第三章3.2.2复数代数形式的乘除运算
3.2.2 复数代数形式的乘除运算
+
������������2������+-���������������2��� i(c+di≠0).
名师点拨复数的除法和实数的除法有所不同,实数的除法可以直
接约分、化简得出结果;而复数的除法是先将两复数的商写成分式,
然后分母实数化(分子、分母同乘分母的共轭复数).
【做一做 3】 计算:24+-33ii.
集.
答案:B
探究一
探究二
探究三
思维辨析 当堂检测
课堂篇探究学习
一题多解(变)——复数的综合问题
典例
(1)已知复数
z=(1-
3+i 3i)2
,
������是
z
的共轭复数,则
z·������等于(
)
A.1
B.1
4
2
C.1
D.2
(2)已知复数 z 满足|z|= 5,且(1-2i)z 是实数,求������.
3 4
−
4i ,∴z·������
=
14.
法二:∵z=(1-3+3ii)2,
3.实数范围内整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立,即对 复数z,z1,z2和自然数n,m,有:
zm·zn=zm+n,(zm)n=zmn,(z1·z2)n=������1������ ·������2������ .
课前篇自主预习
【做一做1】 (1)(4-i)(3+2i)=
.
(2)(-3+2i)2=
=0×504+i2 016=1.
探究一
探究二
探究三
思维辨析 当堂检测
课堂篇探究学习
反思感悟利用i幂值的周期性解题的技巧 1.熟记i的幂值的4个结果,当幂指数除以4所得的余数是0,1,2,3时, 相应的幂值分别为1,i,-1,-i. 2.对于n∈N*,有in+in+1+in+2+in+3=0.
复数代数形式的乘除法教案
3.2.2复数代数形式的乘除运算教学设计
【教学目标】
1.知识与技能:理解并掌握复数的代数形式的乘法与除法运算法则,深刻理解它是乘法运算的逆运算;
2.过程与方法:理解并掌握复数的除法运算实质是分母实数化类问题;
3.情感、态度与价值观:复数的几何意义单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的,让学生体会到这是生产实践的需要从而让学生积极主动地建构知识体系.
【重点难点】
重点:复数代数形式的除法运算.
难点:对复数除法法则的运用.
【学法指导】
复数乘法运算是按照多项式与多项式相乘展开得到,在学习时注意将2i换成1-;除法是乘法的逆运算,所以复数的除法运算可由乘法运算推导获得,但是也可由互为共轭复数的两个复数的乘积为实数,先将复数的分母实数化,再化简可得,学习时注意体会第二种方法的优势和本质.。
2014-2015学年高中数学(人教版选修2-2)配套课件第三章 3.2 3.2.2 复数代数形式的乘除运算
z2 · z1 z1· z2=________ z1 ( z2 · z3 ) (z 1 · z2)· z3=________
1 z2 + z1 z3 z1(z2+z3)=z ________
栏 目 链 接
基 础 梳 理
例:(1) (2+i)i=__________________; (2)(1-2i)(3+i)=________________.
解析:(1)原式=1-i2+(-1+i)=2-1+i=1+i.
3 3 3 1 (2)原式=- - +4-4i(1+i) 4 4 3 1 =- + i(1+i) 2 2 3 1 1 3 =- - + - i 2 2 2 2
栏 目 链 接
1+ 3 1- 3 =- + i. 2 2
-2+3i -2+3i1-2i (3)原式= = 1+2i 1+2i1-2i -2+6+3+4i 4 7 = = + i. 5 5 12+22 5-29 5 i 5-29 5 i7+3 5 i (4)原式= = 7-3 5 i 7-3 5 i7+3 5 i 35+29×15+15 5-29×7 5i 470-188 5 i = = 2 2 94 7 +3 5 =5-2 5 i.
2 2 2 2
栏 目 链 接
基 础 梳 理
例:i+2 的共轭复数是( A.2+i C.-2+i
答案:B
)
B.2-i D.-2-i
栏 目 链 接
+ 2
4 . i
4n + 1
4n i - 1 - i 1 = ______________ , i
=
i -1 -i 1 , ____________
i -1 -i 1, i4n + 3 = ____________
3.2.2复数代数形式的乘除运算
对应的点为Z,若点Z位于第一象限,求实
数m的取值范围.
课堂小结
1.复数相乘类似于多项式相乘,只要在所得的结 果中把i2 换成-1,并且把实部和虚部分别合并. 2.实数系中的乘法公式在复数系中仍然成立. 3.共轭复数的相关概念. 4.复数代数形式的除法实质:分母实数化. 5.体会类比的方法.
1.理解复数代数形式的乘除运算法则. 2.会进行复数代数形式的乘除运算. 3.了解互为共轭复数的概念.
类比(a+b)×(c+d)
=ac+ad+bc+bd
计算:(1+3i)(2-3i)
=1×2+1×(-3i)+2×3i+3i×(-3i) =2-3i+6i-9i2 =11+3i
合作探究
探究1: 复数代数形式的乘法运算 设z1=a+bi,z2=c+di 是任意两个复数,那么它们 乘积为: (a+bi)(c+di)= ac+adi+bci+bdi2 = ac+adi+bci-bd = (ac-bd)+(ad+bc)i.
探究2:复数的乘法是否满足交换律,结 合律以及乘法对加法的分配律?
对任意z1 ,z2 ,z3 ∈C,有
z1·z2=z2·z1
(交换律)
(z1·z2)·z3= z1·(z2·z3) (结合律)
z1(z2+z3)=z1·z2+z1·z3
(分配律)
例2 计算: (1)(1+i)2; (2)(3+4i)(3-4i);
这与作根式除法时的处理是很类似的.
