向量),也对应着唯一的一个有序实数对.这样我们通过有序实数对,可以建立复数z=a+bi 和点Z(a,b)(或向量OZ )之间的一一对应关系.点Z(a,b)或向量OZ 是复数z 的几何表示(如图).复数z=a+bi −−−→←一一对应有序实数对(a,b) −−−→←一一对应点Z(a,b).建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.在复平面内,x 轴叫做实轴,y 轴叫做虚轴.x 轴的单位是1,y 轴的单位是i.设OZ =a+bi,则向量OZ 的长度叫做复数a+bi 的模,记作|a+bi|.由向量长度的计算公式得|a+bi|=22b a +.如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则这两个复数叫做互为共轭复数.复数z 的共轭复数用z 表示.即当z=a+bi 时,z =a-bi.当复数z=a+bi 的虚部b=0时,有z=z ,也就是说任一实数的共轭复数仍是它本身.显然,在复平面内,表示两个共轭复数的点关于实轴对称(如图),并且它们的模相等.知识拓展 互为共轭复数的常用性质:(1)z+z =2a,z-z =2bi;(2)复数z ∈R ⇔z=z ;(3)z ∈{纯虚数}⇔z+z=0且z≠0.问题·探究问题1 含有参数形式的复数何时表示实数、虚数、纯虚数?导思:此类问题涉及到复数的分类及概念,在理解的基础上注意它们的联系与区别,以此作为判断它们为实数、虚数、纯虚数的条件.探究:注意到:复数z=a+bi 当且仅当b≠0时为虚数;当且仅当b=0时为实数,当且仅当a=0,b≠0为纯虚数;当且仅当a=0,b=0时为0.下面以3m+9+(m 2+5m+6)i 为例说明,m 为何值时表示实数、虚数、纯虚数?若表示实数,则m 2+5m+6=0(即虚部必须为零);若表示虚数,则m 2+5m+6≠0(即虚部不能为零);若表示纯虚数,则3m+9=0且m 2+5m+6≠0(即实部必须为零,虚部不能为零).问题2 两个复数相等的充要条件是什么?应用时应特别注意什么问题?导思:因为复数可以用向量来表示,所以可以结合向量相等来理解.在向量坐标表示中,两个向量要相等则对应坐标要相等.探究:两个复数相等的充要条件是实部与虚部分别相等.在两个复数相等的充要条件中,注意前提条件是a 、b 、c 、d ∈R ,即当a 、b 、c 、d ∈R 时, a+bi=c+di ⇔⎩⎨⎧==.,d b c a 但忽略条件后,则不能成立,因此解决复数相等问题,一定要把复数的实部与虚部分离出来,再利用复数相等的充要条件,化复数问题为实数问题.问题3 为什么两个复数不全是实数就不能比较大小?导思:因为复数可以用向量来表示,所以可以结合向量来理解.探究:因为复数与向量是一一对应的,向量是既有大小又有方向的,因此两个复数不全是实数就不能比较大小,即两个复数能比较大小的充要条件是它们的虚部为零.典题·热题例1如果用C 、R 和I 分别表示复数集、实数集和纯虚数集,其中C 为全集,那么有( )A.C =R ∪IB.R ∩I ={0}C.R =C ∩ID.R ∩I =∅ 思路解析:复数系的构成是复数z=a+bi(a 、b ∈R ).⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧≠=≠=)0()0()0()0(a a b b 非纯虚数纯虚数虚数实数 由此不难判断正确答案为D.答案:D例2设m ∈R ,复数z=(2+i)m 2-3(1+i)m-2(1-i).(1)若z 为实数,则m=_________________;(2)若z 为纯虚数,则m=_________________.思路解析:本题主要考查复数为实数和纯虚数的充要条件,分别为b=0与a=0,b≠0.解:(1)z=(2+i)m 2-3(1+i)m-2(1-i)=(2m 2-3m-2)+(m 2-3m+2)i.由题意知:m 2-3m+2=0,即m=1或m=2时,z 是实数.(2)依题意⎪⎩⎪⎨⎧≠+-=--.023,023222m m m m 解得m=-21,所以当m=-21时,z 是纯虚数. 答案:(1)1或2 (2)-21 方法归纳 注意此处空半格对于本题复数用非标准形式给出,应先化成标准形式a+bi 的形式,使复数问题实数化,这是解复数问题的基本思想,也是化归思想的重要表现.复数为纯虚数的充要条件是a=0且b≠0二者缺一不可.例3(2005北京春季高考,理1)i-2的共轭复数是( )A.2+iB.2-iC.-2+iD.-2-i思路解析:本题考查复数及共轭复数的概念,应首先分清谁为虚部,谁为实部;次之,互为共轭的复数实部相等,虚部互为相反数.答案:D例4当实数m 为何值时,复数(m 2-8m+15)+(m 2+3m-28)i 在复平面中的对应点,(1)位于第四象限;(2)位于x 轴的负半轴上.思路解析:复数a+bi(a 、b ∈R )在复平面内的对应点,对于(1)应满足⎩⎨⎧<>,0,0b a 对于(2)应满足⎩⎨⎧=<.0,0b a 解:(1)由已知⎪⎩⎪⎨⎧<-+>+-.0283,015822m m m m ∴⎩⎨⎧<<-><.47,53m m m 或∴-7<m <3. (2)由已知⎪⎩⎪⎨⎧=-+<+-.0283,015822m m m m 解之,得m=4. 例5如果复数z 满足|z+i|+|z-i|=2,那么|z+i+1|的最小值是 ( )A.1B.2C.2D.5思路解析:由复数模的几何意义知|z+i|+|z-i|=2表示复平面上以点A(0,1)、B(0,-1)为端点的线段AB 上的点,从而|z+i+1|=|z-(-1-i)|表示线段AB 上的点Z到点C(-1,-1)的距离.∴|z+i+1|的最小值为|BC|=1.答案:A例6已知复数z 1=i(1-i)3,(1)求|z 1|;(2)若|z|=1,求|z-z 1|的最大值.思路解析:(1)求模应求出复数的实部与虚部再利用|a+bi|=22b a +得出;(2)是考查复数几何意义的应用.解:(1)z 1=i(1-i)3=i(-2i)(1-i)=2(1-i),∴|z 1|=222222=+.(2)|z|=1可看成半径为1圆心为(0,0)的圆,而z 1可看成在坐标系中的点(2,-2), ∴|z-z 1|的最大值可以看成点(2,-2)到圆上点距离的最大值,由图可知|z-z 1|max =22+1.