复数代数形式的四则运算
复数的代数形式的四则运算
五、课堂小结: 1.复数加减法的运算法则: (1)运算法则:设复数z1=a+bi,z2=c+di, 那么:z1+z2=(a+c)+(b+d)i; z1-z2=(a-c)+(b-d)i. (2)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).
i
4n
4. i的指数变化规律:
1,
i
4 n 1
i ,
i
4n4n2Fra bibliotek1 ,
4n2
i
4 n 3
i
i i
4 n 1
i
i
4 n 3
0, (n N )
4.复数的除法法则
先把除式写成分式的形式,再把分子与分 母都乘以分母的共轭复数,化简后写成代数形 式(分母实数化).即
( 2 ) (2 i ) (2 3 i ) 4 i
(3 ) 5 (3 2 i )
(4) 4i (4i 4)
答案: (1) 2 + 2i
(2) 0
(3) 2 - 2i
(4) 4
练习: 1.计算 (2 3i )(2 3i )
13
2.已知 (3 i ) z 10 ,则 z _____. 3.已知 f ( x ) x 3 2 x 2 5 x 2 ,则 f (1 2i ) =_____.
z1(z2+z3)=z1z2+z1z3.
3. i的指数变化规律:
i i
4n
4 n 1
7.2复数的四则运算教案
7.2复数的四则运算教案《复数的四则运算》教案:教学目标:1. 知识与技能:掌握复数的加法运算及意义。
2. 过程与方法:理解并掌握实数进行四则运算的规律,了解复数加减法运算的几何意义。
3. 情感、态度与价值观:理解并掌握复数的有关概念。
教学重点:1. 复数的代数形式的加、减运算及其几何意义。
2. 加、减运算的几何意义。
教学难点:1. 加、减运算的几何意义。
教学过程:1. 复习准备:与学生一起复习复数的定义及其表示方法。
2. 新课导入:通过问题导入,如“两个复数的和如何计算?”、“复数的加减法与实数的加减法有什么相同和不同?”等,引出复数的四则运算。
3. 新课讲解:(1)复数的加法运算:将两个复数相加,得到一个新的复数。
加法可以看作是向量的和,可以用几何方法解释。
讲解时可以结合图形进行解释,让学生理解加法运算的几何意义。
(2)复数的减法运算:将两个复数相减,得到一个新的复数。
减法可以看作是向量的差,可以用几何方法解释。
讲解时可以结合图形进行解释,让学生理解减法运算的几何意义。
(3)复数的乘法运算:将两个复数相乘,得到一个新的复数。
乘法可以看作是向量的叉积,可以用几何方法解释。
讲解时可以结合图形进行解释,让学生理解乘法运算的几何意义。
(4)复数的除法运算:将两个复数相除,得到一个新的复数。
除法可以看作是向量的点积,可以用几何方法解释。
讲解时可以结合图形进行解释,让学生理解除法运算的几何意义。
4. 课堂练习:让学生进行一些简单的复数四则运算练习,并让他们解释运算结果的几何意义。
5. 小结:与学生一起回顾复数的四则运算及其几何意义,强调各部分内容的重要性及注意事项。
6. 作业布置:布置一些相关的练习题,让学生进一步巩固所学知识。
教学反思:在教学过程中,要注意结合图形的解释,让学生更好地理解复数的四则运算及其几何意义。
同时,要关注学生的理解情况,及时调整教学策略,确保学生掌握相关内容。
复数的有关运算
⑤. z = z
⑥. z = z ⇔ z ∈ R
数或0 数或
( z 2 ≠ 0) ⑦. z + z = 0 ⇔ Z为纯虚 为纯虚
④ . z = ( z)
n
n
四.共轭复数与模的性质及其运算 共轭复数与模的性质及其运算
① . | z1 ⋅ z2 |=| z1 | ⋅ | z2 |
| z−z1 | +| z −z2 | =2a (|z1 -z2 |=2a) (5).双曲线: z − z1 | −| z − z2 | = ±2a 双曲线: 双曲线 | (|z1 - z2 |> 2a)
(6).射线:z−z1 | −| z −z2 | =±2a 射线: 射线 |
(7).圆环 圆环: r <| z − z0 |< R 圆环 复数方程与直角坐标方程的转化
1 3 1 3 二. ω = - + i(或ω=- - i) 的性质 2 2 2 2 2 ①. 1+ ω + ω = 0
② . ω = 1 (周 T = 3) 期
3
③. ω =
1
ω
=ω
2
④ . ω n + ω n +1 + ω n + 2 = 0
一、复数的四则运算问题
1、已知复数z = 1 + i (1)设ω = z 2 + 3 z − 4,求ω; z 2 + az + b = 1 − i,求实数a,b的值 (2)如果 2 z − z +1
a + b = 1 a = −1 ⇒ ∴ a + 2 = 1 b = 2
4 2、设z + ∈ R,z − 2 |= 2,求z | z 解:设z = x + yi( x、y ∈ R,且z ≠ 0)
复数的四则运算
先把除式写成分式的形式,再把分子与分母 都乘以分母的共轭复数,化简后写成代数形式 (分母实数化).
例4.计算
1 2 i 解: (1 2i ) (3 4i ) 3 4i (1 2i)(3 4i) (3 4i )(3 4i ) 3 8 6 i 4 i 5 10 i 2 2 3 4 25 1 2 i 5 5
1.对虚数单位i 的规定
① i 2= -1; ②i 可以与实数一起进行四则运算,并且加、 乘法运算律不变.
2. 我们把形如a+b i(其中 a、b R )的数 称为 复数,
记作: z=a+bi, 其中a叫做复数 z的 虚部 实部 b叫做复数 的 . z 全体复数集记 C 为 .
、
2 3. 由于i2= (-i) = -1,知 i为-1的一个 平方根 、-1的另一个 平方根为-i
→ 练习.在复平面内,点 A 对应的复数为 2+3i,向量OB对 → 应的复数为-1+2i,则向量BA对应的复数为( A.1+5i C.-3-i B.3+i D.1+i )
→ → → 【解析】 ∵BA=OA-OB,
→ 对应的复数为(2+3i) -( -1+2i) =(2+1) +(3-2)i ∴BA =3+i.故选 B.
;
一般地,a(a>0)的平方根为 a 、 - a (a>0)的平方根为 a i
小数 实数 (b=0) 有理数 分数 正分数 零
负分数
无理数 不循环小数
4. 复数z=a+bi
(a、bR) 虚数 (b0)
特别的当 a=0 时 纯虚数
a=0是z=a+bi(a、bR)为纯虚数的 必要但不充分 条件.
第8讲 复数的四则运算 (解析版)
第8讲 复数的四则运算一、考点梳理考点1 复数的加减法、乘法运算设z 1=a +bi ,z 2=c +di (a 、b 、c 、d ∈R )是任意两个复数,复数z 1与z 2的加法运算律:z 1+z 2=(a +bi )+(c +di )=(a +c )+(b +d )i .复数z 1与z 2的减法运算律:z 1-z 2=(a +bi )-(c +di )=(a -c )+(b -d )i .复数z 1与z 2的乘法运算律:z 1·z 2= (a +bi )(c +di )=(ac -bd )+(bc +ad )i .几个常用结论(1)()i i 212=+,(2)()i i 212-=-,(3)()()22b a bi a bi a +=-+例1.(1)设i 是虚数单位,复数z 1=1+2i ,z 2=1﹣3i ,那么z 1+z 2=( )A .2﹣iB .2+iC .﹣2﹣iD .﹣2+i【分析】利用复数的加法运算即可求解.【解答】解:∵复数z 1=1+2i ,z 2=1﹣3i ,∴z 1+z 2=2﹣i ,故选:A .(2)复数(2+i )2=( )A .4﹣3iB .3﹣4iC .4+3iD .3+4i【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简即可.【解答】解:因为(2+i )2=3+4i ,故选:D .(3)设z =i 3+1(i 是虚数单位),是z 的共轭复数,则﹣z 2=( )A .3﹣iB .1+3iC .﹣1﹣iD .1﹣2i【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简,然后利用共轭复数的概念得答案.【解答】解:z =i 3+1=﹣i +1,∴=1+i,∴﹣z2=1+i﹣(1﹣i)2=1+i﹣1+2i﹣i2=1+3i,故选:B.(4)已知复数z1=2+i,z2=﹣1+2i,则z1•z2虚部为()A.﹣4B.4C.3D.3i【分析】利用复数的四则运算求出z1•z2,然后由复数的定义即可得到答案.【解答】解:因为复数z1=2+i,z2=﹣1+2i,所以z1•z2=(2+i)(﹣1+2i)=﹣2+4i﹣i+2i2=﹣2+3i﹣2=﹣4+3i,由复数的定义可知,z1•z2虚部为3.故选:C.(5)已知2+i是关于x的方程x2+ax+5=0的根,则实数a=()A.2﹣i B.﹣4C.2D.4【分析】由题意利用实系数一元二次方程虚根成对定理,韦达定理,求得实数a.【解答】解:∵已知z=2+i是关于x的方程x2+ax+5=0的根,∴2﹣i是关于x的方程x2+ax+5=0的根,∴2+i+(2﹣i)=﹣a,解得a=﹣4,故选:B.【变式训练1】.若(1+i)+(2﹣3i)=a+bi(a,b∈R,i是虚数单位),则a,b的值分别等于()A.3,﹣2B.3,2C.3,﹣3D.﹣1,4【分析】由复数的加法运算化简等式左边,然后由实部等于实部,虚部等于虚部求得a,b的值.【解答】解:由(1+i)+(2﹣3i)=3﹣2i=a+bi,得a=3,b=﹣2.故选:A.【变式训练2】.(1﹣i)(4+i)=()A.3+5i B.3﹣5i C.5+3i D.5﹣3i【分析】根据复数代数形式的运算法则,计算即可.【解答】解:(1﹣i)(4+i)=1×4+1×i﹣i×4﹣i2=5﹣3i.故选:D.【变式训练3】.若Z=1+i,则|Z2﹣Z|=()A.0B.1C.D.2【分析】由Z=1+i,得到Z2﹣Z=(1+i)2﹣(1+i)=﹣1+i,再求出|Z2﹣Z|.【解答】解:∵Z=1+i,∴Z2﹣Z=(1+i)2﹣(1+i)=1+2i+i2﹣1﹣i=i2+i=﹣1+i,∴|Z2﹣Z|==.故选:C.【变式训练4】.若复数z=m(m﹣1)+(m﹣1)i是纯虚数,实数m=()A.1B.0C.0或1D.1或﹣1【分析】利用纯虚数的定义即可得出.【解答】解:∵复数z=m(m﹣1)+(m﹣1)i是纯虚数,∴m(m﹣1)=0,m﹣1≠0,∴m=0,故选:B.【变式训练5】.若2﹣i是关于x的实系数方程x2+ax+b=0的一根,则a+b=()A.1B.﹣1C.9D.﹣9【分析】题目给出的是实系数一元二次方程,2﹣i是该方程的一个虚根,则方程的另一个根为2+i,则根据韦达定理即可求出.【解答】解:因为2﹣i是关于x的实系数方程x2+ax+b=0的一根,根据实系数方程虚根成对原理知,方程x 2+ax +b =0的另一根为2+i ,根据韦达定理得2﹣i +2+i =﹣a ,(2+i )(2﹣i )=b ,∴a =﹣4,b =5,∴a +b =1,故选:A .考点2 复数的除法运算复数z 1与z 2的除法运算律:z 1÷z 2 =(a +bi )÷(c +di )=i dc ad bc d c bd ac 2222+-+++(分母实数化) 几个常用结论(1)i i -=1, (2) i ii =-+11 , (3) i i i -=+-11 例2.(1)复数=( )A .﹣2﹣9iB .C .﹣D . 【分析】利用复数除法的运算法则,分子分母同乘以分母的共轭复数,即可求出所求.【解答】解:=, 故选:C .(2)复数(i 为虚数单位)的共轭复数是( ) A .i B .﹣i C .1+iD .1﹣i 【分析】利用复数的运算法则求出复数=i ,由此能求出复数(i 为虚数单位)的共轭复数. 【解答】解:复数====i ,∴复数(i 为虚数单位)的共轭复数为﹣i . 故选:B .(3)设z =+i ,则|z |=( ) A . B . C . D .2【分析】先求z ,再利用求模的公式求出|z |.【解答】解:z=+i=+i=.故|z|==.故选:B.(4)=()A.B.C.D.【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.【解答】解:=.故选:D.【变式训练1】.=()A.1+2i B.1﹣2i C.2+i D.2﹣i【分析】分子和分母同时乘以分母的共轭复数,再利用虚数单位i的幂运算性质,求出结果.【解答】解:===2﹣i,故选:D.【变式训练2】.已知z=,则=()A.﹣1+2i B.﹣1﹣2i C.﹣1+3i D.﹣1﹣3i【分析】先根据复数除法的运算法则进行化简,然后根据复数的共轭复数的定义进行求解即可.【解答】解:z==,所以=﹣1﹣3i,故选:D.【变式训练3】.设i是虚数单位,则复数i3﹣=()A.﹣i B.﹣3i C.i D.3i【分析】通分得出,利用i的性质运算即可.【解答】解:∵i是虚数单位,则复数i3﹣,∴===i,故选:C.【变式训练4】.复数()2=()A.﹣3﹣4i B.