(新)高中数学第三章3_2复数代数形式的四则运算3_2_2复数代数形式的乘除运算教学案新人教A版选修2-2
3.2.2 复数代数形式的乘除运算预习课本P109~111,思考并完成下列问题(1)复数乘法、除法的运算法则是什么?共轭复数概念的定义是什么?(2)复数乘法的多项式运算与实数的多项式运算法则是否相同?如何应用共轭复数的性质解决问题?[新知初探]1.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)=(ac -bd )+(ad +bc )i.2.复数乘法的运算律 对任意复数z 1,z 2,z 3∈C,有交换律 z 1·z 2=z 2·z 1结合律 (z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3) 分配律z 1(z 2+z 3)=z 1z 2+z 1z 33.共轭复数已知z 1=a +b i ,z 2=c +d i ,a ,b ,c ,d ∈R,则 (1)z 1,z 2互为共轭复数的充要条件是a =c 且b =-d . (2)z 1,z 2互为共轭虚数的充要条件是a =c 且b =-d ≠0. 4.复数代数形式的除法法则: (a +b i)÷(c +d i)=a +b ic +d i =ac +bd c 2+d 2+bc -adc 2+d 2i(c +d i≠0). [点睛] 在进行复数除法时,分子、分母同乘以分母的共轭复数c -d i ,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.[小试身手]1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)两个复数互为共轭复数是它们的模相等的必要条件.( ) (2)若z 1,z 2∈C,且z 21+z 22=0,则z 1=z 2=0.( ) (3)两个共轭虚数的差为纯虚数.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ 2.(北京高考)复数i(2-i)=( ) A .1+2i B .1-2i C .-1+2i D .-1-2i答案:A3.若复数z 1=1+i ,z 2=3-i ,则z 1·z 2=( ) A .4+2i B .2+i C .2+2i D .3+4i答案:A4.复数i 2+i 3+i41-i =________.答案:12-12i复数代数形式的乘法运算[典例] (1)已知i 是虚数单位,若复数(1+a i)(2+i)是纯虚数,则实数a 等于( ) A .2 B.12 C .-12D .-2(2)(江苏高考)复数z =(1+2i)(3-i),其中i 为虚数单位,则z 的实部是________. [解析] (1)(1+a i)(2+i)=2-a +(1+2a )i ,要使复数为纯虚数,所以有2-a =0,1+2a ≠0,解得a =2.(2)(1+2i)(3-i)=3-i +6i -2i 2=5+5i , 所以z 的实部是5. [答案] (1)A (2)51.两个复数代数形式乘法的一般方法(1)首先按多项式的乘法展开. (2)再将i 2换成-1.(3)然后再进行复数的加、减运算,化简为复数的代数形式. 2.常用公式(1)(a +b i)2=a 2-b 2+2ab i(a ,b ∈R). (2)(a +b i)(a -b i)=a 2+b 2(a ,b ∈R). (3)(1±i)2=±2i. [活学活用]1.已知x ,y ∈R,i 为虚数单位,且x i -y =-1+i ,则(1+i)x +y的值为( )A .2B .-2iC .-4D .2i解析:选D 由x i -y =-1+i 得x =1,y =1,所以(1+i)x +y=(1+i)2=2i.2.已知a ,b ∈R,i 是虚数单位.若(a +i)(1+i)=b i ,则a +b i =________. 解析:因为(a +i)(1+i)=a -1+(a +1)i =b i ,所以a -1=0,a +1=b ,即a =1,b =2,所以a +b i =1+2i.答案:1+2i复数代数形式的除法运算[典例] (1)若复数z 满足z (2-i)=11+7i(i 是虚数单位),则z 为( ) A .3+5i B .3-5i C .-3+5iD .-3-5i(2)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 .-12D.12[解析] (1)∵z (2-i)=11+7i ,∴z =11+7i 2-i =(11+7i)(2+i)(2-i)(2+i)=15+25i 5=3+5i.(2)1+a i 2-i =(1+a i)(2+i)(2-i)(2+i)=2-a 5+1+2a 5i ,由1+a i 2-i 是纯虚数,则2-a 5=0,1+2a 5≠0,所以a =2.[答案] (1)A (2)A1.两个复数代数形式的除法运算步骤(1)首先将除式写为分式;(2)再将分子、分母同乘以分母的共轭复数;(3)然后将分子、分母分别进行乘法运算,并将其化为复数的代数形式. 2.常用公式(1)1i =-i ;(2)1+i 1-i =i ;(3)1-i 1+i =-i. [活学活用]1.(天津高考)i 是虚数单位,计算1-2i 2+i 的结果为________.解析:1-2i 2+i =(1-2i)(2-i)(2+i)(2-i)=(2-2)-i -4i 5=-i.答案:-i2.计算:(1+i)(4+3i)(2-i)(1-i)=________.解析:法一:(1+i)(4+3i)(2-i)(1-i)=1+7i 1-3i =(1+7i)(1+3i)10=-2+i.法二:(1+i)(4+3i)(2-i)(1-i)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i ⎝ ⎛⎭⎪⎫4+3i 2-i=i(4+3i)(2+i)5=(-3+4i)(2+i)5=-10+5i5=-2+i. 答案:-2+ii 的乘方的周期性及应用[典例] (1)(湖北高考)i 为虚数单位,i 607的共轭复数为( ) A .i B .-i C .1D .-1(2)计算i 1+i 2+i 3+…+i 2 016=________.[解析] (1)因为i 607=i4×151+3=i 3=-i ,所以其共轭复数为i ,故选A.(2)法一:原式=i(1-i 2 016)1-i =i[1-(i 2)1 008]1-i =i(1-1)1-i=0.法二:∵i 1+i 2+i 3+i 4=0, ∴i n +in +1+in +2+in +3=0(n ∈N), ∴i 1+i 2+i 3+…+i2 016,=(i 1+i 2+i 3+i 4)+(i 5+i 6+i 7+i 8)+…+(i 2 013+i2 014+i2 015+i2 016)=0.[答案] (1)A (2)0虚数单位i 的周期性(1)i4n +1=i ,i4n +2=-1,i4n +3=-i ,i 4n =1(n ∈N *).(2)i n+in +1+in +2+i n +3=0(n ∈N).[活学活用]计算1+i 1-i ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 3·…·⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 10=______. 解析:∵1+i 1-i =i ,∴原式=i·i 2·i 3·…·i 10=i 1+2+3+…+10=i 55=i 3=-i.答案:-i复数综合应用[典例] 设z 是虚数,ω=z +z是实数,且-1<ω<2,求|z |的值及z 的实部的取值范围.[解] 因为z 是虚数,所以可设z =x +y i ,x ,y ∈R,且y ≠0. 所以ω=z +1z =x +y i +1x +y i=x +y i +x -y i x 2+y 2=x +x x 2+y 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -y x 2+y 2i. 因为ω是实数且y ≠0, 所以y -yx 2+y2=0,所以x 2+y 2=1,即|z |=1.此时ω=2x .