变式方法:|z|=1,∴设z=cosθ+isinθ,|z-z 1|=|cosθ+isinθ-2+2i|=)4sin(249)2(sin )2(cos 22πθθθ--=++-. 当sin(θ-4π)=-1时,|z-z 1|2取得最大值249+. 从而得到|z-z 1|的最大值为122+.方法归纳 注意此处空半格在设复数的过程中常设为z=a+bi(a 、b ∈R );在有关的解决轨迹问题中常设z=x+yi 从而与解析几何联系起来;当复数的模为1时也可以设为z=cosθ+isinθ用三角函数解决相关最值等.例7(2005上海春季高考)证明:在复数范围内,方程|z|2+(1-i)z -(1+i)z=ii +-255(i 为虚数单位)无解.思路解析:将已知条件化简后再由复数相等来解.解:原方程化简为|z|2+(1-i)z -(1+i)z=1-3i.设z=x+yi(x 、y ∈R ),代入上述方程得x 2+y 2-2xi-2yi=1-3i. ∴⎩⎨⎧=+=+)2.(322)1(,122y x y x将②代入①,整理得8x2-12x+5=0.∵Δ=-16<0,∴方程f(x)无实数解.∴原方程在复数范围内无解.方法归纳注意此处空半格复数相等是解决复数问题常用的方法,这是一个将复数问题实数化的过程,转化后再用实数范围内的相关方法来解.。
人教A版高中数学选修1-2:3.1.1数系的扩充和复数的概念.docx
【选修1-2第三章】3.1.1 数系的扩充和复数的概念一、选择题1.“复数a+b i(a,b∈R)为纯虚数”是“a=0”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2.下列命题正确的是( ) A.若a∈R,则(a+1)i是纯虚数B.若a,b∈R且a>b,则a+i>b+iC.若(x2-1)+(x2+3x+2)i是纯虚数,则实数x=±1D.两个虚数不能比较大小3.以-5+2i的虚部为实部,以5i+2i2的实部为虚部的新复数是( ) A.2-2i B.-5+5i C.2+i D.5+5i 4.若(x+y)i=x-1(x,y∈R),则2x+y的值为( )A.12B.2 C.0 D.15.若复数z=(x2-1)+(x-1)i为纯虚数,则实数x的值为( ) A.-1 B.0C.1 D.-1或16.若sin 2θ-1+i(2cos θ+1)是纯虚数,则θ的值为( )A.2kπ-π4(k∈Z) B.2kπ+π4(k∈Z)C.2kπ±π4(k∈Z) D.k2π+π4(k∈Z)二、填空题7.z1=-3-4i,z2=(n2-3m-1)+(n2-m-6)i,且z1=z2,则实数m=______,n=______.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.则其中正确命题的个数为________.三、解答题9.已知(2x-y+1)+(y-2)i=0,求实数x,y的值.10.设z1=m2+1+(m2+m-2)i,z2=4m+2+(m2-5m+4)i,若z1<z2,求实数m 的取值范围.3.1.1答案1.A 2.D 3.A 4.D 5.A 6.B7.2 ±2 8.19.解 ∵(2x -y +1)+(y -2)i =0,∴⎩⎨⎧ 2x -y +1=0,y -2=0.解得⎩⎨⎧ x =12,y =2.所以实数x ,y 的值分别为12,2. 10.解 由于z 1<z 2,m ∈R ,∴z 1∈R 且z 2∈R ,当z 1∈R 时,m 2+m -2=0,m =1或m =-2.当z 2∈R 时,m 2-5m +4=0,m =1或m =4,∴当m =1时,z 1=2,z 2=6,满足z 1<z 2.∴z 1<z 2时,实数m 的取值为m =1.。
人教A版高中数学选修一3.1 数系的扩充和复数的概念.docx
高中数学学习材料鼎尚图文*整理制作3.1 数系的扩充和复数的概念典型例题:1.设z =i a a a a a )152(54522-++-+-为实数时,实数a 的值是( A ) A.3 B.-5C.3或-5D.-3或52.设关于x 的方程0)2()(t an2=+-+-i x i x θ,若方程有实数根,则锐角θ和实数根______________________________________.解:0)1(2tan 2=+---i x x x θ原方程可化为,4,10102tan 2ππθθ+=-=⎩⎨⎧=+=--k x x x x 解得 3.设复数i m m m m Z )23()22lg(22+++--=,试求m 取何值时(1)Z 是实数; (2)Z 是纯虚数; (3)Z 对应的点位于复平面的第一象限解:是实数时,或-。
即或-解得Z m m m m m m 1212023022)1(22-=-=⎪⎩⎪⎨⎧=++>--。
是纯虚数时,。
即解得=Z m m m m m m 33023122)2(22==⎪⎩⎪⎨⎧≠++--。
时,-或。
即-或解得2323023122)3(22<=><>⎪⎩⎪⎨⎧>++>--m m m m m m m m Z 对应的点位于复平面的第一象限。
练习:一.选择题:1.复平面上的正方形的三个顶点表示的复数有三个为,21,2,21i i i --+-+那么第四 个顶点对应的复数是( )(A )i 21- (B )i +2 (C )i -2 (D )i 21+-2.若复数(m 2-3m -4)+(m 2-5m -6)i 是虚数,则实数m 满足 ( )(A )m ≠-1 (B )m ≠6 (C) m ≠-1或m ≠6 (D) m ≠-1且m ≠63.下列命题中,假命题是( )(A )两个复数不可以比较大小 ( B )两个实数可以比较大小( C )两个虚数不可以比较大小 ( D )一虚数和一实数不可以比较大小二.填空题:4.复数2(2)(11)()a a a ia R --+--∈不是纯虚数,则有__________________. 5.已知复数z 与 (z +2)2-8i 均是纯虚数,则 z =三.解答题:6.已知复数1Z ,2Z 满足2122212510Z Z Z Z =+,且212Z Z +为纯虚数,求证:213Z Z - 为实数。
人教课标版高中数学选修1-2《数系的扩充和复数的概念》疑难点拨