﹣3+4i C.3﹣4i D.3+4i【分析】首先进行复数的除法运算,分子和分母同乘以分母的共轭复数,把复数整理成整式形式,再进行复数的乘方运算,合并同类项,得到结果.【解答】解:()2=[]2=(1﹣2i)2=﹣3﹣4i.故选:A.考点3 解方程例3.(1)已知=1+i(i为虚数单位),则复数z=()A.1+i B.1﹣i C.﹣1+i D.﹣1﹣i【分析】由条件利用两个复数代数形式的乘除法法则,求得z的值.【解答】解:∵已知=1+i(i为虚数单位),∴z===﹣1﹣i,故选:D.(2)已知,则复数z=()A.1﹣3i B.﹣1﹣3i C.﹣1+3i D.1+3i【分析】利用复数的运算法则、共轭复数的定义即可得出.【解答】解:,∴=(1+i)(2+i)=1+3i.则复数z=1﹣3i.故选:A.(3)若复数z满足2z+=3﹣2i,其中i为虚数单位,则z=()A.1+2i B.1﹣2i C.﹣1+2i D.﹣1﹣2i【分析】设出复数z,通过复数方程求解即可.【解答】解:复数z满足2z+=3﹣2i,设z=a+bi,可得:2a+2bi+a﹣bi=3﹣2i.解得a=1,b=﹣2.z=1﹣2i.故选:B.(4)已知=b+i(a,b∈R),其中i为虚数单位,则a+b=()A.﹣1B.1C.2D.3【分析】先化简复数,再利用复数相等,解出a、b,可得结果.【解答】解:由得a+2i=bi﹣1,所以由复数相等的意义知a=﹣1,b=2,所以a+b=1另解:由得﹣ai+2=b+i(a,b∈R),则﹣a=1,b=2,a+b=1.故选:B.(5)若i(x+yi)=3+4i,x,y∈R,则复数x+yi的模是()A.2B.3C.4D.5【分析】利用复数的运算法则把i(x+yi)可化为3+4i,利用复数相等即可得出x=4,y=﹣3.再利用模的计算公式可得|x+yi|=|4﹣3i|==5.【解答】解:∵i(x+yi)=xi﹣y=3+4i,x,y∈R,∴x=4,﹣y=3,即x=4,y=﹣3.∴|x+yi|=|4﹣3i|==5.故选:D.【变式训练1】.若z(1+i)=2i,则z=()A.﹣1﹣i B.﹣1+i C.1﹣i D.1+i【分析】利用复数的运算法则求解即可.【解答】解:由z(1+i)=2i,得z==1+i.故选:D.【变式训练2】.若复数z满足=i,其中i为虚数单位,则z=()A.1﹣i B.1+i C.﹣1﹣i D.﹣1+i【分析】直接利用复数的乘除运算法则化简求解即可.【解答】解:=i,则=i(1﹣i)=1+i,可得z=1﹣i.故选:A.【变式训练3】.若复数z满足3z+=1+i,其中i是虚数单位,则z=.【分析】设z=a+bi,则=a﹣bi(a,b∈R),利用复数的运算法则、复数相等即可得出.【解答】解:设z=a+bi,则=a﹣bi(a,b∈R),又3z+=1+i,∴3(a+bi)+(a﹣bi)=1+i,化为4a+2bi=1+i,∴4a=1,2b=1,解得a=,b=.∴z=.故答案为:.【变式训练4】.已知a,b∈R,i是虚数单位.若(a+i)(1+i)=bi,则a+bi=1+2i.【分析】利用复数的乘法展开等式的左边,通过复数的相等,求出a,b的值即可得到结果.【解答】解:因为(a+i)(1+i)=bi,所以a﹣1+(a+1)i=bi,所以,解得a=1,b=2,所以a+bi=1+2i.故答案为:1+2i.【变式训练5】.若复数z满足(3﹣4i)z=|4+3i|,则z的虚部为()A.﹣4B.C.4D.【分析】由题意可得z==,再利用两个复数代数形式的乘除法法则化简为+i,由此可得z 的虚部.【解答】解:∵复数z满足(3﹣4i)z=|4+3i|,∴z====+i,故z的虚部等于,故选:D.二、课堂检测1.下列各式的运算结果为纯虚数的是()A.i(1+i)2B.i2(1﹣i)C.(1+i)2D.i(1+i)【分析】利用复数的运算法则、纯虚数的定义即可判断出结论.【解答】解:A.i(1+i)2=i•2i=﹣2,是实数.B.i2(1﹣i)=﹣1+i,不是纯虚数.C.(1+i)2=2i为纯虚数.D.i(1+i)=i﹣1不是纯虚数.故选:C.2.设(1+i)x=1+yi,其中x,y是实数,则|x+yi|=()A.1B.C.D.2【分析】根据复数相等求出x,y的值,结合复数的模长公式进行计算即可.【解答】解:∵(1+i)x=1+yi,∴x+xi=1+yi,即,解得,即|x+yi|=|1+i|=,故选:B.3.若z=4+3i,则=()A.1B.﹣1C.+i D.﹣i【分析】利用复数的除法以及复数的模化简求解即可.【解答】解:z=4+3i,则===﹣i.故选:D.4.=()A.i B.C.D.【分析】利用复数的除法的运算法则化简求解即可.【解答】解:==+.故选:D.5.若z=1+2i,则=()A.1B.﹣1C.i D.﹣i【分析】利用复数的乘法运算法则,化简求解即可.【解答】解:z=1+2i,则===i.故选:C.6.(多选)设复数z满足=i,则下列说法错误的是()A.z为纯虚数B.z的虚部为﹣iC.在复平面内,z对应的点位于第二象限D.|z|=【分析】利用复数的运算法则化简z,再利用有关知识即可判断出正误.【解答】解:复数z满足=i,∴z===﹣﹣i,则z不是纯虚数,虚部为﹣,在复平面内,z对应的点位于第三象限,|z|==.故说法错误的是ABC.故选:ABC.7.(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=z3,则|z1z2|=|z1z3|D.若z1z2=|z1|2,则z1=z2【分析】利用复数的模的有关性质和运算,结合共轭复数的概念对各个选项逐一分析判断即可.【解答】解:由复数的形式可知,选项A错误;当z1z2=z1z3时,有z1z2﹣z1z3=z1(z2﹣z3)=0,又z1≠0,所以z2=z3,故选项B正确;当=z3时,则,所以=,故选项C正确;当z1z2=|z1|2时,则,可得,所以,故选项D错误.故选:BC.8.计算:(2+7i)﹣|﹣3+4i|+|5﹣12i|+3﹣8i=13﹣i.【分析】根据复数的基本运算法则和复数模长的定义进行化简即可.【解答】解:原式=2+7i﹣5+13+3﹣8i=13﹣i,故答案为:13﹣i.9.已知复数z满足1+2zi=i,其中i是虚数单位,则|z|=.【分析】先化简复数z,再直接求模即可.【解答】解:依题意,,故.故答案为:.10.设复数z满足=|1﹣i|+i(i为虚数单位),则复数z=﹣i.【分析】利用复数模的计算公式、共轭复数的定义即可得出结论.【解答】解:复数z满足=|1﹣i|+i=+i=+i,则复数z=﹣i,故答案为:﹣i.11.已知复数在z1=a+i,z2=1﹣i,a∈R.(Ⅰ)当a=1时,求z1•的值:(Ⅱ)若z1﹣z2是纯虚数,求a的值;(Ⅲ)若在复平面上对应的点在第二象限,求a的取值范围.【分析】(Ⅰ)把a=1代入,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案;(Ⅱ)利用复数代数形式的减法运算化简,再由实部为0求解;(Ⅲ)利用复数代数形式的乘除运算化简,再由实部小于0且虚部大于0求解.【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,z1•=(1+i)(1+i)=1+i+i﹣1=2i;(Ⅱ)由z1﹣z2=(a+i)﹣(1﹣i)=a﹣1+2i是纯虚数,得a﹣1=0,即a=1;(Ⅲ)由=在复平面上对应的点在第二象限,得,即﹣1<a<1.12.已知:复数z=(1+i)2+,其中i为虚数单位.(1)求z及|z|;(2)若z2+a,求实数a,b的值.【分析】(1)利用复数代数形式的乘除运算化简z,再由复数模的计算公式求解;(2)把z代入z2+a,整理后利用复数相等的条件列式求解.【解答】解:(1)∵,∴;(2)由z2+a,得:(﹣1+3i)2+a(﹣1﹣3i)+b=2+3i,即(﹣8﹣a+b)+(﹣6﹣3a)i=2+3i,∴,解得.。
人教课标版高中数学选修1-2:《复数代数形式的四则运算》教案-新版
3.2 复数代数形式的四则运算一、教学目标 1.核心素养通过学习复数代数形式的四则运算,初步形成基本的数学抽象和数学运算能力. 2.学习目标(1)掌握复数代数形式的加法、减法运算法则,能进行复数代数形式加法、减法运算,理解并掌握复数加法与减法的几何意义.(2)理解并掌握复数的代数形式的乘法与除法运算法则,熟练进行复数的乘法和除法的运算.理解复数乘法的交换律、结合律、分配律;了解共轭复数的定义及性质.(3)培养学生参透转化、数形结合的数学思想方法,提高学生分析问题、解决问题以及运算的能力. 3.学习重点复数代数形式四则运算法则. 4.学习难点复数加减法运算的几何意义,对复数除法法则的运用. 二.教学设计 (一)课前设计 1.预习任务任务1 预习教材P 56---P 60,完成P 58和P 60相应练习题 任务2 掌握复数加、减、乘、除四则运算法则 任务3 利用复平面理解复数加减法的几何意义 2.预习自测1.设z 1=2+bi ,z 2=a +i ,当z 1+z 2=0时,复数a +bi 为( ) A.1+i B.2+i C.3 D.-2-i 答案:D解析:∵z 1+z 2=(2+bi )+(a +i )=(2+a )+(b +1)i =0, ∴⎩⎨⎧ 2+a =0b +1=0,∴⎩⎨⎧a =-2b =-1,∴a +bi =-2-i .2.已知z 1=2+i ,z 2=1-2i ,则复数z =z 2-z 1对应的点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 答案:C解析:z =z 2-z 1=(1-2i )-(2+i )=-1-3i .故z 对应的点为(-1,-3),在第三象限. 3.若复数z 满足z +(3-4i )=1,则z 的虚部是( ) A.-2 B.4 C.3 D.-4 答案:B解析:z =1-(3-4i )=-2+4i ,所以z 的虚部是4. (二)课堂设计 1.知识回顾1. 复数通常用小写字母z 表示,即z =a +b i(a,b ∈R ),这一表示形式叫做复数的代数形式,其中a 叫做复数z 的实部,b 叫做复数z 的虚部.2. 两个复数相等,即实部和虚部分别相等即a +b i =c +di ⇔a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R )3. 复数z =a +bi (a,b ∈R )的模为22z a b =+2.问题探究问题探究一:复数的加减法●活动一 怎样计算复数的加法与减法?设12i,i(,,,)z a b z c d a b c d R =+=+∈,是任意两个复数,那么(1)复数1z 与2z 的和的定义:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d +=+++=+++ (2)复数1z 与2z 的差的定义:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d -=+-+=-+-. ●活动二 从复数的加法和减法法则我们可以得到一个怎样的结论?事实上,两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减). ●活动三 复数的和与差还是一个复数吗? 显然,复数的和与差仍然是一个唯一确定的复数.●活动四 我们以前学过的运算律还能在复数中使用吗? 对任意123,,z z z C ∈.(1)交换律:1221z z z z +=+;(2)结合律:123123()()z z z z z z ++=++.●活动五 复数代数形式的加减运算的几何意义是什么?(1)复平面内的点(,)Z a b OZ ←−−−→uu u r 一一对应平面向量(2)复数i z a b OZ =+←−−−→uu u r一一对应平面向量 (3)复数的加减法的几何意义复数的加、减法的几何意义,即为向量的合成与分解:平行四边形法则,可简化成三角形法则,如图,OZ uu u r 表示复数12z z +所对应的向量,12Z Z uuuu r 表示复数12z z -所对应的向量,即OZuu u r表示复数()()i a c b d +++所对应的向量,12Z Z uuuu r表示复数()()i a c b d -+-所对应的向量注: 两个复数的差12z z -表示与连接两个终点12,z z 且指向被减数的向量对应. 问题探究二:复数的乘除法●活动一 复数的乘法怎么算?复数的乘法是否有似曾相识的感觉?设1z =a +b i ,2z =c +d i (a,b,c,d ∈R )是任意两个复数,则1z ·2z =(a +b i )(c +d i )=_________________.从上面可以看出,两个复数相乘,类似两个多项式相乘,在所得的结果中把实部与虚部分别合并.两个复数的积仍然是一个复数. ●活动二 复数的乘法是否也满足运算律呢? 对任意123,,z z z C ∈. (1)交换律:2121z z z z ⋅=⋅(2)结合律:123123()()z z z z z z ⋅⋅=⋅⋅ (3)分配律:1231213()z z z z z z z ⋅+=⋅+⋅1z●活动三 复数的除法又该如何计算呢?