因为-1<ω<2,所以-1<2x <2, 从而有-12<x <1,即z 的实部的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1. [一题多变]1.[变设问]若本例中条件不变,设u =1-z1+z ,证明u 为纯虚数.证明:设z =x +y i ,x ,y ∈R,且y ≠0, 由典例解析知,x 2+y 2=1,∴u =1-z 1+z =1-(x +y i)1+(x +y i)=(1-x -y i)(1+x -y i)(1+x )2+y 2=1-x 2-y 2-2y i (1+x )2+y 2=-y 1+xi. 因为x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,y ≠0,所以y 1+x ≠0,所以u 为纯虚数.2.[变设问]若本例条件不变,求ω-⎝⎛⎭⎪⎫1-z 1+z 2的最小值.解:设z =x +y i ,x ,y ∈R,且y ≠0, 由典例解析知x 2+y 2=1. 则ω-⎝⎛⎭⎪⎫1-z 1+z 2=2x -⎝ ⎛⎭⎪⎫-y 1+x i 2=2x +⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+x 2=2x +1-x 2(1+x )2=2x +1-x1+x=2x -1+21+x =2(x +1)+21+x -3.因为-12<x <1,所以1+x >0. 于是ω-⎝ ⎛⎭⎪⎫1-z 1+z 2=2(x +1)+21+x -3≥22(x +1)·21+x-3=1.当且仅当2(x +1)=21+x, 即x =0时等号成立. 所以ω-⎝⎛⎭⎪⎫1-z 1+z 2的最小值为1,此时z =±i.复数运算的综合问题解决方法在有关复数运算的综合问题中,常与集合、数列、不等式、三角函数、函数、解析几何等内容结合在一起,要解决此类问题常将复数设为x +y i(x ,y ∈R)的形式,利用有关条件及复数相等转化为实数问题或利用复数的几何意义转化为点的坐标及向量问题进行解决.层级一 学业水平达标1.复数(1+i)2(2+3i)的值为( )A .6-4iB .-6-4iC .6+4iD .-6+4i解析:选D (1+i)2(2+3i)=2i(2+3i)=-6+4i. 2.(全国卷Ⅰ)已知复数z 满足(z -1)i =1+i ,则z =( ) A .-2-i B .-2+i C .2-iD .2+i解析:选C z -1=1+ii=1-i ,所以z =2-i ,故选C.3.(广东高考)若复数z =i(3-2i)(i 是虚数单位),则z =( ) A .2-3i B .2+3i C .3+2iD .3-2i解析:选A ∵z =i(3-2i)=3i -2i 2=2+3i ,∴z =2-3i. 4.(1+i)20-(1-i)20的值是( ) A .-1 024 B .1 024 C .0D .512解析:选 C (1+i)20-(1-i)20=[(1+i)2]10-[(1-i)2]10=(2i)10-(-2i)10=(2i)10-(2i)10=0.5.(全国卷Ⅱ)若a 为实数,且2+a i1+i =3+i ,则a =( )A .-4B .-3C .3D .4解析:选D2+a i 1+i =(2+a i)(1-i)(1+i)(1-i)=a +22+a -22i =3+i , 所以⎩⎪⎨⎪⎧a +22=3,a -22=1,解得a =4,故选D.6.(天津高考)已知a ,b ∈R,i 是虚数单位,若(1+i)(1-b i)=a ,则ab的值为________. 解析:因为(1+i)(1-b i)=1+b +(1-b )i =a , 又a ,b ∈R,所以1+b =a 且1-b =0,得a =2,b =1, 所以a b=2. 答案:27.设复数z =1+2i ,则z 2-2z =________.解析:∵z =1+2i ,∴z 2-2z =z (z -2)=(1+2i)(1+2i -2)=(1+2i)(-1+2i)=-3. 答案:-38.若a1-i =1-b i ,其中a ,b 都是实数,i 是虚数单位,则|a +b i|=________.解析:∵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 +b i|=|2-i|=22+(-1)2= 5. 答案: 59.计算:(i -2)(i -1)(1+i)(i -1)+i +-3-2i2-3i .解:因为(i -2)(i -1)(1+i)(i -1)+i =(i -2)(i -1)i 2-1+i =(i -2)(i -1)-2+i =i -1,-3-2i2-3i=(-3-2i)(2+3i)(2-3i)(2+3i)=-13i 13=-i ,所以(i -2)(i -1)(1+i)(i -1)+i +-3-2i 2-3i =i -1+(-i)=-1.10.已知z 为z 的共轭复数,若z ·z -3i z =1+3i ,求z . 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 =-1,b =0,或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3.所以z =-1或z =-1+3i.层级二 应试能力达标1.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:选B 设z =a +b i(a ,b ∈R),且a <0,b >0,则z 的共轭复数为a -b i ,其中a <0,-b <0,故应为B 点.2.设a 是实数,且1+a i1+i ∈R,则实数a =( )A .-1B .1C .2D .-2解析:选B 因为1+a i 1+i ∈R,所以不妨设1+a i1+i=x ,x ∈R,则1+a i =(1+i)x =x +x i ,所以有⎩⎪⎨⎪⎧x =1,a =x ,所以a =1.3.若a 为正实数,i 为虚数单位,⎪⎪⎪⎪⎪⎪a +i i =2,则a =( )A .2 B. 3 C. 2 D .1解析:选B ∵a +ii=(a +i)(-i)=1-a i ,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a +i i =|1-a i|=1+a 2=2,解得a=3或a =-3(舍).4.计算(-1+3i)3(1+i)6+-2+i1+2i 的值是( ) A .0 B .1 C .iD .2i解析:选D 原式=(-1+3i)3[(1+i)2]3+(-2+i)(1-2i)(1+2i)(1-2i)=(-1+3i)3(2i)3+-2+4i +i +25=-12+32i 3-i +i =1-i +i =i(-i)i+i =2i.5.若z 1=a +2i ,z 2=3-4i ,且z 1z 2为纯虚数,则实数a 的值为________. 解析:z 1z 2=a +2i 3-4i =(a +2i)(3+4i)9+16=3a +4a i +6i -825=(3a -8)+(4a +6)i25,∵z 1z 2为纯虚数,∴⎩⎪⎨⎪⎧3a -8=0,4a +6≠0,∴a =83.答案:836.设复数z 满足z 2=3+4i(i 是虚数单位),则z 的模为________. 解析:设z =a +b i(a ,b ∈R), 则z 2=a 2-b 2+2ab i =3+4i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-b 2=3,2ab =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,b =-1.∴|z |=a 2+b 2= 5. 答案: 57.设复数z =(1+i)2+3(1-i)2+i ,若z 2+a z <0,求纯虚数a .解:由z 2+a z<0可知z 2+a z是实数且为负数. z =(1+i)2+3(1-i)2+i =2i +3-3i 2+i =3-i2+i =1-i.∵a 为纯虚数,∴设a =m i(m ∈R 且m ≠0),则z 2+a z =(1-i)2+m i 1-i =-2i +m i -m 2=-m 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫m2-2i <0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧-m2<0,m 2-2=0,∴m =4,∴a =4i.8.