《数系的扩充和复数的概念》疑难点拨一、复数的有关概念(1)我们把集合{},C a bi a b R =+∈中的数,即形如(),a bi a b R +∈的数叫做复数,其中i 叫做虚数单位.全体复数所成的集合C 叫做复数集.(2)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.其中a 与b 分别叫做复数z 的实部与虚部.(3)对于虚数单位i :①它的平方等于-1,即21i =-.②实数可以与虚数单位i 进行四则运算,在进行四则运算时,原有的加法、乘法运算律仍成立.③复数(),z a bi a b R =+∈的虚部为b ,而不是bi .例1(★☆☆)(1)(1i +的实部与虚部分别是( )A.B.1+C.0,1+D.(0,1i(2)以3i -3-的实部为虚部的复 数是 ( )A.33i -B.3i +C.解题导引 审题→复数的概念→复数实部与虚部→结果 二、复数的分类复数通常用字母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.1.我们遇到复数时,通常将其化成(),a bi a b R +∈的形式,进而求解.2.设(),z a bi a b R =+∈,则(1)当且仅当0b =时,z 为实数;(2)当且仅当0a b ==时,z 为实数0;(3)当0b ≠时,z 为虚数;(4)当0a =且0b ≠时,z 为纯虚数;(5)当0a ≠且0b ≠时,z 为非纯虚数.即复数z 为()()()()0,0,00.b a b a =⎧⎪⎪=⎧⎨⎪≠⎨⎪≠⎪⎪⎩⎩实数纯虚数虚数非纯虚数 3.复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系如下图.例2(★★☆)当m 为何实数时,复数()2262153m m z m m i m --=+--+是: (1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?解题导引 当一个复数是实数时,其虚部必须为零;当一个复数是虚数时,其虚部必不为零;当一个复数是纯虚数时,其实部必须为零,且虚部不为零.三、复数相等 在复数集{},C a bi a b R =+∈中任取两个数(),,,a bi c di a b c d R ++∈、,我们规定:a bi +与c di +相等的充要条件是a c =且b d =.这就是说,两个复数相等的充要条件是它们的实部和虚部分别相等.一般地,两个复数只能说它们相等或者不相等,而不能比较它们的大小,只有当两个复数都是实数时,才能比较它们的大小.运用两复数相等的充要条件时,首先要把“左右两边的复数写成代数形式,即分离实部与虚部,然后列出方程(组)求解.例3(★★☆)已知()()()32753x y x y i x y i ++-=-+,求实数,x y 的值.解题导引 先找出两个复数的实部与虚部,再利用复数相等的充要条件求出,x y 的值.例4(★★☆)已知()22620x y x y i +-+--=,求实数,x y 的值.解题导引 利用两复数相等的充要条件求解.参考答案例1.答案:(1)C (2)A解析:(1)(1i可以看成是(01i +,所以其实部与虚部分别为0,1+.故选C.(2)3i -3,3-的实部为3-,∴所求复数为33i -.故选A.导师点睛 解答这类题目的关键是理解实部与虚部的概念,注意实部、虚部都是实数.例2.答案:见解析解析:复数z 的实部为()()2236,33m m m m m m +---=++ 虚部为()()221535.m m m m --=+-(1)要使z 是实数,必须有()()350,30,m m m +-=⎧⎪⎨+≠⎪⎩解得5m =.故当5m =时,z 是实数.(2)要使z 是虚数,必须有()()350m m +-≠,解得3m ≠-且5m ≠.故当3m ≠-且5m ≠时,z 是虚数.(3)要使z 是纯虚数,必须有()()()()230,3350,m m m m m +-⎧=⎪+⎨⎪+-≠⎩解得3m =或 2.m =-故当3m =或2m =-时,z 是纯虚数.例3.答案:见解析解析:,x y 是实数,∴由两个复数相等的充要条件可得375,23,x y x y x y +=-⎧⎨-=⎩解得9,43.2x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ 例4.答案:见解析解析:由题意可得2260,20,x y x y ⎧+-=⎪⎨--=⎪⎩①②由②得2x y =+,将2x y =+代人①得2210y y +-=,解得1211y y =-=-1211x x ∴==即11x y ⎧=+⎪⎨=-+⎪⎩或11x y ⎧=⎪⎨=-⎪⎩导师点睛 利用()0,0a bi a b R a b +=∈⇔==列方程组求解.。
人教版A版高中数学选修1-2:3.1.1 数系的扩充和复数的概念
引入新数 i
i能进行加、减、乘、除、乘方、开方运算
加法、乘法运算满足交换律、结合律、分配律
记为: z a bi (a , b R) i为虚数单位
复数的代数形式
z a b i (a , b R)
注意
复数的 实部
复数的 虚部
(1)复数代数形式中,a,b R;
其中i叫做 虚 数 单 位 (imaginary unit).全体复数 所成的集合C 叫做 复 数 集 (set of complex nu
mbers).
虚数单位i是瑞士数学家欧拉Euler 最早引用的
它取自imaginary(想象的,假想的)一词的词头.
在复数集C a bi | a,b R 中任取两个数a bi, c dia,b,c,d R ,我们规定 :
2.理解两复数相等的关系的充要条件.
b
R)
a
0
b 0
例1 实数m取什么值时,复数z m 1 (m 1)i
是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?
变式训练
复数z m 2(1 i) m(2 3i) 4(2 i)
是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数? (其中m为实数)
例2 已知 x2 y 2 2xyi 2i
求实数 x , y 的值.
变式训练
1.已知(x y ) (y 1)i (2x 3y ) (2y 1)i 求实数 x , y 的值.
2. 若复数 z 满足 z(1 i) 2 ,求 z
3.已知(a i)4 R , 则实数a ___
课堂小结
1.复数的代数结构,熟悉有关名称.并搞清楚复数集 和实数集的关系.