设1z =a +b i , 2z =c +d i (a,b,c,d ∈R ,且c +d i≠0),122222i i(i 0)i z a b ac bd bc ad c d z c d c d c d+++==++≠+++ 几个运算性质:①i 的幂的周期性:i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i(n ∈N ). ②(1±i)2=±2i ,1i i 1i +=-,1i i 1i -=-+,1i i=-. ③设13i 22ω=-+,则ω2=ω,ω3=1,1+ω+ω2=0.●活动四 什么叫做共轭复数?一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数. 通常记复数i(,)z a b a b R =+∈的共轭复数为i(,)z a b a b R =-∈.共轭复数有如下性质:①z R z z ∈⇔=;②22z z z z ⋅==;③2z z a +=,2i z z b -=;④1212z z z z +=+,1212z z z z -=-;⑤1212z z z z ⋅=⋅,1122z zz z ⎛⎫= ⎪⎝⎭(z 2≠0).例 1 计算下列各题: (1)3(2-3i)(2i)12+-++; (2)i 1i 1()()i 2332----+;(3)(5-6i)+(-2-2i)-(3+3i).(4)已知复数z 满足z +1+2i =10-3i ,求z . 【知识点:复数的四则运算】详解:33=(22)(3)i 11i 22-+-++=-(1)原式 111111=()(1)i i 322366-++--+=+(2)原式.(3)原式=(5-2-3)+[-6+(-2)-3]i =-11i. (4)z +1+2i =10-3i ,∴z =(10-3i)-(2i +1)=9-5i.点拔:复数的加减法运算就是把复数的实部与实部,虚部与虚部分别相加减.例2 设及分别与复数z 1=5+3i 及复数z 2=4+i 对应,试计算z 1+z 2,并在复平面内作出复数z 1+z 2所对应的向量.【知识点:复数的四则运算,复数加减法的几何意义】 【思路探究】利用加法法则求z 1+z 2详解:∵z 1=5+3i ,z 2=4+i ,∴z 1+z 2=(5+3i)+(4+i)=9+4i ∵15,3OZ =uuu r (),24,1OZ =uuu r (),由复数的几何意义可知,12OZ OZ +uuu r uuu r 与复数z 1+z 2对应, ∴12OZ OZ +uuu r uuu r =(5,3)+(4,1)=(9,4).作出向量12OZ OZ OZ +=uuu r uuu r uu u r如图所示.点拔:1.根据复数加减运算的几何意义可以把复数的加减运算转化为向量的坐标运算.2.利用向量进行复数的加减运算时,同样满足平行四边形法则和三角形法则.3.复数加减运算的几何意义为应用数形结合思想解决复数问题提供了可能.变式:在题设不变的情况下,计算z 1-z 2,并在复平面内作出复数z 1-z 2所对应的向量. 解:z 1-z 2=(5+3i)-(4+i)=(5-4)+(3-1)i =1+2i.复数z 1-z 2所对应的向量为21Z Z uuuu r.例3 (1)设z 1,z 2∈C ,已知|z 1|=|z 2|=1,|z 1+z 2|=2,求|z 1-z 2|. (2)已知|z +1-i|=1,求|z -3+4i|的最大值和最小值.【知识点:复数的模,复数的模的几何意义,复数加减法的几何意义;数学思想:数形结合】(1)设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ).由题意,知a 2+b 2=1,c 2+d 2=1.(a +c )2+(b +d )2=2,∴2ac +2bd =0. ∴|z 1-z 2|2=(a -c )2+(b -d )2=a 2+c 2+b 2+d 2-2ac -2bd =2.∴|z1-z2|=2.(2)【思路探究】利用复数加减法的几何意义,以及数形结合的思想解题.解法一:设w=z-3+4i,∴z=w+3-4i,∴z+1-i=w+4-5i.又|z+1-i|=1,∴|w+4-5i|=1.可知w对应的点的轨迹是以(-4,5)为圆心,1为半径的圆.如图(1)所示,∴|w|max=41+1,|w|min=41-1.(1)(2)解法二:由条件知复数z对应的点的轨迹是以(-1,1)为圆心,1为半径的圆,而|z-3+4i|=|z-(3-4i)|表示复数z对应的点到点(3,-4)的距离,在圆上与(3,-4)距离最大的点为A,距离最小的点为B,如图(2)所示,所以|z-3+4i|max=41+1,|z-3+4i|min=41-1.点拔:|z1-z2|表示复平面内z1,z2对应的两点间的距离.利用此性质,可把复数模的问题转化为复平面内两点间的距离问题,从而进行数形结合,把复数问题转化为几何图形问题求解.例4 (1)计算61i23i 1i32i ++⎛⎫+⎪--⎝⎭.(2)计算:2013 23i21i123i⎛⎫-++ ⎪⎪-+⎝⎭;(3)若复数1i1iz+=-,求1+z+z2+…+z2 013的值.【知识点:复数的四则运算】(1)分析:先计算1i1i+-再乘方,且将23i32i+-的分母实数化后再合并.详解:626(1i)23i32i62i3i6 =i1i 255⎡⎤+++++-+=+=-+⎢⎥⎣⎦()()原式又解:626(1i)23i i23i i =i1i 232i i23i⎡⎤++++=+=-+⎢⎥-+⎣⎦()()原式().(2)【思路探究】将式子进行适当的化简、变形,使之出现i n 的形式,然后再根据i n 的值的特点计算求解.详解:10062i(123i)22(2)=1i 1i 123i ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+⎢⎥+⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--+⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦原式 100622(1i)=i 2i 2+⎛⎫+⋅⎪-⎝⎭10062(1i)=i i 2++⋅222=i 22--+(3)201422013111z z z zz-++++=-L , 而21i (1i)2i =i 1i (1i)(1i)2z ++===--+,所以201422201311i 11i 11iz z z zz --++++===+--L 点拔:1.要熟记i n 的取值的周期性,要注意根据式子的特点创造条件使之与i n 联系起来以便计算求值.2.如果涉及数列求和问题,应先利用数列方法求和后再求解.例5 已知z ∈C ,z 为z 的共轭复数,若3i 13i z z z ⋅-⋅=+,求z .【知识点:复数的四则运算,共轭复数】详解:设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z =a -b i(a ,b ∈R ),由题意得(a +b i)(a -b i)-3i(a -b i)=1+3i ,即a 2+b 2-3b -3a i =1+3i ,则有⎩⎨⎧ a 2+b 2-3b =1-3a =3,解得⎩⎨⎧ a =-1b =0或⎩⎨⎧a =-1b =3,所以z =-1或z =-1+3i.点拔:1.22z z z z ⋅==是共轭复数的常用性质.2.实数的共轭复数是它本身,即z ∈R ⇔ z =z ,利用此性质可以证明一个复数是实数.3.若z ≠0且z +z =0,则z 为纯虚数,利用此性质可证明一个复数是纯虚数. 3.课堂总结 【知识梳理】1.两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减),即(a +b i)±(c +d i)=(a ±c )+(b ±d )i.2.复数加减法的几何意义3.复数代数形式的乘法类似于多项式乘以多项式,满足交换律、结合律以及乘法对加法的分配律.4.复数代数形式的除法运算时,通常先将除法写成分式的形式,再把分子、分母都乘以分母的共轭复数,化简后可得,类似于以前学习的分母有理化. 【重难点突破】(1)复数的加减法,可模仿多项式的加减法法则计算,实质上是合并同类项,不必死记公式.(2)复数加法的几何意义:如果复数12z z ,分别对应于向量12OP OP uuu r uuu r、,那么,以12OP OP 、为两边作平行四边形,对角线OS 表示的向量OS uu r就是12z z +的和所对应的向量.复数减法的几何意义:两个复数的差12z z -与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应. (3)复数的乘法,也可按照多项式的乘法法法则计算,实质上也是合并同类项,同样不必死记公式.(4)两个复数相除较简便的方法是把它们的商写成分式的形式,然后把分子与分母都乘以分母的共轭复数,再把结果化简 .(5)复数除法的核心是分母实数化,类似分母有理化. 4.随堂检测 1.21i=+( ) A.22 B.2 C.2 D.1 答案:C解析:【知识点:复数的四则运算,复数的模】 原式211i==+ 2.复数i(2-i)等于( ) A.1+2i B.1-2i C.-1+2i D.-1-2i答案:A解析:【知识点:复数的四则运算】 i(2-i)=2i -i 2=1+2i.3.已知(1-i)2z =1+i(i 为虚数单位),则复数z 等于( ) A.1+i B.1-i C.-1+i D.-1-i 答案:D解析:【知识点:复数的四则运算】由(1-i)2z =1+i ,知z =(1-i)21+i =-2i 1+i =-1-i ,故选D.(三)课后作业 ★基础型 自主突破 1.()212i1i +-等于( )A.11i 2--B.11i 2-+C.11i 2+D.11i 2-答案:B解析:【知识点:复数的四则运算】 原式12i i12i 2+==-+- 2. i 为虚数单位,i 607的共轭复数为( ) A.i B.-i C.1 D.-1 答案:A解析:【知识点:共轭复数相关概念,i 的周期性】 方法一:i 607=i 4×151+3=i 3=-i ,其共轭复数为i.故选A.方法二:i607=i 608i =i 4×152i =1i =-i ,其共轭复数为i.故选A.3.已知i 是虚数单位,则(2+i)(3+i)等于( ) A.5-5i B.7-5i C.5+5i D.7+5i 答案:C解析:【知识点:复数的四则运算】4.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 答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,复数的几何意义】 5.复数z 满足(i)i 2i z -=+,则z =( ) A.1i -- B.1i - C.13i -+ D.12i - 答案:B解析:【知识点:复数的四则运算】2iz i i+-=,∴1z i =- 6.复数z =-3+i2+i 的共轭复数是( ) A.2+i B.2-i C.-1+iC.-1-i答案:D解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数的定义】(3)(2)15i i z i -++==-+,1z i =-- 7.若复数z 满足z (2-i )=11+7i (i 为虚数单位),则z 为( )A.3+5iB.3-5iC.-3+5iD.-3-5i答案:A解析:【知识点:复数的四则运算】117(117)(2)3525i i i z i i +++===+- 8. (1+i 1-i )6+2+3i 3-2i=________. 答案:1i -+解析:【知识点:复数的四则运算】 原式6(23i)(32i)5i i 11i 325++=+=-+=-++ ★★能力型 师生共研1.已知复数z 满足z (1+i )=1+ai (其中i 是虚数单位,a ∈R ),则复数z 在复平面内对应的点不可能位于( )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:【知识点:复数的四则运算】由条件可知:z =1+a i 1+i =(1+a i)(1-i)(1+i)(1-i)=a +12+a -12i ;当a +12<0,且a -12>0时,a ∈∅,所以z 对应的点不可能在第二象限,故选B.2.若12+i 是关于x 的实系数方程20x bx c ++=的一个复数根,则( )A.2,3b c ==B.2,1b c ==-C.2,1b c =-=-D.2,3b c =-=答案:D解析:【知识点:复数的四则运算,复数的相等】 把12i +代入方程20x bx c ++=,利用复数的相等即可3.设,a b R ∈,i 是虚数单位,则“0ab =”是“复数ba i +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答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】4.