复数z =(1+i)3(a +b i)1-i 且|z |=4,z 对应的点在第一象限,若复数0,z ,z 对应的点是正三角形的三个顶点,求实数a ,b 的值.解:z =(1+i)2·(1+i)1-i (a +b i)=2i·i(a +b i)=-2a -2b i. 由|z |=4,得a 2+b 2=4,①∵复数0,z ,z 对应的点构成正三角形, ∴|z -z |=|z |.把z =-2a -2b i 代入化简得|b |=1.② 又∵z 对应的点在第一象限, ∴a <0,b <0. 由①②得⎩⎨⎧a =-3,b =-1.故所求值为a =-3,b =-1.(时间: 120分钟 满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.i 是虚数单位,复数7-i3+i =( )A .2+iB .2-iC .-2+iD .-2-i解析:选B7-i 3+i =(7-i)(3-i)10=20-10i10=2-i. 2.(全国卷Ⅱ)若a 为实数,且(2+a i)(a -2i)=-4i ,则a =( ) A .-1 B .0 C .1D .2解析:选B ∵(2+a i)(a -2i)=-4i , ∴4a +(a 2-4)i =-4i.∴⎩⎪⎨⎪⎧4a =0,a 2-4=-4.解得a =0.故选B.3.若复数z 满足z1-i=i ,其中i 是虚数单位,则z =( )A .1-iB .1+iC .-1-iD .-1+i解析:选A z =(1-i)i =-i 2+i =1+i ,z =1-i ,故选A. 4.设i 是虚数单位,则复数2i1-i在复平面内所对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限解析:选B2i 1-i =2i(1+i)(1-i)(1+i)=2(i -1)2=-1+i ,由复数的几何意义知-1+i 在复平面内的对应点为(-1,1),该点位于第二象限,故选B.5.已知(1-i)2z=1+i(i 为虚数单位),则复数z =( )A .1+iB .1-iC .-1+iD .-1-i解析:选D 由(1-i)2z =1+i ,得z =(1-i)21+i =-2i 1+i =-2i(1-i)(1+i)(1-i)=-1-i ,故选D.6.设复数z =-1-i(i 为虚数单位),z 的共轭复数是z ,则2-zz等于( )A .-1-2iB .-2+iC .-1+2iD .1+2i解析:选C 由题意可得2-z z =2-(-1+i)-1-i=(3-i)(-1+i)(-1-i)(-1+i)=-1+2i ,故选C.7.已知复数z =-12+32i ,则z +|z |=( )A .-12-32iB .-12+32iC.12+32i D.12-32i 解析:选D 因为z =-12+32i ,所以z +|z |=-12-32i +⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+322=12-32i.8.已知复数z 满足(1-i)z =i 2 016(其中i 为虚数单位),则z 的虚部为( )A.12B .-12C.12i D .-12i解析:选B ∵2 016=4×504,∴i 2 016=i 4=1.∴z =11-i =12+12i ,∴z =12-12i ,∴z的虚部为-12.故选B.9.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:选B 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.10.设z =(2t 2+5t -3)+(t 2+2t +2)i ,t ∈R,则以下结论正确的是( ) A .z 对应的点在第一象限 B .z 一定不为纯虚数 C.z 对应的点在实轴的下方 D .z 一定为实数解析:选C ∵t 2+2t +2=(t +1)2+1>0,∴z 对应的点在实轴的上方.又∵z 与z 对应的点关于实轴对称.∴C 项正确.11.设z 的共轭复数为z ,若z +z =4,z ·z =8,则zz等于( )A .1B .-iC .±1D .±i解析:选 D 设z =a +b i(a ,b ∈R),则z=a -b i ,由条件可得⎩⎪⎨⎪⎧2a =4,a 2+b 2=8.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =±2.因此⎩⎪⎨⎪⎧z =2+2i ,z =2-2i ,或⎩⎪⎨⎪⎧z =2-2i ,z =2+2i.所以zz=2-2i 2+2i =1-i1+i=(1-i)2(1+i)(1-i)=-2i 2=-i ,或z z =2+2i 2-2i =1+i 1-i =(1+i)2(1-i)(1+i)=2i2=i ,所以z z=±i.12.已知复数z =(x -2)+y i(x ,y ∈R)在复平面内对应的向量的模为3,则yx的最大值是( )A.32B.33C.12D. 3解析:选D 因为|(x-2)+yi|=3,所以(x-2)2+y2=3,所以点(x ,y)在以C(2,0)为圆心,以为半径的圆上,如图,由平面几何知识-3≤yx≤ 3.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分.把答案填在题中的横线上) 13.已知复数z =(5+2i)2(i 为虚数单位),则z 的实部为________. 解析:复数z =(5+2i)2=21+20i ,其实部是21. 答案:2114.i 是虚数单位,若复数(1-2i)(a +i)是纯虚数,则实数a 的值为________. 解析:由(1-2i)(a +i)=(a +2)+(1-2a )i 是纯虚数可得a +2=0,1-2a ≠0,解得a =-2.答案:-215.设复数a +b i(a ,b ∈R)的模为3,则(a +b i)(a -b i)=________. 解析:∵|a +b i|=a 2+b 2=3, ∴(a +b i)(a -b i)=a 2+b 2=3. 答案:316.若关于x 的方程x 2+(2-i)x +(2m -4)i =0有实数根,则纯虚数m =________. 解析:设m =b i(b ∈R 且b ≠0),则x 2+(2-i)x +(2b i -4)i =0,化简得(x 2+2x -2b )+(-x -4)i =0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x -2b =0,-x -4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-4,b =4,∴m =4i.答案:4i三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)设复数z =lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i(m ∈R),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:(1)由m 2+3m +2=0且m 2-2m -2>0,解得m =-1或m =-2,复数表示实数. (2)当实部等于零且虚部不等于零时,复数表示纯虚数. 由lg(m 2-2m -2)=0,且m 2+3m +2≠0, 求得m =3,故当m =3时,复数z 为纯虚数.(3)由lg(m 2-2m -2)>0,且m 2+3m +2>0,解得m <-2或m >3,故当m <-2或m >3时,复数z 对应的点位于复平面的第一象限.18.(本小题满分12分)已知(1+2i)z =4+3i ,求z 及z z.解:设z =a +b i(a ,b ∈R),则z =a -b i. ∴(1+2i)(a -b i)=4+3i , ∴(a +2b )+(2a -b )i =4+3i.由复数相等,解得⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =4,2a -b =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.