(好题)高中数学选修1-2第四章《数系的扩充与复数的引入》测试卷(有答案解析)(2)
一、选择题1.若i 是虚数单位,则复数11i i +=-( ) A .-1 B .1 C .i - D .i2.已知集合{|()()20,,,}A z a bi z a bi z a b R z C =++-+=∈∈,{|||1,}B z z z C ==∈,若A B =∅,则a ,b 之间的关系是( )A .1a b +>B .1a b +<C .221a b +<D .221a b +> 3.已知z C ∈,2z i z i ++-=,则z 对应的点Z 的轨迹为( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .线段4.下列关于复数z 的四个命题中,正确的个数是( )(1)若|1||1|2z z -++=,则复数z 对应的动点的轨迹是椭圆;(2)若|2||2|2z z --+=,则复数z 对应的动点的轨迹是双曲线;(3)若|1||Re 1|z z -=+,则复数z 对应的动点的轨迹是抛物线;(4)若|2|3z -≤,则||z 的取值范围是[1,5]A .4B .1C .2D .3 5.在复平面内,复数12z i =-对应的向量为OA ,复数2z 对应的向量为OB ,则向量AB所对应的复数为( )A . 42i +B . 42i -C . 42i --D . 42i -+ 6.在复平面内,若复数z 满足|z +1|=|1+i z |,则z 在复平面内对应点的轨迹是( ) A .直线B .圆C .椭圆D .抛物线 7.若(13)n x +的二项展开式各项系数和为256,i 为虚数单位,则复数(1)n i +的运算结果为( )A .16-B .16C .4-D .48.已知复数z 满足:32z z =-,且z 的实部为2,则|1|z -=A .3B C .D .9.设复数3422i i z +-=,则复数z 的共轭复数是( ) A .52i - B .52i + C .52i -+ D .52i -- 10.已知i 是虚数单位,复数z 满足|12|z i i -=+,则z 的共轭复数z 在复平面上对应点所在的象限为( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 11.在复平面内满足11z -=的动点z 的轨迹为( )A .直线B .线段C .两个点D .圆12.已知复数(,,0)z x yi x y R x =+∈≠且|2|3z -=,则y x 的范围为( ) A .33,⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ B .33,,⎛⎤⎡⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭C .3,3⎡⎤-⎣⎦D .(,3][3,)-∞-⋃+∞二、填空题13.设复数(,z a i a R i =+∈为虚数单位),若(1)i z +⋅为纯虚数,则a 的值为____. 14.在下列命题中:①两个复数不能比较大小;②复数1z i =-对应的点在第四象限;③若()()22132x x x i -+++是纯虚数,则实数1x =±;④若()()2212230z z z z -+-=,则123z z z ==;⑤“复数(),,a bi a b c R +∈为纯虚数”是“0a =”的充要条件;⑥复数12120z z z z >⇔->;⑦复数z 满足22z z =;⑧复数z为实数z z ⇔=.其中正确命题的是______.(填序号)15.i 为虚数单位,若复数22(23)()m m m m i +-+-是纯虚数,则实数m =_______. 16.若复数()()1i a i -+在复平面内对应的点在第二象限,则实数a 的取值范围为_____. 17.复数z=(其中i 为虚数单位)的虚部为________.18.已知复数z 与(z +2)2+5均为纯虚数,则复数z =__.19.若复数z 满足1z =,则1z i -+的最大值是______.20.设()f z z =,且115z i =+,232z i =-+,则12()f z z -的值是__________.三、解答题21.已知i 为虚数单位,m 为实数,复数()(12)z m i i =+-.(1)m 为何值时,z 是纯虚数?(2)若||5z ≤,求||z i -的取值范围.22.已知复数2i α=-,i m β=-,m R ∈.(1)若2αβα+<,求实数m 的取值范围;(2)若αβ+是关于x 的方程2130()x nx n -+=∈R 的一个根,求实数m 与n 的值.23.已知复数2()z a ai a R =+∈,若2z =z 在复平面内对应的点位于第四象限.(1)求复数z ; (2)若22m m mz +-是纯虚数,求实数m 的值.24.已知复数()221132z x x x i =-+-+,()232,z x x i x R =+-∈ (1)若1z 为纯虚数,求实数x 的值;(2)在复平面内,若1z 对应的点在第四象限,2z 对应的点在第一象限,求实数x 的取值范围.25.(1)已知121,2z i z i =+=-,且12111z z z =+,求z ; (2)已知32i --是关于x 的方程220x px q ++=的一个根,求实数,p q 的值.26.设z 1是虚数,z 2=z 111z +是实数,且﹣1≤z 2≤1. (1)求|z 1|的值以及z 1的实部的取值范围;(2)若ω1111z z -=+,求证ω为纯虚数; (3)求z 2﹣ω2的最小值.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.D解析:D【解析】()()()21121112i i i i i i i ++===--+, 本题选择D 选项. 2.C解析:C【分析】先设出复数z ,利用复数相等的定义得到集合A 看成复平面上直线上的点,集合B 可看成复平面上圆的点集,若A ∩B =∅即直线与圆没有交点,借助直线与圆相离的定义建立不等关系即可.【详解】设z =x +yi ,,x y R ∈,则(a +bi )(x ﹣yi )+(a ﹣bi )(x +yi )+2=0化简整理得,ax +by +1=0即,集合A 可看成复平面上直线上的点,集合B 可看成复平面上圆x 2+y 2=1的点集,若A ∩B =∅,即直线ax +by +1=0与圆x 2+y 2=1没有交点,1d =,即a 2+b 2<1故选C .【点睛】本题考查了复数相等的定义及几何意义,考查了直线与圆的位置关系,考查了转化思想,属于中档题.3.D解析:D【分析】由复数模的几何意义,结合三角不等式可得出点Z 的轨迹.【详解】2z i z i ++-=的几何意义为复数z 对应的点Z 到点()0,1A -和点()0,1B 的距离之和为2,即ZA ZB AB +=,另一方面,由三角不等式得ZA ZB AB +≥.当且仅当点Z 在线段AB 上时,等号成立.因此,点Z 的轨迹为线段.故选D.【点睛】本题考查复数模的几何意义,将问题转化为距离之和并结合三角不等式求解是解题的关键,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.4.B解析:B【分析】(1)根据椭圆的定义来判断;(2)根据双曲线的定义来判断;(3)根据抛物线的定义来判断;(4)利用圆的有关知识点判断.【详解】(1)|1||1|2z z -++=,表示复平面内到点()()1,0,1,0-距离之和为2的点的轨迹,是由点()()1,0,1,0-构成的线段,故错误;(2)|2||2|2z z --+=,表示复平面内到点()2,0的距离比到点()2,0-的距离大2的点的轨迹,是双曲线的左支,故错误;(3)|1||Re 1|z z -=+,表示复平面内到点()1,0的距离等于到直线1x =-的距离的点的轨迹(点()1,0不在直线1x =-上),所以轨迹是抛物线,故正确;(4)|2|3z -≤,表示点的轨迹是圆心为()2,0,半径为3的圆及其内部(坐标原点在圆内),且z 表示轨迹上的点到原点的距离,所以min 0=,此时z 对应的点为原点,max 325r d =+=+=(d 表示原点到圆心的距离),所以 ||z 的取值范围是[0,5],故错误.