设z 是复数,则下列命题中的假命题是( )A.若2z ≥0,则z 是实数B.若2z <0,则z 是虚数C.若z 是虚数,则2z ≥0D.若z 是纯虚数,则2z <0答案:C解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】5.一个实数与一个虚数的差( )A.不可能是纯虚数B.可能是实数C.不可能是实数D.无法确定是实数还是虚数答案:C解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】6.设复数1z =1-i ,2z =a +2i ,若12z z 的虚部是实部的2倍,则实数a 的值为______.答案:6解析:【知识点:复数的概念,复数的四则运算】∵a ∈R ,1z =1-i ,2z =a +2i , ∴12z z =a +2i 1-i =(a +2i)(1+i)(1-i)(1+i)=a -2+(a +2)i 2=a -22+a +22i ,依题意a +22=2×a -22,解得a =6.7.若a1-i =1-b i ,其中a ,b 都是实数,i 是虚数单位,则|a +b i|=________. 答案:5解析:【知识点:复数的模,复数的四则运算】∵a ,b ∈R ,且a1-i =1-b i ,则a =(1-b i)(1-i)=(1-b )-(1+b )i ,∴⎩⎨⎧ a =1-b ,0=1+b.∴⎩⎨⎧ a =2,b =-1.∴|a +bi |=|2-i |=222(1)+-= 5.8.计算:(1-2i)+(-2+3i)+(3-4i)+(-4+5i)+…+(-2002+2003i)+(2003-2004i).答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算】解法一:原式=(1-2+3-4+…-2002+2003)+(-2+3-4+5+…+2003-2004i)=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i.解法二:∵(1-2i)+(-2+3i)=-1+i ,(3-4i)+(-4+5i)=-1+i ,……(2001-2002i)+(-2002+2003)i=-1+i.相加得(共有1001个式子):原式=1001(-1+i)+(2003-2004i)=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i★★★探究型 多维突破A.直角三角形B.等腰三角形C.锐角三角形D.钝角三角形答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,复数的加减法的几何意义】2.已知1122,,,x y x y R ∈,定义运算“⊙”为1z ⊙2z =2121y y x x +,设非零复数21,ωω在复平面内对应的点分别为21,P P ,点O 为坐标原点,若1ω⊙2ω=0,则在21OP P ∆中,21OP P ∠的大小为________.答案:90o解析:【知识点:复数的四则运算】设 111a b i ω=+,222a b i ω=+ (12,0a a ≠)故得点),(111b a P ,),(222b a P ,且2121b b a a +=0,即12211-=⋅a b a b . 从而有1212121OP OP b b k k a a ==-g g ,故21OP OP ⊥. 3.复数z 1,z 2满足z 1=m +(4-m 2)i ,z 2=2cos θ+(λ+3sin θ)i (m ,λ,θ∈R ),且z 1=z 2,则λ的取值范围是_____________.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤-916,7 解析:【知识点:复数的四则运算,三角函数的值域】由复数相等的充要条件可得⎩⎨⎧m =2cos θ,4-m 2=λ+3sin θ,化简得4-4cos 2θ=λ+3sin θ,由此可得λ=-4cos 2θ-3sin θ+4=-4(1-sin 2θ)-3sin θ+4=4sin 2θ-3sin θ=4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ-382-916, 因为sin θ∈[-1,1],所以λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-916,7. 4.已知复数z =x +yi ,且|z -2|=3,则 y x 的最大值为________. 答案: 3解析:【知识点:复数的加减法的几何意义,复数的模,直线的斜率的应用】∴(x -2)2+y 2=3.由图可知⎝ ⎛⎭⎪⎫y x max =31= 3. 5.已知复平面上正方形的三个顶点是A (1,2)、B (-2,1)、C (-1,-2),求它的第四个顶点D 对应的复数.答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的加减法的几何意义】设D (x,y ),则OA OD AD -=对应的复数为(x +y i)-(1+2i)=(x -1)+(y -2)iOB OC BC -=对应的复数为:(-1-2i)-(-2+i)=1-3i∵BC AD = ∴(x -1)+(y -2)i=1-3i∴⎩⎨⎧-=-=-3211y x ,解得⎩⎨⎧-==12y x ∴D 点对应的复数为2-i.6.已知复数z 满足: 13i ,z z =+-求22(1i)(34i)2z ++的值.答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的模,复数的概念】设i(,)z a b a b =+∈R ,而13i ,z z =+-即2213i i 0a b a b +--++=,则224,10,43i.3,30a a b a z b b ⎧=-⎧⎪++-=⇒=-+⎨⎨=-=⎩⎪⎩22(1i)(34i)2i(724i)247i34i22(43i)43i z ++-++===+-+-.(四)自助餐1.若12,z z ∈C ,1212z z z z --+是( )A.纯虚数B.实数D.不能确定答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的概念】121212i,i(,,,),(i)(i)(i)(i)--=+=+∈+=+-+-+z a b z c d a b c d z z z z a b c d a b c d R 22ac bd =+∈R .2.为正实数,i 为虚数单位,i 2i a +=,则a =( ) A.2 B.3 C.2D.1答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,复数的模】2i |1i |12,i +=-=+=a a aa >0,故3a =. 3.36(13i)2i (1i)12i -+-++++的值是( ) A.0B.1C.iD .2i答案:D解析:【知识点:复数的四则运算】33336(13i)2i 13i (2i)(12i)-1+3i 15i ()()()+(1i)12i 2i 52i 5-+-+-+-+-+=+=++=i+i =2i .4 若复数z 满足3(1)i 1z z -+=,则2z z +的值等于( )A .1D .13i 22-+答案:C解析:【知识点:复数的四则运算】13i133i 3i 10,i ,2213i z z z ω+---===-+=-221z z ωω+=+=-.5.已知33i (23i)z -=⋅-,那么复数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:A解析:【知识点:复数的四则运算,复数的几何意义】33132223iz i i -==+-6.已知复数z =1+i ,z -为z 的共轭复数,则z z --z -1=( )A.-2iB.-iC.iD.2i答案:B解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】解:B 依题意得z z --z -1=(1+i)(1-i)-(1+i)-1=-i.7.设456121z i i i i =++++L ,456121z i i i i =⋅⋅⋅L 则12,z z 的关系是()A .12z z =B .12z z =-C .121z z =+D .无法确定答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,等比数列的前n 项和,等比数列的前n 项和】491(1)1111i i i z i i--===--,456127221z i i ++++===L 故选A. 8.已知2()i i (i 1,n n f n n -=-=-∈N ),集合{}()f n 的元素个数是( ) A.2B.3C.4D.无数个答案:C解析:【知识点:复数的四则运算】00-12-23-31(0)i -i 0,(1)i-i =i-=2i,(2)i -i 0,(3)i -i =-2i.i f f f f ======9.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答案:C解析:【知识点:复数的加减法的几何意义】A 点坐标为(6,5),B 点坐标为(-2,3),则中点C 的坐标为(2,4),∴C 点对应的复数为2+4i.10.设i 是虚数单位,z 表示复数z 的共轭复数.若z =1+i ,则z i +i ·z 等于( )A.-2B.-2iC.2D.2i解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的模】∵z =1+i ,∴z =1-i ,z i =1+i i =-i 2+i i =1-i ,∴ z i +i ·z =1-i +i (1-i )=(1-i )(1+i )=2.故选C.11.若复数z 满足(3-4i )z =|4+3i |,则z 的虚部为( )A.-4B.-45C.4D.45答案:D解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的模】设z =a +b i ,故(3-4i)(a +b i)=3a +3b i -4a i +4b =|4+3i|,所以⎩⎨⎧ 3b -4a =0,3a +4b =5,解得b =45. 故选D12.若复数z 满足z1-i =i ,其中i 为虚数单位,则z 等于( )A.1-iB.1+iC.-1-iD.-1+i答案:A解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】∵z 1-i =i ,∴z =i (1-i )=i -i 2=1+i ,∴z =1-i .故选A.13.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.AB.BC.CD.D解析:【知识点:复数的概念,复平面,共轭复数】表示复数z 的点A 与表示z 的共轭复数的点关于x 轴对称,∴B 点表示z .选B.14.设z =(2-i )2(i 为虚数单位),则复数z 的模为 .答案:5解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数,复数的模】15. i 为虚数单位,设复数1z ,2z 在复平面内对应的点关于原点对称,若1z =2-3i,则2z = . 答案:2z = -2+3i解析:【知识点:复数的几何意义】由于z 1对应的点的坐标为(2,-3),所以z 2对应的点的坐标为(-2,3), 2z = -2+3i .16.(1) i 是虚数单位,若复数(1-2i)(a +i)是纯虚数,则实数a 的值为________.(2)已知复数z =(5+2i )2(i 为虚数单位),则z 的实部为________.答案:-2;21解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念】(1)(1-2i )(a +i )=a +2+(1-2a )i ,由已知,得a +2=0,1-2a ≠0,∴a =-2(2)因为z =(5+2i )2=25+20i +(2i )2=25+20i -4=21+20i ,所以z 的实部为21. 17.⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 016=________. 答案:1解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 1 008=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+2i +i 21-2i +i 2 1 008=1. 18.-23+i 1+23i +⎝ ⎛⎭⎪⎫21-i 2 016=________. 