∴z =2+i.∴zz =z ·zz ·z =z 2|z |2=4-1+4i 5=35+45i. 19.(本小题满分12分)已知z =1+i ,a ,b 为实数. (1)若ω=z 2+3z -4,求|ω|;(2)若z 2+az +bz 2-z +1=1-i ,求a ,b 的值.解:(1)ω=(1+i)2+3(1-i)-4=-1-i , 所以|ω|= 2.(2)由条件,得(a +b )+(a +2)ii =1-i ,所以(a +b )+(a +2)i =1+i ,所以⎩⎪⎨⎪⎧a +b =1,a +2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =2.20.(本小题满分12分)虚数z 满足|z |=1,z 2+2z +1z<0,求z .解:设z =x +y i(x ,y ∈R,y ≠0),∴x 2+y 2=1. 则z 2+2z +1z =(x +y i)2+2(x +y i)+1x +y i=(x 2-y 2+3x )+y (2x +1)i. ∵y ≠0,z 2+2z +1z<0,∴⎩⎪⎨⎪⎧2x +1=0, ①x 2-y 2+3x <0, ②又x 2+y 2=1. ③ 由①②③得⎩⎪⎨⎪⎧x =-12,y =±32.∴z =-12±32i.21.(本小题满分12分)已知复数z 满足|z |=2,z 2的虚部是2. (1)求复数z ;(2)设z ,z 2,z -z 2在复平面上的对应点分别为A ,B ,C ,求△ABC 的面积.解:(1)设z =a +b i(a ,b ∈R),则z 2=a 2-b 2+2ab i ,由题意得a 2+b 2=2且2ab =2,解得a =b =1或a =b =-1,所以z =1+i 或z =-1-i.(2)当z =1+i 时,z 2=2i ,z -z 2=1-i ,所以A (1,1),B (0,2),C (1,-1),所以S △ABC=1.当z =-1-i 时,z 2=2i ,z -z 2=-1-3i , 所以A (-1,-1),B (0,2),C (-1,-3), 所以S △ABC =1.22.(本小题满分12分)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=1-i 1+i =(1-i)2(1+i)(1-i)=-2i2=-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. 又∵z 1·z 2∈R,∴a =4.∴z 2=4+2i.。
3.2.2复数代数形式的乘除运算(学、教案)
3. 2.2复数代数形式的乘除运算(学案)预习目标: 1.复数的代数形式的乘除运算及共轭复数的概念2.掌握复数的代数形式的乘、除运算。
预习内容:1.虚数单位i :----------------------------------2. i 与-1的关系: ---------------------------------------3. i 的周期性:----------------------------------------------------4.复数的定义------------------------------------------------------------ 3. 复数的代数形式: -------------------------------------------------------------------4. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:-------------------------- --5. 两个复数相等的定义:-------------------------------------------------6. 复平面、实轴、虚轴:-------------------------------------------------------8.复数z 1与z 2的和的定义:-----------------------------9. 复数z 1与z 2的差的定义:----------------------------------------- 10. 复数的加法运算满足交换律: ------------------------------------ 11. 复数的加法运算满足结合律:-----------------------------------------------------提出疑惑:同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案学习目标:掌握复数的代数形式的乘、除运算。
原创3:3.2.2复数的乘除运算
记法:复数 = + 的共轭复数记作
z
= −
z
口答:说出下列复数的共轭复数
⑴z=2+3
(2-3)
⑵z= -6
( 6)
⑶z= 3
(3)
注意:⑴当虚部不为0时的共轭复数称为共轭虚数
⑵实数的共轭复数是它本身
思考:若z1 ,z2是共轭复数,那么
⑴在复平面内,它们所对应的点有怎样的位置关系?
分母实数化
+ = +
2、复数乘法满足交换律、结合律的证明
设 = + , = + , = + .
(1)因为 ∙ = ( + )( + )
= ( − ) + ( + ),
(事实上可以把它推广到 ∈ .)
1
1 i
1 i
2
i;
i.
② (1 i ) 2i; i;
i
1 i
1 i
2复数的乘法与多项式的乘法是类似的,只是在运算过程中把
换成-1,然后实、虚部分别合并.
3 除法: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
化简等.
z1 1 i , z 2 2 i
(2)已知
求
+
,
,
-4
∙
8+6
(3)
1 ± 2 = ±2
1
=−
1+
=
1−
1−
= −
1+
复数代数形式的乘除运算
复数代数形式的乘除运算说课稿说课教师:张晶晶一教材分析1、教材的地位和作用《§3.2.2 复数代数形式的乘除运算》是高中数学选修2-2(人教A版)第三章的第二小节,其主要内容是复数代数形式的乘除运算。
前面已学习了《§3.1.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义》, 在此基础上,继续学习复数的乘除运算,让学生认识到实数集中的许多性质在复数集中仍然适用,同时也是对学习复数知识的加深和巩固。
它进一步揭示了虚数与实数辩证统一的关系,对培养学生类比学习的观点和转化的思想起到了一定的帮助作用,为提高学生的推理论证能力和解决问题的能力也起到了十分重要的作用。
2.教学重点与难点教学重点:复数代数形式的乘法与除法运算法则.教学难点:对复数除法运算法则的运用(分母实数化的问题)。
3. 教学目标(1)知识与技能:通过类比学习熟练掌握复数代数形式的乘法与除法运算法则,深刻体会复数的除法运算实质是分母实数化的问题。
(2)过程与方法:通过学生自学、兵教兵、探究等教学形式提高学生分析问题和解决问题的能力。
(3)情感与价值观:在教学中要注重培养学生思维的灵活性,辩证性和创新性,活跃课堂气氛,激发学生学习数学的热情,培养学生学习数学的兴趣,增强他们学习数学的信心。
二教法分析1、要对新课标和新教材有整体的把握和认识,这样才能将知识系统化,注意知识前后的联系,形成知识框架;其次要了解学生的现状和认知结构,了解学生此阶段的知识水平,以便因材施教;再次要处理好课堂教学中教师的教和学生的学的关系。
2、根据上述教材分析和目标分析,在教学中采用“洋思模式”,以学生为主体,学生自学为核心构建课堂教学,培养问题意识,孕育创新精神,提出恰当的对学生的数学思维有适度启发的问题,引导学生自学,培养学生良好的学习方法。
3、“先学后教,当堂训练”:通过展示“自学指导”让学生阅读课本,小组内讨论,结合前面学习的知识来解决提出的问题,强化类比转化的思想。
2022版高中数学第三章数系的扩充与复数的引入3.2.2复数代数形式的乘除运算课件新人教A版选修2_
复数z,z1,z2和自然数n,m,有zm·zn=zm+n,(zm)n=zmn,(z1·
=z2)n
1 ·2 .