故选B.【点睛】复数对应的轨迹方程:(1)122z z z z a -+-=,当122a z z >-时,此时z 对应的点的轨迹是椭圆;(2)()1220z z z z a a ---=>,当122a z z <-时,此时z 对应的点的轨迹是双曲线. 5.C解析:C【分析】先计算A 点坐标和B 点坐标,再计算向量AB ,最后得到对应的复数.【详解】复数12z i =-对应的向量为(1,2)OA A ⇒-22()3412i z i ==---复数2z 对应的向量为(3,4)OB B ⇒--(4,2)AB =--对应的复数为:42i -- 故答案选C【点睛】本题考查了复数的计算,对应向量,意在考查学生综合应用能力.6.A解析:A【解析】【分析】设()z x yi x y R =+∈、,代入11z iz +=+,求模后整理得z 在复平面内对应点的轨迹是直线.【详解】设()z x yi x y R =+∈、,1x yi ++=,()11iz i x yi +=++=y x =-,所以复数z x yi =+对应点的轨迹为直线,故选A.【点睛】本题考查复数的代数表示法及其几何意义,考查复数模的求法,动点的轨迹问题,是基础题.7.C解析:C【详解】分析:利用赋值法求得n ,再按复数的乘方法则计算.详解:令1x =,得4256n =,4n =,∴42(1)(2)4i i +==-.故选C .点睛:在二项式()()n f x a bx =+的展开式中,求系数和问题,一般用赋值法,如各项系数为(1)f ,二项式系数和为2n ,两者不能混淆.8.B解析:B【解析】分析:根据题意设2,z bi =+根据题意得到224+1412b b b z i =+⇒=±∴=±,从而根据复数的模的概念得到结果.详解:设2,z bi =+根据题意得到224+1412b b b z i =+⇒=±∴=±则1z -.故答案为B.点睛:本题考查了复数的运算法则、复数相等,考查了推理能力与计算能力,属于基础题,复数问题高考必考,常见考点有:点坐标和复数的对应关系,点的象限和复数的对应关系,复数的加减乘除运算,复数的模长的计算.9.B解析:B【解析】分析:根据复数模的定义化简复数,再根据共轭复数概念求结果. 详解:因为3422i iz +-=,所以522i z -=, 所以复数z 的共轭复数是52i +, 选B. 点睛:首先对于复数的四则运算,要切实掌握其运算技巧和常规思路,如()()()(),(,,.)++=-++∈a bi c di ac bd ad bc i a b c d R . 其次要熟悉复数相关基本概念,如复数(,)a bi a b R +∈的实部为a 、虚部为b (,)a b 、共轭为.-a bi10.D解析:D【解析】分析:先根据复数的模求出z ,再求z 的共轭复数,最后确定对应点所在象限.详解:因为12z i i -=+,所以z i =,所以z i =,因此对应点为1-),在第四象限, 选D.点睛:.首先对于复数的四则运算,要切实掌握其运算技巧和常规思路,如()()()(),(,,.)++=-++∈a bi c di ac bd ad bc i a b c d R . 其次要熟悉复数相关基本概念,如复数(,)a bi a b R +∈的实部为a 、虚部为b (,)a b 、共轭为.-a bi11.D解析:D【分析】由题意把|1|2||z z -=平方可得关于x 、y 的方程,化简方程可判其对应的图形.【详解】解:设z x yi =+,|1|1z -=,2|1|1z ∴-=,2|1|1x yi ∴-+=,22(1)1x y ∴-+=,故该方程表示的图形为圆,故选:D .【点睛】本题主要考查复数的代数形式及其几何意义,考查圆的方程,涉及复数的模长公式,属于中档题.12.C解析:C【分析】转化|2|z -=为22(2)3x y -+=,设,y k y kx x==,即直线和圆有公共点,联立2164(1)0k ∆=-+≥,即得解.【详解】由于|2||2z x yi -=-+22(2)3x y -+=∴ 设y k y kx x=∴= 联立:2222(2)3,(1+)410x y y kx k x x -+==∴-+=由于直线和圆有公共点,2164(1)0k k ∴∆=-+≥≤≤故y x 的范围为[ 故选:C【点睛】 本题考查了直线和圆,复数综合,考查了学生转化划归,数学运算的能力,属于中档题.二、填空题13.1【解析】因为为纯虚数所以解析:1【解析】因为()1i z +⋅(1)()(1)(1)i a i a a i =++=-++ 为纯虚数,所以10110a a a -=⎧∴=⎨+≠⎩ 14.⑧【分析】根据复数的定义和性质依次判断每个选项得到答案【详解】①当复数虚部为0时可以比较大小①错误;②复数对应的点在第二象限②错误;③若是纯虚数则实数③错误;④若不能得到举反例④错误;⑤复数为纯虚数解析:⑧【分析】根据复数的定义和性质,依次判断每个选项得到答案.【详解】①当复数虚部为0时可以比较大小,①错误;②复数1z i =-对应的点在第二象限,②错误;③若()()22132x x x i -+++是纯虚数,则实数1x =,③错误;④若()()2212230z z z z -+-=,不能得到123z z z ==,举反例1231,0,z z z i ===,④错误;⑤“复数(),,a bi a b c R +∈为纯虚数”是“0a =”的充分不必要条件,⑤错误; ⑥复数12120z z z z >⇔->,取122,z i z i =+=,不能得到12z z >,⑥错误; ⑦复数z 满足22z z =,取z i ,22z z ≠,⑦错误; ⑧复数z 为实数z z ⇔=,根据共轭复数定义知⑧正确.故答案为:⑧.【点睛】本题考查了复数的性质,定义,意在考查学生对于复数知识的理解和掌握.15.-3【解析】分析:利用纯虚数的定义直接求解详解:∵复数是纯虚数解得故答案为-3点睛:本题考实数值的求法是基础题解题时要认真审题注意纯虚数的定义的合理运用解析:-3【解析】分析:利用纯虚数的定义直接求解.详解:∵复数()()2223m m m m i +-+-是纯虚数,222300m m m m ⎧+-∴⎨-≠⎩= ,解得3m =- .故答案为-3.点睛:本题考实数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意纯虚数的定义的合理运用.16.【解析】故复数对应的点的坐标为由对应的点在第二象限可得解得故答案为解析:1a <-【解析】()()()111i a i a a i -+=++-,故复数对应的点的坐标为()1,1a a +-,由对应的点在第二象限可得1010a a +<⎧⎨->⎩解得1a <-,故答案为1a <-. 17.﹣【解析】试题分析:利用复数除法运算化简可得虚部解:==则复数z 的虚部为﹣故答案为﹣考点:复数代数形式的乘除运算解析:﹣.【解析】试题分析:利用复数除法运算化简,可得虚部. 解:==,则复数z 的虚部为﹣, 故答案为﹣.考点:复数代数形式的乘除运算.18.±3i 【分析】设然后代入利用复数代数形式的乘除运算化简结合已知条件列出方程组求解即可得答案【详解】解:设为纯虚数解得故答案为:【点睛】本题考查了复数代数形式的乘除运算考查了复数的基本概念属于基础题 解析:±3i【分析】设(,0)z bi b R b =∈≠,然后代入2(2)5z ++利用复数代数形式的乘除运算化简,结合已知条件列出方程组,求解即可得答案.【详解】解:设(,0)z bi b R b =∈≠,222(2)5(2)594z bi b bi ++=++=-+为纯虚数,∴29040b b ⎧-=⎨≠⎩,解得3b =±, 3z i ∴=±.