答案:1i +解析:【知识点:复数的四则运算,共轭复数】原式=i(1+23i)1+23i +⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫21-i 2 1 008=i +⎝ ⎛⎭⎪⎫2-2i 1 008=i +i 1 008=i +i 4×252=1+i . 19.已知f (x )=⎩⎨⎧ 1+x ,x ∈R ,(1+i)x ,x ∉R ,则f [f (1-i )]=________. 答案:3∵f (1-i )=(1+i )(1-i )=2,∴f [f (1-i )]=f (2)=1+2=3.20.已知复数z 满足|z |=5,且(3+ 4i )z 是纯虚数,求z .答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念,复数的相等,复数的模】设z =x +y i (x, y ∈R ),∵ |z |=5,∴ x 2+y 2=25.又(3+4i)z =(3+4i)(x +y i)=(3x -4y )+(4x +3y )i 是纯虚数,∴340,430,x y x y -=⎧⎨+≠⎩联立三个关系式解得4,3,x y =⎧⎨=⎩或4,3.=-⎧⎨=-⎩x y∴ z =4+3i 或z =-4-3i21.设1zz +是纯虚数,求复数z 对应的点的轨迹方程.答案:见解析解析:【知识点:复数的四则运算,复数的概念,复数的相等,共轭复数,复数的模】 ∵1z z + 是纯虚数,∴011z z z z ⎛⎫+= ⎪++⎝⎭,即20(z 1)(z 1)zz z z ++=++, 设(x,y R)z x yi =+∈,则222()20x y x ++=∴ 2211(y 0)24x y ⎛⎫++=≠ ⎪⎝⎭.它为复数z 对应点的轨迹方程. 22.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. 答案:见解析解析:【知识点:复数的概念,复平面,复数的向量表示】①AO→=-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i . ∵BC →=AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i . ②CA→=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 .点评:因为复平面内的点、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.23.已知z 是复数,z +2i 、z 2-i均为实数(i 为虚数单位),且复数(z +ai )2在复平面内对应的点在第一象限,求实数a 的取值范围.答案:见解析解析:【知识点:复数的概念,复平面,复数的向量表示】设z =x +yi (x 、y ∈R ),∴z +2i =x +(y +2)i ,由题意得y =-2.∵z 2-i =x -2i 2-i=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 -a 2)+8(a -2)i ,根据条件,可知⎩⎨⎧12+4a -a 2>0,8(a -2)>0,解得2<a <6, ∴实数a 的取值范围是(2,6).三、数学视野以复数作为自变量和因变量的函数就叫做复变函数,而与之相关的理论就是复变函数论.解析函数是复变函数中一类具有解析性质的函数,复变函数论主要就研究复数域上的解析函数,因此通常也称复变函数论为解析函数论.复变函数论产生于十八世纪.1774年,欧拉在他的一篇论文中考虑了由复变函数的积分导出的两个方程.而比他更早时,法国数学家达朗贝尔在他的关于流体力学的论文中,就已经得到了它们.因此,后来人们提到这两个方程,把它们叫做“达朗贝尔-欧拉方程”.到了十九世纪,上述两个方程在柯西和黎曼研究流体力学时,作了更详细的研究,所以这两个方程也被叫做“柯西-黎曼条件”.复变函数论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数这个新的分支统治了十九世纪的数学.当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一. 为复变函数论的创建做了最早期工作的是欧拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究过复变函数的积分,他们都是创建这门学科的先驱.后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉斯了.二十世纪初,复变函数论又有了很大的进展,维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国数学家庞加莱、阿达玛等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了贡献.复变函数论在应用方面,涉及的面很广,有很多复杂的计算都是用它来解决的.比如物理学上有很多不同的稳定平面场,所谓场就是每点对应有物理量的一个区域,对它们的计算就是通过复变函数来解决的.比如俄国的茹柯夫斯基在设计飞机的时候,就用复变函数论解决了飞机机翼的结构问题,他在运用复变函数论解决流体力学和航空力学方面的问题上也做出了贡献.复变函数论不但在其他学科得到了广泛的应用,而且在数学领域的许多分支也都应用了它的理论.它已经深入到微分方程、积分方程、概率论和数论等学科,对它们的发展很有影响.。
高二数案:第三章 3.2 复数代数形式的四则运算 3 (新人教A选修1-2)[ 高考]
3.2.1复数的加法和减法【使用说明】1、课前完成导学案,牢记基础知识,掌握基本题型;2、认真限时完成,规范书写;课上小组合作探究,答疑解惑。
【重点难点】加减法运算法则加减法的几何意义【学习目标】1、 知识与技能:掌握复数加法、减法的运算法则,能够熟练地进行加减运算;理解复数(1)通过实例分析,加减法的几何意义,能用平行四边形和三角形法则解决一些简单的问题2、过程与方法:小组合作探究;3、情感态度与价值观:以极度的热情,自动自发,如痴如醉,投入到学习中,充分享受学习的乐趣。
一,自主学习引例:已知m=3x+4y ,n=5x-6y ,求m+n ,m-n 。
1. 复数的加法运算:①.复数的加法法则:12z a bi a b R z c di c d R =+∈=+∈设(,)与(,),则二合作探究,展示,点评例1.计算(1)(14)(72)i i +-+ (2)(72)(14)i i -++(3)[(32)(43)](5)i i i --++++(4)(32)(43)(5)]i i i --++++[观察上述计算,复数的加法运算是否满足交换、结合律相反数2. 复数的减法运算:类比实数,规定复数的减法运算是加法运算的逆运算,从相反数角度转化减为加。
③:()()()()()()a bi c di a bi c di a c b d i +-+=++--=-+-,显然,两个复数的差仍为复数。
例2.计算(1)(14)(72)i i +-- (2)(52)(14)(23)i i i --+--+ (3)(32)(43)(5)]i i i --+-+-[从几何意义出发,再看复数的加减运算:1.当复数的对应向量共线时,可直接运算。
2.当复数的对应向量不共线时,加法运算可类比与向量加法的平行四边形法则;减法运算可类比与向量减法的三角形法则。
3.将所得和向量或差向量一直起点坐标原点时,该向量终点坐标就对应复数所求的坐标。
电工技术:复数的表示形式及复数的四则运算
一、复数的四种表示形式
虚数单位 j =
1.代数形式: 在复平面上表示 •
1
j2 = -1
A a jb
+j b
复数的模 复数的辐角
A r
a r cos ψ
b r sin ψ
r a2 b2 b ψ arctan a
O
a +1
2. 三角函数形式
A r cos ψ jr sin ψ r (cos ψ jsin ψ)
A 32 42 5
求它们的和、差、积、商。
B 82 62 10
4 A arctan 53o 3
6 B arctan 37 o 8B 10370A Nhomakorabea 5530
A B 51053 37 5090
A 5 53 37 0.516 B 10
A1 A1 1
A2 A2 2
A1 A1 1 2 A2 A2
二、复数的四则运算
例题:已知两个复数
解:
A B 3 8 j 4 6 11 j10
A 3 j4
B 8 j6
A B 3 8 j 4 6 5 j 2
二、复数的四则运算
2.复数的乘法运算 • 都转换为极坐标表达式或指数式,两复数的模相乘作为积的模,幅角相加作为积的模角。
A1 A1 1
A2 A2 2
3.复数的除法运算
A1 A2 A1 A2 1 2
• 都转换成极坐标式或指数式,将两复数的模相除作为商的模,幅角相减作为商的模角。
这两种表示形式适用于复数的加减运算。 简化画法
高中数学_复数代数形式的四则运算教学设计学情分析教材分析课后反思
探究二:复数代数形式的加、减运算的几何意义[典例2]如图所示,平行四边形OABC 的顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i.求:(1)AO ―→表示的复数; (2)对角线CA ―→表示的复数;四、新知再探:新知4.复数代数形式的乘法法则设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R),则z 1·z 2=(a +b i)(c +d i)= . 新知5.复数乘法的运算律 对任意复数z 1,z 2,z 3∈C ,有新知6.共轭复数已知z 1=a +b i ,z 2=c +d i ,a ,b ,c ,d ∈R ,则:_______________________新知7:复数代数形式的除法法则: (a +b i)÷(c +d i)=a +b ic +d i =________________(c +d i ≠0).交换律 z 1·z 2= 结合律 (z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3) 分配律 z 1(z 2+z 3)=运用所学的知识解决问题,在具体题目中体会数形结合思想的重要性。
学生独立思考后,再小组交流自己的观点。
学生回答。
教师点评。
这一部分有、由师生共同完成学情分析:1、学生已经了解复数的概念与定义以及复数在数域内的地位。
2、学生已经通过课前预习案预习过复数代数形式的加减法法则3、学生知识经验与学习经验较为丰富,以具有类比知识点的学习方法。
4、学生积极性高,已初步形成对数学问题的合作探究能力。
5、学生层次参差不齐,个体差异比较明显。
效果分析:本节课采用循序渐进由易到难的方法进行推进,并在课前进行知识铺垫,使学生在思想上,方法上,知识上都做了充足的准备。
在上课的过程中与老师的配合度较好。
在课后与学生的交流中,学生反映上课的效果不错,都能听懂,课后作业也能顺利地完成。
教材分析数系的扩充与复数的引入是人教A版选修1-2与选修2-2的内容,复数的内容是高中数学课程中的传统内容,对于复数,《课标》要求在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求与数学的内部矛盾在数系扩充中的作用。
高中数学第三章3.2复数代数形式的四则运算3.2.1复数代数形式的加减运算及其几何意义讲义新人教A版选修2_2