知识梳理
【做一做1-1】 复数z1=2+i,z2=1-i,那么z=z1·z2在复平面内对
应的点位于(
)
A.第一象限 B.第二象限
=(-8-8 3i)(2-2
=-16+16 3i-16
(4)(方法 1)
=
2i 4
-2i
3 − i)2]3=(2-2 3i)3
3i)
3i)
3i-48=-64.
1+i 8
1-i
=
4
1+i 2
1-i
= (-1)4=1.
1+i
(1+i)2
(方法 2)因为 1-i = (1-i)(1+i) =
所以
1+i 8
=
21-28i+3i-4i 2
25
(i-2)(i-1)
(4)
=
(1+i)(i-1)+i
-2-i+6i+3i 2
5
(5)原式 =
=
=
=
25-25i
= 1-i.
25
2
i -i-2i+2
i-1+i 2 -i+i
-5+5i
=
1-3i
-2+i
=
(1-3i)(-2-i)
(-2+i)(-2-i)
= −1+i.
5
(-1+ 3i)2 (-1+ 3i)
3.2.2复数代数形式的乘除运算课件人教新课标
A.A C.C
B.B D.D
数学 选修2-2
第三章 数系的扩充与复数的引入
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
高效测评 知能提升
解析: (1)z=1+i 2i=1+-2ii2-i=2-i,则复数 z =2+i. (2)因为 x+yi 的共轭复数为 x-yi,故选 B.
答案: (1)D (2)B
数学 选修2-2
=
ac+bd+bc-adi
+
bc-ad c2+d2
i(c+di≠0).
数学 选修2-2
第三章 数系的扩充与复数的引入
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
高效测评 知能提升
复数代数情势的乘除法
1.运算法则 设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则 z1z2=(a+bi)(c+di) =__(_a_c_-__b_d_)+__(_b_c_+__a_d_)i__ ;
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
高效测评 知能提升
方法二:(技巧解法)
原式=1+2 i26+
2+ 3-
3ii 2ii
=i6+
2+ 2+
33iii=-1+i.
数学 选修2-2
第三章 数系的扩充与复数的引入
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
高效测评 知能提升
共轭复数
-3z1z2i=4-6i,求z1和z2. [思路点拨]
第三章 数系的扩充与复数的引入
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
高效测评 知能提升
2.(2014·西安五校一模)已知复数 z=1-3+3ii, z 是 z 的共
轭复数,则 z 的模等于( )
人教a版数学【选修2-2】备选练习:3.2.2复数代数形式的乘除运算(含答案)
选修2-2 第三章 3.2 3.2.21.(2012·湖南文)复数z =i(i +1)(i 为虚数单位)的共轭复数是( )A .-1-iB .-1+iC .1-iD .1+i [答案] A[解析] z =i(i +1)=-1+i 的共轭复数是z -=-1-i.2.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 .-12 C.12D .2 [答案] D[解析] (1+b i)(2+i)=2-b +(2b +1)i ,∵此复数为纯虚数,∴b =2.3.(2013·安徽理,1)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+iB .1-iC .-1+iD .-1-i [答案] A[解析] 设z =x +y i(x ,y ∈R ),由z ·z i +2=2z ,得(x 2+y 2)i +2=2(x +y i)=2x +2y i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+y 2=2y ,2=2x ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.∴z =1+i ,故选A. 4.对于n 个复数z 1、z 2、…、z n ,如果存在n 个不全为零的实数k 1、k 2、…、k n ,使得k 1z 1+k 2z 2+…+k n z n =0,就称z 1、z 2、…、z n 线性相关.若要说明复数z 1=1+2i ,z 2=1-i ,z 3=-2线性相关,那么可取{k 1,k 2,k 3}=________.(只要写出满足条件的一组值即可)[答案] {1,2,32}或{2,4,3}等 [解析] 由k 1z 1+k 2z 2+k 3z 3=0得k 1(1+2i)+k 2(1-i)+k 3(-2)=0,即(k 1+k 2-2k 3)+(2k 1-k 2)i =0.∴⎩⎪⎨⎪⎧k 1+k 2-2k 3=0,2k 1-k 2=0. ∴k 1k 2k 3=32. 故填{1,2,32}或{2,4,3}等.5.设关于x 的方程是x 2-(tan θ+i)x -(2+i)=0.(1)若方程有实数根,求锐角θ和实数根;(2)证明:对任意θ≠k π+π2(k ∈Z ),方程无纯虚数根. [解析] (1)设实数根是a ,则a 2-(tan θ+i)a -(2+i)=0,即a 2-a tan θ-2-(a +1)i =0,∵a 、tan θ∈R ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a tan θ-2=0,a +1=0; ∴a =-1,且tan θ=1,又0<θ<π2,∴θ=π4. (2)若方程存在纯虚数根,设为b i(b ∈R ,b ≠0),则(b i)2-(tan θ+i)b i -(2+i)=0,化简整理得-b 2+b -2-(b tan θ+1)i =0.即⎩⎪⎨⎪⎧-b 2+b -2=0b tan θ+1=0此方程组无实数解, ∴对任意θ≠k π+π2(k ∈Z ),方程无纯虚数根. 6.已知1+i 是方程x 2+bx +c =0的一个根(b 、c ∈R ).(1)求b 、c 的值;(2)试证明1-i 也是方程的根.[解析] (1)∵1+i 是方程x 2+bx +c =0的根∴(1+i)2+b (1+i)+c =0,即b +c +(2+b )i =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧ b +c =02+b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =-2c =2. (2)由(1)知方程为x 2-2x +2=0,把1-i 代入方程左边得左边=(1-i)2-2(1-i)+2=0=右边,即方程成立∴1-i 也是方程的根.。
复数代数形式的乘除运算总结
z
=3-i i=-1-3i.