故答案为:3i ±.【点睛】本题考查了复数代数形式的乘除运算,考查了复数的基本概念,属于基础题.19.【分析】利用复数模的三角不等式可得出可得出的最大值【详解】由复数模的三角不等式可得因此的最大值是故答案为【点睛】本题考查复数模的最值的计算可将问题转化为复平面内复数对应的点的轨迹利用数形结合思想求解解析:1【分析】 利用复数模的三角不等式可得出()111z i z i z i -+=--≤+-可得出1z i -+的最大值.【详解】由复数模的三角不等式可得()11111z i z i z i -+=--≤+-==+因此,1z i -+的最大值是1故答案为1【点睛】本题考查复数模的最值的计算,可将问题转化为复平面内复数对应的点的轨迹,利用数形结合思想求解,同时也可以利用复数模的三角不等式进行计算,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题. 20.4+3i 【解析】分析:由题意可得再结合即可得到答案详解:又点睛:本题主要考查的是复数的加减法以及共轭复数掌握复数的运算法则以及共轭复数的概念是解题的关键解析:4+3i【解析】分析:由题意可得1243z z i -=+,再结合()f z z =,即可得到答案详解:115z i =+,232z i =-+,1243z z i ∴-=+1243z z i ∴-=-又()f z z =,()1243f z z i ∴-=+点睛:本题主要考查的是复数的加减法以及共轭复数,掌握复数的运算法则以及共轭复数的概念是解题的关键。
高中数学第三章 3.2.1复数代数形式的加、减运算及其几何意义课时作业(含解析)新人教A版选修1_2
第三章 数系的扩充与复数的引入课时作业40一、选择题1.若z +3-2i =4+i ,则z 等于( ) A .1+i B .1+3i C .-1-iD .-1-3i解析:z =(4+i)-(3-2i)=1+3i. 答案:B2.已知z 1=3-4i ,z 2=-5+2i ,z 1,z 2对应的点分别为P 1,P 2,则P 2P 1→对应的复数为( )A. -8+6iB. 8-6iC. 8+6iD. -2-2i 解析:∵P 2P 1→=OP 1→-OP 2→, ∴P 2P 1→对应的复数为:z 1-z 2=3-4i -(-5+2i)=(3+5)+(-4-2)i =8-6i. 答案:B3.A ,B 分别是复数z 1,z 2在复平面内对应的点,O 是原点,若|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,则三角形AOB 一定是( )A. 等腰三角形B. 直角三角形C. 等边三角形D. 等腰直角三角形解析:根据复数加(减)法的几何意义,知以OA →,OB →为邻边所作的平行四边形的对角线相等,则此平行四边形为矩形,故三角形OAB 为直角三角形.答案:B4.设z =3-4i ,则复数z -|z |+(1-i)在复平面内的对应点在( ) A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限解析:∵z =3-4i ,∴z -|z |+(1-i)=3-4i -32+-42+1-i=(3-5+1)+(-4-1)i =-1-5i.答案:C 二、填空题5.(2x +3y i)-(3x -2y i)+(y -2x i)-3x i =__________.(x ,y ∈R ) 解析:原式=(2x -3x +y )+(3y +2y -2x -3x )i =(y -x )+5(y -x )i. 答案:(y -x )+5(y -x )i6.在复平面上,复数-3-2i ,-4+5i,2+i ,z 分别对应点A ,B ,C ,D ,且四边形ABCD 为平行四边形,则z =__________.解析:由于AB →=DC →,∴2+i -z =(-4+5i)-(-3-2i). ∴z =3-6i. 答案:3-6i7.设复数z 满足条件|z |=1,那么|z +22+i|的最大值是__________.解析:复数z 满足条件|z |=1,z 所对应的点的轨迹是单位圆,而|z +22+i|即表示单位圆上的动点到定点(-22,-1)的距离.从图形上可得|z +22+i|的最大值是4. 答案:4 三、解答题8.已知z 1=(3x +y )+(y -4x )i ,z 2=(4y -2x )-(5x +3y )i(x ,y ∈R ),若z 1-z 2=13-2i ,求z 1,z 2.解:z 1-z 2=(3x +y )+(y -4x )i -[(4y -2x )-(5x +3y )i] =[(3x +y )-(4y -2x )]+[(y -4x )+(5x +3y )]i =(5x -3y )+(x +4y )i. 又∵z 1-z 2=13-2i ,∴(5x -3y )+(x +4y )i =13-2i.∴⎩⎪⎨⎪⎧5x -3y =13,x +4y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-1.∴z 1=(3×2-1)+(-1-4×2)i=5-9i.z 2=[4×(-1)-2×2]-[5×2+3×(-1)]i=-8-7i.9.在平行四边形ABCD 中,已知AC →,DC →对应的复数分别为z 1=3+5i ,z 2=-1+2i. (1)求BC →对应的复数;(2)求BD →对应的复数;(3)求平行四边形ABCD 的面积. 解:(1)由于AC →=AB →+BC →=DC →+BC →, 所以BC →=AC →-DC →. 故BC →对应的复数为z =z 1-z 2=(3+5i)-(-1+2i)=4+3i.(2)由于BD →=AD →-AB →=BC →-DC →,所以BD →对应的复数为(4+3i)-(-1+2i)=5+i. (3)由(1)(2)可知在平行四边形ABCD 中, AB →=DC →=(-1,2),AD →=BC →=(4,3),∴cos ∠DAB =AB →·AD →|AB →||AD →|=25×5=2525.因此sin ∠DAB =1-cos 2∠DAB =11525. 于是平行四边形ABCD 的面积S =|AB →||AD →|sin ∠DAB =5×5×11525=11.。
高中数学 第三章 数系的扩充与复数的引入 学业分层测评8 数系的扩充和复数的概念 新人教A版选修12
【课堂新坐标】2016-2017学年高中数学第三章数系的扩充与复数的引入学业分层测评8 数系的扩充和复数的概念新人教A版选修1-2(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.复数-2i的实部与虚部分别是( )A.0,2 B.0,0C.0,-2 D.-2,0【解析】-2i的实部为0,虚部为-2.【答案】 C2.(2016·鹤岗高二检测)若复数(a2-3a+2)+(a-1)i是纯虚数,则实数a的值为( )A.1 B.2C.-1或-2 D.1或2【解析】由{a2-3a+2=0,a-1≠0,得a=2.【答案】 B3.若a,b∈R,i是虚数单位,且b+(a-2)i=1+i,则a+b的值为( )A.1 B.2C.3 D.4【解析】由b+(a-2)i=1+i,得b=1,a=3,所以a+b=4.【答案】 D4.在下列命题中,正确命题的个数是( )①两个复数不能比较大小;②若z1和z2都是虚数,且它们的虚部相等,则z1=z2;③若a,b是两个相等的实数,则(a-b)+(a+b)i必为纯虚数.A.0 B.1C.2 D.3【解析】两个复数,当它们都是实数时,是可以比较大小的,故①错误;设z1=a+b i(a,b∈R,b≠0),z2=c+d i(c,d∈R,且d≠0),因为b=d,所以z2=c +b i.当a=c时,z1=z2,当a≠c时,z1≠z2,故②错误;③当a =b ≠0时,(a -b )+(a +b )i 是纯虚数,当a =b =0时,(a -b )+(a +b )i =0是实数,故③错误,因此选A.【答案】 A5.