3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义1.复数的加法与减法 (1)复数的加减法运算法则(a +b i)±(c +d i)=□01(a ±c )+(b ±d )i. (2)复数加法的运算律复数的加法满足□02交换律、□03结合律,即对任何z 1,z 2,z 3∈C ,有z 1+z 2=□04z 2+z 1;(z 1+z 2)+z 3=□05z 1+(z 2+z 3). 2.复数加、减法的几何意义 (1)复数加法的几何意义若复数z 1,z 2对应的向量OZ 1→,OZ 2→不共线,则复数z 1+z 2是以OZ 1→,OZ 2→为邻边的平行四边形的对角线OZ →所对应的复数.(2)复数减法的几何意义复数z 1-z 2是连接向量OZ 1→,OZ 2→的□06终点,并指向被减向量的向量Z 2Z 1→所对应的复数. (3)复平面内的两点间距离公式:d =□07|z 1-z 2|. 其中z 1,z 2是复平面内的两点Z 1和Z 2所对应的复数,d 为Z 1和Z 2间的距离.1.两点间的距离公式结合模的知识可得复平面上两点间的距离公式,设z 1=x 1+y 1i ,z 2=x 2+y 2i ,则|Z 2Z 1→|=|z 1-z 2|=|(x 1+y 1i)-(x 2+y 2i)|=|(x 1-x 2)+(y 1-y 2)i|=x 1-x 22+y 1-y 22.2.复数模的两个重要性质(1)||z 1|-|z 2||≤|z 1±z 2|≤|z 1|+|z 2|; (2)|z 1+z 2|2+|z 1-z 2|2=2|z 1|2+2|z 2|2.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)复数与向量一一对应.( )(2)复数与复数相加减后结果只能是实数.( )(3)因为虚数不能比较大小,所以虚数的模也不能比较大小.( ) 答案 (1)× (2)× (3)× 2.做一做(1)计算:(3+5i)+(3-4i)=________. (2)(5-6i)+(-2-2i)-(3+3i)=________.(3)已知向量OZ 1→对应的复数为2-3i ,向量OZ 2→对应的复数为3-4i ,则向量Z 1Z 2→对应的复数为________.答案 (1)6+i (2)-11i (3)1-i探究1 复数的加减运算例1 计算:(1)(3-5i)+(-4-i)-(3+4i); (2)(-7i +5)-(9-8i)+(3-2i).[解] (1)原式=(3-4-3)+(-5-1-4)i =-4-10i. (2)原式=(5-9+3)+(-7+8-2)i =-1-i. 拓展提升复数代数形式的加减法运算,其运算法则是对它们的实部和虚部分别进行加减运算.在运算过程中应注意把握每一个复数的实部和虚部.这种运算类似于初中的合并同类项.【跟踪训练1】 计算:(1)(1+2i)+(-2+i)+(-2-i)+(1-2i); (2)(i 2+i)+|i|+(1+i).解 (1)原式=(-1+3i)+(-2-i)+(1-2i) =(-3+2i)+(1-2i)=-2. (2)原式=(-1+i)+0+12+(1+i) =-1+i +1+(1+i)=1+2i. 探究2 复数加减运算的几何意义例2 已知ABCD 是复平面内的平行四边形,且A ,B ,C 三点对应的复数分别是1+3i ,-i,2+i ,求点D 对应的复数.[解] 解法一:设D 点对应复数为x +y i(x ,y ∈R ),则D (x ,y ). 又由已知A (1,3),B (0,-1),C (2,1),∴AC 中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2,BD 中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y -12.∵平行四边形对角线互相平分, ∴⎩⎪⎨⎪⎧32=x 2,2=y -12,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5.即点D 对应的复数为3+5i.解法二:设D 点对应的复数为x +y i(x ,y ∈R ).则AD →对应的复数为(x +y i)-(1+3i)=(x -1)+(y -3)i , 又BC →对应的复数为(2+i)-(-i)=2+2i. 由已知AD →=BC →,∴(x -1)+(y -3)i =2+2i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x -1=2,y -3=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5,即点D 对应的复数为3+5i.[条件探究] 若一个平行四边形的三个顶点对应的复数分别为1+3i ,-i,2+i ,求第四个顶点对应的复数.[解] 设1+3i ,-i,2+i 对应A ,B ,C 三点,D 为第四个顶点,则①当ABCD 是平行四边形时,D 点对应的复数是3+5i.②当ABDC 是平行四边形时,D 点对应的复数为1-3i.③当ADBC 是平行四边形时,D 点对应复数为-1+i.拓展提升(1)根据复数的两种几何意义可知:复数的加减运算可以转化为点的坐标运算或向量运算.(2)复数的加减运算用向量进行时,同样满足平行四边形法则和三角形法则. (3)复数及其加减运算的几何意义为数形结合思想在复数中的应用提供了可能. 【跟踪训练2】 已知复平面内平行四边形ABCD ,A 点对应的复数为2+i ,向量BA →对应的复数为1+2i ,向量BC →对应的复数为3-i ,求:(1)点C ,D 对应的复数; (2)平行四边形ABCD 的面积.解 (1)因为向量BA →对应的复数为1+2i ,向量BC →对应的复数为3-i , 所以向量AC →对应的复数为(3-i)-(1+2i)=2-3i. 又OC →=OA →+AC →,所以点C 对应的复数为(2+i)+(2-3i)=4-2i. 因为AD →=BC →,所以向量AD →对应的复数为3-i ,即AD →=(3,-1), 设D (x ,y ),则AD →=(x -2,y -1)=(3,-1),所以⎩⎪⎨⎪⎧x -2=3,y -1=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =0.所以点D 对应的复数为5. (2)因为BA →·BC →=|BA →||BC →|cos B ,所以cos B =BA →·BC →|BA →||BC →|=3-25×10=152=210.所以sin B =752=7210,所以S =|BA →||BC →|sin B =5×10×7210=7.所以平行四边形ABCD 的面积为7. 探究3 复数加减运算的几何意义的应用 例3 已知|z 1|=|z 2|=|z 1-z 2|=1,求|z 1+z 2|.[解]解法一:设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,∴a2+b2=c2+d2=1,①(a-c)2+(b-d)2=1.②由①②得2ac+2bd=1.∴|z1+z2|=a+c2+b+d2=a2+c2+b2+d2+2ac+2bd= 3.解法二:设O为坐标原点,z1,z2,z1+z2对应的点分别为A,B,C.∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,∴△OAB是边长为1的正三角形,∴四边形OACB是一个内角为60°,边长为1的菱形,且|z1+z2|是菱形的较长的对角线OC的长,∴|z1+z2|=|OC|=|OA|2+|AC|2-2|OA||AC|cos120°= 3.拓展提升掌握以下常用结论:在复平面内,z1,z2对应的点为A,B,z1+z2对应的点为C,O为坐标原点,则四边形OACB:①为平行四边形;②若|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为矩形;③若|z1|=|z2|,则四边形OACB为菱形;④若|z1|=|z2|且|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为正方形.【跟踪训练3】若复数z满足|z+i|+|z-i|=2,求|z+i+1|的最小值.解解法一:设复数-i,i,-(1+i)在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3.如图,因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,所以复数z对应的点Z的集合为线段Z1Z2.问题转化为:动点Z在线段Z1Z2上移动,求|ZZ3|的最小值,由图可知|Z1Z3|为最小值且最小值为1.解法二:设z=x+y i(x,y∈R).因为|z+i|+|z-i|=2,所以x2+y+12+x2+y-12=2,又x2+y+12=2-x2+y-12≥0,所以0≤1-y=x2+y-12≤2,即(1-y)2=x2+(y-1)2,且0≤1-y≤2.所以x=0且-1≤y≤1,则z=y i(-1≤y≤1).所以|z+i+1|=|1+(y+1)i|=12+y+12≥1,等号在y=-1即z=-i时成立.所以|z+i+1|的最小值为1.1.复数的加法规定:实部与实部相加,虚部与虚部相加,两个复数的和仍是一个复数,这一法则可以推广到多个复数相加.2.因为复数可以用向量来表示,所以复数加法的几何意义就是向量加法的平行四边形法则.3.复数的减法可根据复数的相反数,转化为复数的加法来运算.1.复数z 1=3+i ,z 2=1-i ,则z 1-z 2在复平面内对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限答案 A解析 ∵z 1-z 2=(3+i)-(1-i)=2+2i , ∴z 1-z 2在复平面内对应的点位于第一象限. 2.已知|z |=3,且z +3i 是纯虚数,则z 等于( ) A .-3i B .3i C .±3i D.4i 答案 B解析 设z =x +y i(x ,y ∈R ),由z +3i =x +(y +3)i 为纯虚数,得x =0,且y ≠-3,又|z |=x 2+y 2=|y |=3,∴y =3.故选B.3.非零复数z 1,z 2分别对应复平面内的向量O A →,O B →,若|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,则( ) A .O A →=O B → B .|O A →|=|O B →| C .O A →⊥O B →D .O A →,O B →共线答案 C解析 如图,由向量的加法及减法法则可知,O C →=O A →+O B →,B A →=O A →-O B →.由复数加法及减法的几何意义可知,|z 1+z 2|对应O C →的模,|z 1-z 2|对应B A →的模.又|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,所以四边形OACB 是矩形,则O A →⊥O B →.4.复数z 满足z -(1-i)=2i ,则z 等于( )A .1+iB .-1-iC .-1+iD .1-i答案 A解析 z =2i +(1-i)=1+i.故选A.5.如图所示,平行四边形OABC 的顶点O ,A ,C 分别对应复数0,3+2i ,-2+4i.求:(1)向量AO →对应的复数; (2)向量CA →对应的复数; (3)向量OB →对应的复数.解 (1)因为AO →=-OA →,所以向量AO →对应的复数为-3-2i.(2)因为CA →=OA →-OC →,所以向量CA →对应的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)因为OB →=OA →+OC →,所以向量OB →对应的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i.。
选修2-3 复数代数形式的四则运算
D.-i
2.设 i 是虚数单位,若复数 m+31+0 im∈R是纯虚
数,则 m 的值为( A )
A.-3
B.-1
C.1
D.3
3.若复数 z=1+2 3i,则z=( C )
1
3
A.2
B. 2
C.1
D.2
4.在复平面内与复数 z=1+5i2i所对应的点关于虚
轴对称的点为 A,则 A 对应的复数为( C )
四、复数的综合问题
例4(1) 已知 a∈R,则复数 z=(a2-2a+4)-(a2
-2a+2)i 所对应的点在第__四__象限,复数 z 对应点的
轨迹是 一条射线
.
(2)已知复数 ω 满足 ω-4=(3-2ω)i(i 为虚数单
位),z=ω5 +|ω-2|.则以 z 为根的一个一元二次实系数
方程为_x_2-6x+10=0_. _.
(a,-b)
(0,-b)
(a,0) x
结论(2z)1=:a+任bi意两个互为共轭z1=复bi数的乘积是一个z1=实a 数且 结论(1):在复平面内,共轭复数 z1 ,z2 所对应的点关于实轴对称.
6、复数的除法
例3 计算(1 2i) (3 4i).
解 (1 2i) (3 4i)
Step2:分母实数化, 分子分母同时乘以
1 2i
分母的共轭复数
3 4i
Step1:先写 成分式形式
(1 2i)(3 4i) 3 8 6i 4i
(3 4i)(3 4i)
32 42
5 10i 1 2 i.
25
55
实数化因式
Step3:结果化
简成代数形式
【基础检测】
1.复数(1-2ii)2=( B )
专题2.2复数的四则运算(七个重难点突破)高考数学
【详解】原式= − − + − − − = −.
(2)设z1 = x + 2i,z2 = 3 − yi(x,y ∈ R),且z1 + z2 = 5 − 6i,求z1 − z2.
【答案】− + .
【详解】因为 = + , = − , + = − ,
− = + + − ,
显然 − ≠ ,由 − 为纯虚数,得 + = ,解得 = −,
所以 + = −.
故选:
试卷讲评课件
3.在复平面内,复数z对应的点Z的坐标为 −2sin120∘ , −2cos120∘ ,则
z + 2 3 =(
求 z1 + z2 .
【答案】
【分析】设对应的复数为 ,对应的复数为 ,利用向量运算
和复数的向量表示可解.
试卷讲评课件
【详解】设对应的复数为 ,对应的复数为
,
则 + 对应的复数为 + , − 对应的
复数为 − ,
因为 = = ,且 − = ,
所以 + + − = − ,
=
+=
所以
,解得
,
=
− = −
所以
− = + − − = − + [ − − ] = − + .
试卷讲评课件
【分析】(1)(2)运用复数加减运算及复数相等求解即可.