例 3 已知 1+i 是方程 x2+bx+c=0 的一个根(b,c∈R). (1)求 b,c 的值; (2)试证明 1-i 也是方程的根.
解:(1)∵1+i 是方程 x2+bx+c=0 的根, ∴(1+i)2+b(1+i)+c=0, 即 b+c+(2+b)i=0,
∴2b++bc==00,, 解得bc==2-. 2, (2)证明:由(1)知方程为 x2-2x+2=0, 把 1-i 代入方程左边得 左边=(1-i)2-2(1-i)+2=0=右边,即方程成立, ∴1-i 也是方程的根.
[思考] 实数集内乘法、乘方的一些重要结论和一些运算 法则,在复数集内一定成立吗?
解:不一定,如:(1)当 z∈R 时,|z|2=z2;当 z∈C 时, |z|2∈R,而 z2∈C,所以|z|2≠z2.(2)当 z∈R 时, z21+z22=0⇔z1 =0 且 z2=0;当 z∈C 时, z21+z22=0≠> z1=0 且 z2=0,但 z1=0,z2=0⇒z21+z22=0.
【变式巩固】 求-16+30i 的平方根.
[分析] 由于复数的平方根仍然是复数,设出该复数的平 方根的复数形式,再结合复数乘法与除法的关系,利用复数 相等的充要条件求得.
解:设-16+30i 的平方根为 x+yi(x,y∈R), 则(x+yi)2=-16+30i, 即 x2-y2+2xyi=-16+30i,由复数相等的条件,得 x2-y2=-16,① xy=15,② 解得 x=±3,y=±5,又由方程②可知 x、y 同号, 所以-16+30i 的平方根为 3+5i,-3-5i.
2.共轭复数的常用性质
①z·z
= z
= 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.2.2复数代数形式的乘除运算
������+������ ������+������������
•
=((������������++���������������)���)((������������--���������������������)���)
=
������������-������������������+������������-������������������
3.2.2 复数代数形式的 乘除运算
第4课时 复数代数形式 的乘除运算
• 两个实数的积、商是一个实数,那么两 个复数的积、商是怎样的?怎样规定两个 复数的乘、除运算,才能使在复数集中 的乘法、除法与原实数集中的有关规定 相容?复数的加减运算把i看作一个字母, 相当于多项式的合并同类项,那么复数 乘法可否像多项式乘法那样进行呢?
=
������������-������-������������+������ ������-������+������������-������+������
•
=-������-������+������������������
=
(������-������������)(-������-������) (-������+������)(-������-������)
第4课时 复数代数形式 的乘除运算
• 2.复数的除法运算
• 例2计算:(1)(������-������������)(������������++������������)������+������+������������;
• (2)(������(+������-������)���(���)������-(������-������)���+���) ������; (3)(-(������������++������)������������������)������ - -������+������+������������������.
选修1-2第三章3-3-2-2复数代数式的乘除运算
. z 1 ·( z 2 · z 3 )
. z1 z2 +z1 z3
课堂讲练互动
(3)乘法对加法的分配律:z1(z2+z3)=
课前探究学习
.
活页规范训练
想一想:复数的乘法与多项式的乘法有何不同? 提示 复数的乘法与多项式乘法是类似的,有一点不同即必须在
所得结果中把i2换成-1,再把实部、虚部分别合并.
课前探究学习
课堂讲练互动
活页规范训练
- - 2 ②z· z =|z| ∈R(因为 z· z =(a+bi)(a-bi)=a2+b2=|z|2); - - ③z+ z =2a 为实数;z- z =2bi(b≠0)为纯虚数; - ④z 为实数⇔z= z ; - ⑤z 为纯虚数⇔z+ z =0 且 z≠0.
课前探究学习
课堂讲练互动
活页规范训练
3.复数的除法与实数的除法有所不同,实数的除法可以直接约分 化简,得出结论,但复数的除法中分母为复数,一般不能直接 约分化简.复数的除法的一般做法是,由于两个共轭复数的积 是一个实数,因此,两个复数相除,可以先把它们的商写成分 式的形式,然后把分子分母都乘以分母的共轭复数(注意是分 母的共轭复数),并把结果化简即可. a+bi a+bic-di ac+bd+bc-adi ac+bd 也就是说 = = = 2 2 2 c+di c+dic-di c +d c +d2 bc-ad + 2 i(c+di≠0). c +d2
课前探究学习
课堂讲练互动
活页规范训练
3.共轭复数 如果两个复数满足 实部相等、虚部互为相反数 时,称这
- 两个复数为共轭复数,z 的共轭复数用 z 表示,即 z=a+bi(a, - b∈R),则 z = 4.复数的除法法则 z1 设 z1=a+bi(a,b∈R),z2=c+di(c+di≠0 且 c,d∈R),则z 2 a+bi ac+bd bc-ad = = 2 2+ 2 2 i(c+di≠0). c+di c +d c +d
高中数学教学课例《3.2.2复数代数形式的乘除运算》课程思政核心素养教学设计及总结反思
同实践和探讨。
课例研究综 责任心,有求实、创新的工作作风;面对参差不齐的知
述
识水平,教师还应善于理解、分析学生,善于做学生的
思想工作,使学生在愉快中接受分层,在分层中提高学
习兴趣,从而达到缩小两极分化,大面积提高教学质量
的目的。高中教学实行分层教学是一种新的尝试,仍有
待于在实践中不断探索、总结,更有待于广大同行的共
步的、完整的认识,也为进一步学习数学打下基础,通
教材分析 过本章学习,要使学生在问题情景中了解数系扩充的过
程以及引入复数的必要性,学习复数的一些基本知识,
体会人类理性思维在数系扩充中的作用。
2、教学重难点
重点:复数代数形式的除法运算
Байду номын сангаас
难点:对复数除法法则的运用
(1)知识目标:理解并掌握复数的代数形式的乘法
点。但是学生学习基础太差,学习习惯不好,厌学思想
普遍,缺乏学习信心,焦虑不安的消极情绪。以至于对 学生学习能
数学学习提不起兴趣,没有明确的学习目标,没有科学 力分析
的学习方法。独立思考问题有一定难度,语言表达、动
手能力均相对较差;接受相对较慢且不求甚解,对知识
缺乏系统性。
数学是思维的科学,培养学生数学思维能力是高中
教学过程
已知两复数,(a,b,c,d 是实数) (1)加法法则:
(2)减法法则:
即:两个复数相加(减)就是实部与实部,虚部与虚
部分别相加(减). (二)探求新知: 探究一: 设 a,b,c,d∈R,则(a+b)(c+d)怎样展开? (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd 思考: 复数,,其中 a,b,c,d∈R,则 z1·z2=(a+bi)(c
+di)等于什么 1.复数的乘法法则: 说明:(1)两个复数的积仍然是一个复数; (2)复数的乘法与多项式的乘法是类似的,只是在
复数代数形式的乘除运算
3.乘法运算律 对任意z1 ,z2 ,z3 ∈C. 有
z 1· z2=z2· z1
(z1· z 2) · z3= z1· (z2· z 3) z1(z2+z3)=z1· z2+z1· z3
(交换律)
(结合律) (分配律)
例2.计算:
(1) (3+4i)(3-4i)
(2) (1+i)2 解:(1)(3+4i) (3-4i) =32-(4i)2 =9-(-16)=25; (2) (1+ i)2=1+2 i+i2=1+2 i-1=2 i. 点评:实数集中的完全平方公式、平方差 等公式在复数集中仍然适用.