下列命题中,正确命题的个数是( )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. A .0 B .1 C .2D .3【解析】 对于①,由于x ,y ∈C ,所以x ,y 不一定是x +y i 的实部和虚部,故①是假命题;对于②,由于两个虚数不能比较大小,故②是假命题; 对于③,如12+i 2=0,但1≠0,i≠0,故③是假命题. 【答案】 A5.已知复数z =(a 2-4)+(a -3)i(a ,b ∈R ),则“a =2”是“z 为纯虚数”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分又不必要条件【解析】 因为复数z =(a 2-4)+(a -3)i(a ,b ∈R )为纯虚数⇔{a 2-4=0,a -3≠0⇔a =±2, 所以“a =2”是“z 为纯虚数”的充分不必要条件.【答案】 A 二、填空题6.以3i -2的虚部为实部,以3i 2+2i 的实部为虚部的复数是________. 【解析】 3i -2的虚部为3,3i 2+2i =-3+2i ,实部为-3,故应填3-3i. 【答案】 3-3i7.若x 是实数,y 是纯虚数,且(2x -1)+2i =y ,则x ,y 的值为________.【导学号:19220037】【解析】 由(2x -1)+2i =y ,得{ 2x -1=0,=y ,∴x =12,y =2i.【答案】 x =12,y =2i8.给出下列说法:①复数由实数、虚数、纯虚数构成;②满足x2=-1的数x只有i;③形如b i(b∈R)的数不一定是纯虚数;④复数m+n i的实部一定是m.其中正确说法的个数为________.【解析】③中,b=0时,b i=0不是纯虚数.故③正确;①中,复数分为实数与虚数两大类;②中,平方为-1的数是±i;④中,m,n不一定为实数,故①②④错误.【答案】 1三、解答题9.已知复数z=m(m-1)+(m2+2m-3)i,当实数m取什么值时:(1)复数z是零;(2)复数z是纯虚数.【解】(1)∵z是零,∴{m m-=0,m2+2m-3=0,解得m=1.(2)∵z是纯虚数,∴{m m-=0,m2+2m-3≠0,解得m=0.综上,当m=1时,z是零;当m=0时,z是纯虚数.10.已知集合M={1,(m2-2m)+(m2+m-2)i},P={-1,1,4i},若M∪P=P,求实数m的值.【解】因为M∪P=P,所以M⊆P,即(m2-2m)+(m2+m-2)i=-1或(m2-2m)+(m2+m-2)i=4i.由(m2-2m)+(m2+m-2)i=-1,得{m2-2m=-1,m2+m-2=0,解得m=1;由(m2-2m)+(m2+m-2)i=4i,得{m2-2m=0,m2+m-2=4,解得m=2.综上可知,m=1或m=2.[能力提升]1.已知复数z=a2+(2a+3)i(a∈R)的实部大于虚部,则实数a的取值范围是( ) A.-1或3 B.{a|a>3或a<-1}C.{a|a>-3或a<1} D.{a|a>3或a=-1}【解析】由已知可以得到a2>2a+3,即a2-2a-3>0,解得a>3或a<-1,因此,实数a的取值范围是{a|a>3或a<-1}.【答案】 B2.若复数cos θ+isin θ和sin θ+icos θ相等,则θ值为( )A.π4B.π4或54π C .2k π+π4(k ∈Z )D .k π+π4(k ∈Z )【解析】 由复数相等定义得{ cos θ=sin θ,θ=cos θ,∴tan θ=1, ∴θ=k π+π4(k ∈Z ).【答案】 D3.若log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,则实数x 的值是________. 【解析】 ∵log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1, ∴{ log 2x 2-3x -,2x 2+2x +=0,∴{ x 2-3x -2>2,x 2+2x +1=1, ∴{ x >4或x <-1,x =0或x =-2. ∴x =-2. 【答案】 -24.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.【导学号:19220038】【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,x 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.。
高中数学 数系的扩充和复数的概念教案 新人教A版选修1
数系的扩充与复数的引入目标认知学习目标: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;3.会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. 重点:复数的概念,复数的代数运算及数系的扩充难点:对概念的准确理解以及复数的几种意义学习策略①复数是对数系的又一次扩充,对复数a bi +(,a b R ∈),既要从整体的角度去认识它,把复数看成一个整体,又要从实部和虚部分解成两部分去认识它,这是理解复数问题的重要思路。
②复数的加、减、乘、除运算一般用代数形式进行;求解计算时,要充分利用i 的性质计算问题;③复数问题实数化是解决复数问题的最基本也是最重要的思想方法,其依据是复数的有关概念和两个复数相等的充要条件.知识要点梳理知识点一:复数的基本概念1.虚数单位i :(1)它的平方等于1-,即21i =-;(2)i 是-1的一个平方根,即方程21x =-的一个根,方程21x =-的另一个根是i -;(3)i 可与实数进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立;2.概念形如a bi +(,a b R ∈)的数叫复数,记作:z a bi =+(,a b R ∈);其中:a 叫复数的实部,b 叫复数的虚部,i 是虚数单位。
全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C 表示。
说明:这里,a b R ∈容易忽视,但却是列方程求复数的重要依据. z a bi =+(,a b R ∈)(0)0(0)0b a b a =⎧⎪=⎧⎨≠⎨⎪≠⎩⎩实数纯虚数()虚数非纯虚数()N Z Q R C5.复数与实数、虚数、纯虚数、0的关系:对于复数z a bi =+(,a b R ∈)①当且仅当0b =时,复数z a bi a =+=是实数;②当且仅当0b ≠时,复数z a bi =+叫做虚数;③当且仅当0a =且0b ≠时,复数z a bi bi =+=叫做纯虚数;④当且仅当0a b ==时,复数0z a bi =+=就是实数0.6.复数相等的充要条件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.即:特别地:00a bi a b +=⇔==.说明:(1).a bi c di a c b d +≠+⇐≠≠或 (2)一个复数一旦实部、虚部确定,那么这个复数就唯一确定;反之一样.(3)复数相等的充要条件是将复数转化为实数解决问题的基础.(4)一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如果两个复数都是实数,就可以比较大小;也只有当两个复数全是实数时才能比较大小.6.共轭复数:如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,那么这两个复数叫做互为共轭复数.复数z 的共轭复数用z 表示。
人教版A版高中数学选修1-2:数系的扩充与复数的概念
a ⑶复数的代数形式:Z_=_a+_b_i _(a_,b_∈_R_) ,其中____叫做复数的实 b 部,___叫做复数的虚部,复数的实部和虚部都是_实___数__.