③当 = 时, − = − ,
所以 = − + = − + − + − − = − + ,
复数的四则运算教案
复数的四则运算【第一课时】复数的加、减运算及其几何意义教学重难点教学目标核心素养复数加法、减法的运算掌握复数代数形式的加法、减法运算法则数学运算复数加法的几何意义理解复数代数形式的加法、减法运算的几何意义直观想象【教学过程】一、问题导入预习教材内容,思考以下问题:1.复数的加、减法运算法则是什么?运算律有哪些?2.复数的加、减法的几何意义是什么?二、新知探究探究点1:复数的加、减法运算(1)计算:(5-6i )+(-2-i )-(3+4i );(2)设z 1=x +2i ,z 2=3-y i (x ,y ∈R ),且z 1+z 2=5-6i ,求z 1-z 2.解:(1)原式=(5-2-3)+(-6-1-4)i =-11i .(2)因为z 1=x +2i ,z 2=3-y i ,z 1+z 2=5-6i ,所以(3+x )+(2-y )i =5-6i ,+x =5,-y =-6,=2,=8,所以z 1-z 2=(2+2i )-(3-8i )=(2-3)+[2-(-8)]i=-1+10i .解决复数加、减运算的思路两个复数相加(减),就是把两个复数的实部相加(减),虚部相加(减).复数的减法是加法的逆运算,两个复数相减,也可以看成是加上这个复数的相反数.当多个复数相加(减)时,可将这些复数的所有实部相加(减),所有虚部相加(减).探究点2:复数加、减法的几何意义已知平行四边形OABC 的三个顶点O ,A ,C 对应的复数分别为0,3+2i ,-2+4i .(1)求AO →表示的复数;(2)求CA →表示的复数.解:(1)因为AO →=-OA →,所以AO →表示的复数为-(3+2i ),即-3-2i .(2)因为CA →=OA →-OC →,所以CA →表示的复数为(3+2i )-(-2+4i )=5-2i .互动探究:1.变问法:若本例条件不变,试求点B 所对应的复数.解:因为OB →=OA →+OC →,所以OB →表示的复数为(3+2i )+(-2+4i )=1+6i .所以点B 所对应的复数为1+6i .2.变问法:若本例条件不变,求对角线AC ,BO 的交点M 对应的复数.解:由题意知,点M 为OB 的中点,则OM →=12OB →,由互动探究1中知点B 的坐标为(1,6),得点M 12,3,所以点M 对应的复数为12+3i .复数加、减法几何意义的应用技巧(1)复数的加减运算可以转化为点的坐标或向量运算.(2)复数的加减运算转化为向量运算时,同样满足平行四边形法则和三角形法则.三、课堂总结1.复数加、减法的运算法则及加法运算律(1)加、减法的运算法则设z 1=a +b i ,z 2=c +d i (a ,b ,c ,d ∈R )是任意两个复数,则z 1+z 2=(a +c )+(b +d )i ,z 1-z 2=(a -c )+(b -d )i .(2)加法运算律对任意z 1,z 2,z 3∈C ,有①交换律:z 1+z 2=z 2+z 1.②结合律:(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3).2.复数加、减法的几何意义如图所示,设复数z 1=a +b i ,z 2=c +d i (a ,b ,c ,d ∈R )对应的向量分别为OZ 1→,OZ 2→,四边形OZ 1ZZ 2为平行四边形,则与z 1+z 2对应的向量是OZ →,与z 1-z 2对应的向量是Z 2Z 1→.四、课堂检测1.(6-3i )-(3i +1)+(2-2i )的结果为()A .5-3iB .3+5iC .7-8iD .7-2i解析:选C .(6-3i )-(3i +1)+(2-2i )=(6-1+2)+(-3-3-2)i =7-8i .2.已知复数z 1=(a 2-2)-3a i ,z 2=a +(a 2+2)i ,若z 1+z 2是纯虚数,则实数a 的值为____________.解析:由z 1+z 2=a 2-2+a +(a 2-3a +2)i 2-2+a =0,2-3a +2≠0⇒a =-2.答案:-23.已知复数z 1=-2+i ,z 2=-1+2i .(1)求z 1-z 2;(2)在复平面内作出复数z 1-z 2所对应的向量.解:(1)由复数减法的运算法则得z 1-z 2=(-2+i )-(-1+2i )=-1-i .(2)在复平面内作复数z 1-z 2所对应的向量,如图中OZ →.【第二课时】复数的乘、除运算教学重难点教学目标核心素养复数的乘除运算掌握复数乘除运算的运算法则,能够进行复数的乘除运算数学运算复数乘法的运算律理解复数乘法的运算律逻辑推理解方程会在复数范围内解方程数学运算【教学过程】一、问题导入预习教材内容,思考以下问题:1.复数的乘法和除法运算法则各是什么?2.复数乘法的运算律有哪些?3.如何在复数范围内求方程的解?二、新知探究探究点1:复数的乘法运算(1)(1-i -12+1+i )=()A .1+3iB .-1+3iC .3+iD .-3+i(2)已知a ,b ∈R ,i 是虚数单位,若a -i 与2+b i 互为共轭复数,则(a +b i )2=()A .5-4iB .5+4iC .3-4iD .3+4i(3)把复数z -1+2i )z -=4+3i ,求z .解:(1)选B .(1-i 1+i )=(1-i )(1+i =(1-i 2-12+=-12+1+3i .(2)选D .因为a -i 与2+b i 互为共轭复数,所以a =2,b =1,所以(a +b i )2=(2+i )2=3+4i .(3)设z =a +b i (a ,b ∈R ),则z -=a -b i ,由已知得,(1+2i )(a -b i )=(a +2b )+(2a -b )i =4+3i ,由复数相等的条件知,{a +2b =4,解得a =2,b =1,所以z =2+i .复数乘法运算法则的应用复数的乘法可以按照多项式的乘法计算,只是在结果中要将i 2换成-1,并将实部、虚部分别合并.多项式展开中的一些重要公式仍适用于复数,如(a +b i )2=a 2+2ab i +b 2i 2=a 2-b 2+2ab i ,(a +b i )3=a 3+3a 2b i +3ab 2i 2+b 3i 3=a 3-3ab 2+(3a 2b -b 3)i .探究点2:复数的除法运算计算:(1)(1+2i )2+3(1-i )2+i;(2)(1-4i )(1+i )+2+4i 3+4i.解:(1)(1+2i )2+3(1-i )2+i =-3+4i +3-3i2+i=i2+i =i (2-i )5=15+25i .(2)(1-4i )(1+i )+2+4i 3+4i =5-3i +2+4i 3+4i =7+i 3+4i=(7+i )(3-4i )(3+4i )(3-4i )=21-28i +3i +425=25-25i 25=1-i .复数除法运算法则的应用复数的除法法则在实际操作中不方便使用,一般将除法写成分式形式,采用分母“实数化”的方法,即将分子、分母同乘分母的共轭复数,使分母成为实数,再计算.探究点3:i 的运算性质(1)复数z =1-i1+i,则ω=z 2+z 4+z 6+z 8+z 10的值为()A .1B .-1C .iD .-i(2019等于________.解析:(1)z 2=-1,所以ω=-1+1-1+1-1=-1.(2019=(1+i )(1+i )(1-i )(1+i )2019019=i 2019=(i 4)504·i 3=1504·(-i )=-i .答案:(1)B(2)-i(1)i的周期性要记熟,即i n+i n+1+i n+2+i n+3=0(n∈N*).(2)记住以下结果,可提高运算速度.①(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i.②1-i1+i=-i,1+i1-i=i.③1i=-i.探究点4:在复数范围内解方程在复数范围内解下列方程.(1)x2+5=0;(2)x2+4x+6=0.解:(1)因为x2+5=0,所以x2=-5,又因为(5i)2=(-5i)2=-5,所以x=±5i,所以方程x2+5=0的根为±5i.(2)法一:因为x2+4x+6=0,所以(x+2)2=-2,因为(2i)2=(-2i)2=-2,所以x+2=2i或x+2=-2i,即x=-2+2i或x=-2-2i,所以方程x2+4x+6=0的根为x=-2±2i.法二:由x2+4x+6=0知Δ=42-4×6=-8<0,所以方程x2+4x+6=0无实数根.在复数范围内,设方程x2+4x+6=0的根为x=a+b i(a,b∈R且b≠0),则(a+b i)2+4(a+b i)+6=0,所以a2+2ab i-b2+4a+4b i+6=0,整理得(a2-b2+4a+6)+(2ab+4b)i=0,2-b2+4a+6=0,ab+4b=0,又因为b≠0,2-b2+4a+6=0,a+4=0,解得a=-2,b=±2.所以x=-2±2i,即方程x2+4x+6=0的根为x=-2±2i.在复数范围内,实系数一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的求解方法(1)求根公式法①当Δ≥0时,x=-b±b2-4ac2a.②当Δ<0时,x=-b±-(b2-4ac)i2a.(2)利用复数相等的定义求解设方程的根为x=m+n i(m,n∈R),将此代入方程ax2+bx+c=0(a≠0),化简后利用复数相等的定义求解.三、课堂总结1.复数乘法的运算法则和运算律(1)复数乘法的运算法则设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),则z1·z2=(a+b i)(c+d i)=(ac-bd)+(ad+bc)i.(2)复数乘法的运算律对任意复数z1,z2,z3∈C,有交换律z1z2=z2z1结合律(z1z2)z3=z1(z2z3)乘法对加法的分配律z1(z2+z3)=z1z2+z1z32.复数除法的运算法则设z1=a+b i,z2=c+d i(c+d i≠0)(a,b,c,d∈R),则z1z2=a+b ic+d i=ac+bdc2+d2+bc-adc2+d2i(c+d i≠0).■名师点拨对复数除法的两点说明(1)实数化:分子、分母同时乘以分母的共轭复数,化简后即得结果,这个过程实际上就是把分母实数化,这与根式除法的分母“有理化”很类似.(2)代数式:注意最后结果要将实部、虚部分开.四、课堂检测1.若复数(1+b i )(2+i )是纯虚数(i 是虚数单位,b 是实数),则b =()A .-2B .-12C .12D .2解析:选D .因为(1+b i )(2+i )=2-b +(2b +1)i 是纯虚数,所以b =2.2.已知i 为虚数单位,则复数i2-i 的模等于()A .5B .3C .33D .55解析:选D .因为i =i (2+i )=i (2+i )5=-15+25i ,所以|i 2-i|=|=55,故选D .3.计算:(1(2)(4-i 5)(6+2i 77+i 11)(4-3i ).解:(1)2+2i(1-i )2+018=2+2i -2i +009=i (1+i 009=-1+i +(-i )1009=-1+i -i =-1.(2)原式=(4-i )(6-2i )+(7-i )(4-3i )=22-14i +25-25i =47-39i .。
选修1-2第三章 《复数代数形式的四则运算
学科教师辅导讲义讲义编号学员编号: 年 级:高二 课时数:3 学员姓名: 辅导科目:数学 学科教师:周程 课 题 复数代数形式的四则运算授课日期及时段教学目的1、掌握复数的加法运算及意义2、理解并掌握实数进行四则运算的规律,了解复数加减法运算的几何意义3、理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部) 理解并掌握复数相等的有关概念;画图得到的结论,不能代替论证,然而通过对图形的观察,往往能起到启迪解题思路的作用教学内容一、课前检测1. 若121212,,z z C z z z z --∈+是( ).A .纯虚数B .实数C .虚数D .不能确定解析:121212,,(,,,),()()()()z a bi z c di a b c d R z z z z a bi c di a bi c di --=+=+∈+=+-+-+ 22ac bd R =+∈,选B2. 使复数为实数的充分而不必要条件是由 ( )A .z z -= B .z z = C .2z 为实数D .z z -+为实数解析:z z z R -=⇔∈;z z z R =⇒∈,反之不行,例如2z =-;2z 为实数不能推出z R ∈,例如z i =;对于任何z ,z z -+都是实数,选B 3. 13()i i --的虚部为( )A .8iB .8i -C .8D .8-解析:2133333112()()()()(2)8i i i i i i i i i----=-====-,虚部为8-,选D 4. (12分)已知:复数1cos () z b C a c i =++,2(2)cos 4 z a c B i =-+,且12z z =,其中B 、C 为△ABC 的内角,a 、b 、c 为角A 、B 、C 所对的边. (Ⅰ)求角B 的大小;(Ⅱ) 若22b =,求△ABC 的面积.解析:(Ⅰ)∵12z z = ∴cos (2)cos b C a c B =-----①,4a c +=----②由①得2cos cos cos a B b C c B =+------③在△ABC 中,由正弦定理得2sin cos sin cos sin cos A B B C C B =+2sin cos sin()sin()sin A B B C A A π=+=-=∵ 0A π<< ∴sin 0A > ∴1cos 2B =,∵0B π<< ∴3B π=(Ⅱ) ∵22b =,由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-⇒228a c ac +-=,--④ 由②得22216a c ac ++=-⑤ 由④⑤得83ac =,∴1sin 2ABC S ac B ∆==183232323⨯⨯=. 二、知识梳理1、复数代数形式的加减运算(1)复数z 1与z 2的和的定义:z 1+z 2=(a +bi )+(c +di )=(a +c )+(b +d )i . (2)复数z 1与z 2的差的定义:z 1-z 2=(a +bi )-(c +di )=(a -c )+(b -d )i . (3)复数的加法运算满足交换律: z 1+z 2=z 2+z 1.证明:设z 1=a 1+b 1i ,z 2=a 2+b 2i (a 1,b 1,a 2,b 2∈R ). ∵z 1+z 2=(a 1+b 1i )+(a 2+b 2i )=(a 1+a 2)+(b 1+b 2)i . z 2+z 1=(a 2+b 2i )+(a 1+b 1i )=(a 2+a 1)+(b 2+b 1)i . 又∵a 1+a 2=a 2+a 1,b 1+b 2=b 2+b 1.∴z 1+z 2=z 2+z 1.即复数的加法运算满足交换律. (4)复数的加法运算满足结合律: (z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3) 例1计算:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)解:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)=(5-2-3)+(-6-1-4) i=-11 i例2计算:(1-2i )+(-2+3i )+(3-4i )+(-4+5i )+…+(-2002+2003i )+(2003-2004i )解法一:原式=(1-2+3-4+…-2002+2003)+(-2+3-4+5+…+2003-2004i )=(2003-1001)+(1001-2004)i =1002-1003i .解法二:∵(1-2i )+(-2+3i )=-1+i , (3-4i )+(-4+5i )=-1+i , ……(2001-2002i )+(-2002+2003)i =-1+i . 相加得(共有1001个式子): 原式=1001(-1+i )+(2003-2004i )=(2003-1001)+(1001-2004)i =1002-1003i2、复数代数形式的加减运算的几何意义复数的加(减)法 (a +bi )±(c +di )=(a ±c )+(b ±d )i .与多项式加(减)法是类似的.就是把复数的实部与实部,虚部与虚部分别相加(减).1、复平面内的点(,)Z a b ←−−−→一一对应平面向量OZ 2、复数z a bi =+←−−−→一一对应平面向量OZ重难点突破一3、复数加法的几何意义:设复数z 1=a +bi ,z 2=c +di ,在复平面上所对应的向量为1OZ 、2OZ ,即1OZ 、2OZ 的坐标形式为1OZ =(a ,b ),2OZ =(c ,d )以1OZ 、2OZ 为邻边作平行四边形OZ 1ZZ 2,则对角线OZ 对应的向量是OZ ,∴OZ =1OZ +2OZ =(a ,b )+(c ,d )=(a +c ,b +d )=(a +c )+(b +d )i4、复数减法的几何意义:复数减法是加法的逆运算,设z =(a -c )+(b -d )i ,所以z -z 1=z 2,z 2+z 1=z ,由复数加法几何意义,以OZ 为一条对角线,1OZ 为一条边画平行四边形,那么这个平行四边形的另一边OZ 2所表示的向量2OZ 就与复数z -z 1的差(a -c )+(b -d )i 对应由于21OZ Z Z =,所以,两个复数的差z -z 1与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应. 4.例3已知复数z 1=2+i ,z 2=1+2i 在复平面内对应的点分别为A 、B ,求AB 对应的复数z ,z 在平面内所对应的点在第几象限?解:z =z 2-z 1=(1+2i )-(2+i )=-1+i , ∵z 的实部a =-1<0,虚部b =1>0,∴复数z 在复平面内对应的点在第二象限内.点评:任何向量所对应的复数,总是这个向量的终点所对应的复数减去始点所对应的复数所得的差. 即AB 所表示的复数是z B -z A . ,而BA 所表示的复数是z A -z B ,故切不可把被减数与减数搞错尽管向量AB 的位置可以不同,只要它们的终点与始点所对应的复数的差相同,那么向量AB 所对应的复数是惟一的,因此我们将复平面上的向量称之自由向量,即它只与其方向和长度有关,而与位置无关例4 复数z 1=1+2i ,z 2=-2+i ,z 3=-1-2i ,它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.分析一:利用BC AD =,求点D 的对应复数.解法一:设复数z 1、z 2、z 3所对应的点为A 、B 、C ,正方形的第四个顶点D 对应的复数为x +yi (x ,y ∈R ),是:OA OD AD -==(x +yi )-(1+2i )=(x -1)+(y -2)i ; OB OC BC -==(-1-2i )-(-2+i )=1-3i .∵BC AD =,即(x -1)+(y -2)i =1-3i ,例2图∴⎩⎨⎧-=-=-,32,11y x 解得⎩⎨⎧-==.1,2y x故点D 对应的复数为2-i .分析二:利用原点O 正好是正方形ABCD 的中心来解.解法二:因为点A 与点C 关于原点对称,所以原点O 为正方形的中心,于是(-2+i )+ (x +yi )=0,∴x =2,y =-1.故点D 对应的复数为2-i .点评:根据题意画图得到的结论,不能代替论证,然而通过对图形的观察,往往能起到启迪解题思路的作用重难点突破二5、复数代数形式的乘法运算①.复数的乘法法则:2()()()()a bi c di ac bci adi bdi ac bd ad bc i ++=+++=-++。
复数代数形式的四则运算-知识讲解
复数代数形式的四则运算【要点梳理】要点一、复数的加减运算1.复数的加法、减法运算法则: 设1z a bi =+,2z c di =+(,,,a b c d R ∈),我们规定:12()()()()z z a bi c di a c b d i +=+++=+++21()()z z c a d b i -=-+-要点诠释:(1)复数加法中的规定是实部与实部相加,虚部与虚部相加,减法同样。
很明显,两个复数的和(差)仍然是一个复数,复数的加(减)法可以推广到多个复数相加(减)的情形.(2)复数的加减法,可模仿多项式的加减法法则计算,不必死记公式。
2.复数的加法运算律:交换律:z 1+z 2=z 2+z 1结合律::(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3)要点二、复数的加减运算的几何意义1. 复数的表示形式:代数形式:z a bi =+(,a b R ∈)几何表示:①坐标表示:在复平面内以点(,)Z a b 表示复数z a bi =+(,a b R ∈); ②向量表示:以原点O 为起点,点(,)Z a b 为终点的向量OZ 表示复数z a bi =+.要点诠释:复数z a bi =+←−−−→一一对应复平面内的点(,)Z a b ←−−−→一一对应平面向量OZ 2.复数加、减法的几何意义:如果复数1z 、2z 分别对应于向量1OP 、2OP ,那么以1OP 、2OP 为两边作平行四边形12OPSP ,对角线OS 表示的向量OS 就是12z z +的和所对应的向量.对角线21P P 表示的向量21P P 就是两个复数的差12z z -所对应的向量.设复数z 1=a +bi ,z 2=c +di ,在复平面上所对应的向量为1OZ 、2OZ ,即1OZ 、2OZ 的坐标形式为1OZ =(a ,b ),2OZ =(c ,d )以1OZ 、2OZ 为邻边作平行四边形OZ 1ZZ 2,则对角线OZ 对应的向量是OZ ,由于OZ =1OZ +2OZ =(a ,b )+(c ,d )=(a +c ,b +d ),所以1OZ 和2OZ 的和就是与复数(a +c )+(b +d )i对应的向量类似复数加法的几何意义,由于z 1-z 2=(a -c )+(b -d )i ,而向量12Z Z = 1OZ -2OZ =(a ,b )-(c ,d )=(a -c ,b -d ),所以1OZ 和2OZ 的差就是与复数(a -c )+(b -d )i 对应的向量要点诠释:要会运用复数运算的几何意义去解题,它包含两个方面:(1)利用几何意义可以把几何图形的变 换转化成复数运算去处理(2)反过来,对于一些复数运算式也可以给以几何解释,使复数做为工具运用于几何之中。
高中数学_3.2复数代数形式的四则运算教学设计学情分析教材分析课后反思
选修2-2 第三章 复数代数形式的四则运算教学设计教学目标:掌握复数的代数形式的加减乘除运算法则, 会进行复数代数形式的运算;了解复数的代数形式的加、减运算的几何意义教学重点:复数的代数形式的加减乘除运算法则 教学难点:复数的代数形式的乘、除运算法则一、课前热身:1.复数i -21+2i=( ) A .i B .-i C .-45-35iD .-45+35i2.复数(3+4i)i (其中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3.复数z =2+m i1+i (m ∈R )是纯虚数,则m =( )A .-2B .-1C .1D .24复数3)2321(i +等于( ) (A )i - (B )i (C )1- (D ) 15.若i iz 21+=,则复数z = 6.复数的11Z i =-模为( )A .12B .2CD .2教学过程 二、题型分析题型一、复数的代数运算例1、计算(1))1)(2123)(2321(i i i +++- (2)iii i 32233223+---+变式训练:(1)已知2i -3是关于x 的方程2x 2+px+q=0的一根,求p,q 的值(2)已知z 是纯虚数,iz +-12是实数,求zi z b b ib b ib b i i i bi i bi i z b R b bi 2202222222)2(2)1)(1()1)(2(1212)0(z -=∴-==+++-=++-=-+--=+-=+-≠∈=,,设 拓展探究:1、试求87654321i i i i i i i i 、、、、、、、的值2、由1推论猜测*)(N n i n∈有什么规律?并把这个规律用式子表示出来。
3计算(1)=+++++124321 (i)i i i i(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 011题型二、共轭复数(1)已知复数i z 21+=,求z z ⋅ (2)若2)(,2=-=+i z z z z ,求复数z变式训练:(1)已知复数z 满足8,4=⋅=+z z z z ,求复数z题型三、复数加法、减法的几何意义例3、已知212121212,1,,z z z z z z C z z -=+==∈,求变式提升:在复平面内,z 1,z 2对应的点为A ,B ,z 1+z 2对应的点为C ,O 为坐标原点,则四边形OABC(1) 若| z 1+z 2|=| z 1-z 2|,则四边形OABC 为 (2) 若| z 1|=| z 2|,则四边形OABC 为(3) 若| z 1|=| z 2|且| z 1+z 2|=| z 1-z 2|,则四边形OABC 为练习:已知212121211,1,,z z z z z z C z z +=-==∈,求知识整合1.复数的加、减、乘、除运算按以下法则进行:设),,,(,21R d c b a di c z bi a z ∈+=+=则=±21z z=⋅21z z =21z z2、i 的周期性3.共轭复数(1)定义 (2)性质:4、复数加法、减法的几何意义:课堂小结达标检测1 .设复数z 满足(1)2i z i -=,则=z ( )A .i +-1B .i --1C .i +1D .i -12.若复数z 满足(34)|43|i z i -=+,则z 的虚部为( )A .4-B .45-C .4D .453. 在复平面内,复数21iz 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4.已知a 是实数,iia +-1是纯虚数,则a = ( ) (A )1 (B )-1 (C )2 (D )-25.已知复数1z i =-,则21z z =-( ) A. 2B. -2C. 2iD. -2i6.已知,43,10521i z i z -=+=21111z z z +=,求z七、板书设计:学情分析:我所授课班级是理科班,学生的数学基础较差,自主研究获得知识和解法有较大的困难。
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解 1+ 2i (1+ 2i) ÷ (3 − 4i) = 3 − 4i 3 − 8 + 6i + 4i = 2 2 3 +4
(1+ 2i)(3 + 4i) = (3 − 4i)(3 + 4i)
− 5 +10i 1 2 = = − + i. 25 5 5
复数除法的法则是 : ac + bd bc − ad (a + bi) ÷ (c + di) = 2 2 + 2 2 i (c + di ≠ 0). c +d c +d
由此可见 , 两个复数相除 (除数不为 0 ) , 所得的商 是一个确定的复数.
在进行复数除法运算时 ,通常先把(a + bi) ÷ (c + di) a + bi , 写成 的形式 再把分子与分母都乘于 分母的 c + di 共轭复数c − di ,化简后就可得到上面的 .这与 结果 .在作根式除法时 , 很类似的 作根式除法时的处理是 " 有理化因式,从而使分母 " 分子分母都乘以分母的 " 有理化" .这里分子分母都乘以分 母的" 实数化因 " ), " ". 式 (共轭复数 从而使分母实数化
( 例2 计算1− 2i)(3 + 4i)(− 2 + i).
解
例3
(1− 2i)(3 + 4i)(− 2 + i) = (11− 2i)(− 2 + i) = −20 +15i. Ξ 2 计算: ( )(3 + 4i)(3 − 4i); (2)(1+ i) .
, 分析 本例可以用复数乘法法 则计算也可以用乘法 公式 计算 .
(∗)
(∗)指的是与实数系中的乘 . 法公式相对应的公式
解
(
Ξ 2 2 )(3 + 4i)(3 − 4i) = 3 − (4i) = 9 − (−16) = 25.
2 2
(2)(1+ i) = 1+ 2i + i = 1+ 2i −1= 2i. 本 (1中 两 复 3 + 4i,3 − 4i称 共 复 . 例) 的 个 数 为 轭 数
3.2.2 复数代数形式的乘除运 算
我们规定,复数乘法法则如下 : 设z1 = a + bi, z 2 = c + di是任意两个复数,那么它 们的积(a + bi)(c + di) = ac + bci + adi + bdi2 = (ac − bd) + (ad + bc )i.
可以看出,两个复数相乘,类似于两个多项式相乘, 2 只要在所得的结果中把 i 换成 − 1, 并且把实部与 虚部分别合并即可. 两个复数的积是一个确定的复数. 换律、 ? 探究 复数的乘法是否满足交 、结合律 换律 乘法对加法满足分配律 ? 吗 容易得到, 对于任意z1, z 2 , z 3 ∈ C, 有z1 ⋅ z 2 = z 2 ⋅ z1, (z1 ⋅ z 2 ) ⋅ z3 = z1 ⋅ (z 2 ⋅ z3 ), z1(z 2 + z3 ) = z1z 2 + z1z3 .
一般地,当两个复数的实部相等 , 虚部互为相反数 ( 时, 这两个复数叫做互为 共轭复数 conjugate co − mplex number ).虚部不等于 0的两个共轭复数也 叫做共轭虚数.
, 思考 若z1,z2是共轭复数那么 (1)在复平面内它们所对应的点有怎样 , ? 的位置关系 (2)z1 ⋅ z2是一个怎样的数 ? , 探究 类比实数的除法是乘法 的逆运算我们规定复 . 数的除法是乘法的逆运 .试探求复数除法的法则 算