(4)对于复数a+bi(a,b ∈R),
b=0 b ≠0 当且仅当_ ____时,它是实数;当_______时, 叫做虚数; 当_a_=_0_,b__≠_0 时, 叫做纯虚数;
二、探究以下问题
1、如何解决-1开平方问题,即一个什么数它 的平方等于-1?
2、虚数单位i有怎样的性质? 3、复数的代数形式? 4、复数集C和实数集R之间有什么关系? 5、如何对复数a+bi(a,b∈R)进行分类?
学生活动
1.复数的概念:
i ⑴虚数单位:数__叫做虚数单位,具有下面的性质: i =-1 i ①__2_______②_不__能_比__较__大_小____ z ⑵复数:形如_a_+_bi__(a_,b_∈_R_) _叫做复数,常用字母___表示,
(3)了解复数的代数表示方法
一、自主学习
思考:
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?
3、如果(2 x- y)+(x+3)i=0(x,y∈R)则x+y的值是( )
反思总结
你对复数的概念有了比较清楚的认识吗? 对复数a+ bi(a,b∈R)的正确分类 复数相等的概念的理解及应用
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学业分层测评
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.复数-2i的实部与虚部分别是( )
A.0,2B.0,0
C.0,-2D.-2,0
【解析】 -2i的实部为0,虚部为-2.
【答案】 C
2.(2016·鹤岗高二检测)若复数(a2-3a+2)+(a-1)i是纯虚数,则实数a的值为( )
A.1B.2
C.-1或-2D.1或2
【解析】 由Error!得a=2.
【答案】 B
3.若a,b∈R,i是虚数单位,且b+(a-2)i=1+i,则a+b的值为( )
A.1B.2
C.3D.4
【解析】 由b+(a-2)i=1+i,得b=1,a=3,所以a+b=4.
【答案】 D
4.在下列命题中,正确命题的个数是( )
①两个复数不能比较大小;
②若z1和z2都是虚数,且它们的虚部相等,则z1=z2;
③若a,b是两个相等的实数,则(a-b)+(a+b)i必为纯虚数.
A.0B.1
C.2D.3
【解析】 两个复数,当它们都是实数时,是可以比较大小的,故①错误;
设z1=a+b i(a,b∈R,b≠0),z2=c+d i(c,d∈R,且d≠0),因为b=d,所以z2=c+b i.
当a=c时,z1=z2,当a≠c时,z1≠z2,故②错误;
③当a=b≠0时,(a-b)+(a+b)i是纯虚数,当a=b=0时,(a-b)+(a+b)i=0是实数,故③错误,因此选A.
【答案】 A
5.下列命题中,正确命题的个数是( )
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.A .0B .1 C .2
D .3
【解析】 对于①,由于x ,y ∈C ,所以x ,y 不一定是x +y i 的实部和虚部,故①是假命题;
对于②,由于两个虚数不能比较大小,故②是假命题;对于③,如12+i 2=0,但1≠0,i≠0,故③是假命题.【答案】 A
5.已知复数z =(a 2-4)+(a -3)i(a ,b ∈R ),则“a =2”是“z 为纯虚数”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件
D .既不充分又不必要条件
【解析】 因为复数z =(a 2-4)+(a -3)i(a ,b ∈R )为纯虚数⇔Error!⇔a =±2, 所以“a =2”是“z 为纯虚数”的充分不必要条件.
【答案】 A 二、填空题
6.以3i -的虚部为实部,以3i 2+i 的实部为虚部的复数是________.22【解析】 3i -的虚部为3,3i 2+i =-3+i ,实部为-3,故应填3-3i.222【答案】 3-3i
7.若x 是实数,y 是纯虚数,且(2x -1)+2i =y ,则x ,y 的值为________.
【导学号:19220037】
【解析】 由(2x -1)+2i =y ,得Error!∴x =,y =2i.
1
2【答案】 x =,y =2i
1
28.给出下列说法:
①复数由实数、虚数、纯虚数构成;②满足x 2=-1的数x 只有i ;③形如b i(b ∈R )的数不一定是纯虚数;④复数m +n i 的实部一定是m .其中正确说法的个数为________.
【解析】 ③中,b =0时,b i =0不是纯虚数.故③正确;①中,复数分为实数与虚数
两大类;②中,平方为-1的数是±i ;④中,m ,n 不一定为实数,故①②④错误.
【答案】 1三、解答题
9.已知复数z =m (m -1)+(m 2+2m -3)i ,当实数m 取什么值时:(1)复数z 是零;(2)复数z 是纯虚数.
【解】 (1)∵z 是零,∴Error!解得m =1.(2)∵z 是纯虚数,∴Error!解得m =0.
综上,当m =1时,z 是零;当m =0时,z 是纯虚数.
10.已知集合M ={1,(m 2-2m )+(m 2+m -2)i},P ={-1,1,4i},若M ∪P =P ,求实数m 的值.
【解】 因为M ∪P =P ,所以M ⊆P ,
即(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =-1或(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =4i.由(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =-1,得Error!解得m =1;
由(m 2-2m )+(m 2+m -2)i =4i ,得Error!解得m =2.
综上可知,m =1或m =2.
[能力提升]
1.已知复数z =a 2+(2a +3)i(a ∈R )的实部大于虚部,则实数a 的取值范围是( )A .-1或3B .{a |a >3或a <-1}C .{a |a >-3或a <1}
D .{a |a >3或a =-1}
【解析】 由已知可以得到a 2>2a +3,即a 2-2a -3>0,解得a >3或a <-1,因此,实数a 的取值范围是{a |a >3或a <-1}.
【答案】 B
2.若复数cos θ+isin θ和sin θ+icos θ相等,则θ值为( )A. B.或ππ4π454C .2k π+
(k ∈Z )D .k π+
(k ∈Z )π
4
π
4
【解析】 由复数相等定义得Error!∴tan θ=1,
∴θ=k π+(k ∈Z ).π
4
【答案】 D
3.若log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,则实数x 的值是________.【解析】 ∵log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,∴Error!∴Error!∴Error!∴x =-2.【答案】 -2
4.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.
【导学号:19220038】
【解】 x =x 0是方程的实根,代入方程并整理,得
(x +kx 0+2)+(2x 0+k )i =0.
20由复数相等的充要条件,得Error!解得Error!或Error!
∴方程的实根为x 0=或x 0=-,相应的k 值为k =-2或k =2.
2222。