§3.2.2 复数代数形式的 乘除运算
教学目标: 知识与技能:理解并掌握复数的代数形式的乘法 与除法运算法则,深刻理解它是乘法运算的逆运算 过程与方法:理解并掌握复数的除法运算实质 是分母实数化问题 情感、态度与价值观:让学生体会自主学习 自主探究提高运算能力的过程。 教学重点:复数代数形式的除法运算。 教学难点:对复数除法法则的运用
变式:计算: (1)(-3+4i)(3+4i) (2)(1-i)2 (3) i(2-i)(1-2i) 解:(1)(-3+4i)(3+4i)=(4i)2-32=-16-9=-25 (2)(1-i)2=1-2i+i2=-2i (3) i(2-i)(1-2i)=(2i+1)(1-2i)=1-(4i)2=17
z1 z2 z2 z1
即对于任意z1 , z2 ,z3 ∈C,有
,
( z1 z2 ) z3 z1 ( z2 z3 ),
z1 ( z2 z3 ) z1 z2 z1 z3 .
人教A选修二第3章3.2.2
解:因为 2x+(5-y)i 和 3x-1-(y+1)i + - - - + 是共轭复数, 是共轭复数,
2x=3x-1, x=1, = - , = , 解得 所以 - = + , = y=2. 5-y=y+1,
所以 z=1+2i, z =1-2i. = + , -
i的运算性质及应用 的运算性质及应用 虚数单位i的周期性: 虚数单位 的周期性: 的周期性 + (1)i4n+1=i,i4n+2=- ,i4n+3=- ,i4n= , + =-1, + =-i, 1(n∈N). ∈ . + + + (2)in+in+1+in+2+in+3=0(n∈N). ∈ . n也可以推广到整数集. 也可以推广到整数集. 也可以推广到整数集
变式训练 1 值.
1 计算(1- 计算 -i) +2i+(3+i )+ 的 + + + i
2 3
解:原式=- +2i+3-i-i=3-2i. 原式=-2i+ + - - = - =-
共轭复数
z· z =|z|2,体现了复数与实数的转化. 体现了复数与实数的转化. z∈R⇔z= z ;若 z≠0,z+ z =0,则 z 为纯 ∈ ⇔= ≠ ,+ , 虚数. 虚数.
【思维总结】 本题充分利用了共轭复数的有关 思维总结】 性质,使问题直接化简为2x+ = 而不是直接把 而不是直接把z 性质,使问题直接化简为 +1=0而不是直接把 代入等式. =x+yi代入等式. + 代入等式
变式训练 2 已知 x、y∈R,若 2x+(5-y)i 、 ∈ , + - 和 3x-1-(y+1)i 是共轭复数, - - + 是共轭复数, 求复数 z=x = +yi 和 z .
变式训练3 变式训练 值.
计算: + + 计算:1+2i+3i2+…+2011i2010的 +
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3.2.2 复数代数形式的乘除运算 课时目标 1.掌握复数代数形式的乘法和除法运算.2.理解复数乘法的交换律、结合律和乘法对加法的分配律.
3.理解共轭复数的概念.
1.复数的乘法法则
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)=________________.
2.复数乘法的运算律
对任意z 1、23交换律 z 1·z 2=____________ 结合律 (z 1·z 2)·z 3=__________
乘法对加法的分配律 z 1(z 2+z 3)=____________
3.设z =a +b i (a ,b ∈R ),则z =___________叫z 的共轭复数.若b ≠0,则z 叫虚数z 的________虚数,且z +z =______,z -z =________,两共轭复数在复平面内所对应点关于________对称.
4.a +b i c +d i
=_____________________________. 5.设i 为虚数单位,则i 1=______,i 2=______,
i 3=_______,i 4=______.
一、选择题
1.复数i 3(1+i)2等于( )
A .2
B .-2
C .2i
D .-2i
2.已知a +2i i
=b +i(a ,b ∈R ),其中i 为虚数单位,则a +b 等于( ) A .-1 B .1 C .2 D .3
3.设i 是虚数单位,则i 3(i +1)i -1
等于( ) A .-1 B .1 C .-i D .i
4.若x -2+y i 和3x -i 互为共轭复数,则实数x 与y 的值是( )
A .x =3,y =3
B .x =5,y =1
C .x =-1,y =-1
D .x =-1,y =1
5.设z 的共轭复数是z ,若z +z =4,z ·z =8,则
z z 等于( )
A .i
B .-i
C .±1
D .±i
二、填空题 6.已知复数z =1+i ,则2z
-z =________. 7.设复数z 满足z (2-3i)=6+4i(i 为虚数单位),则z 的模为________.
8.若21-i
=a +b i (a ,b ∈R ,i 是虚数单位),则a +b =________.
三、解答题
9.计算:(1)(2+i)(2-i);
(2)(1+2i)2;
(3)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 6+2+3i 3-2i
.
10.已知x ,y 为共轭复数,且(x +y )2-3xy i =4-6i ,求x ,y 的值.
能力提升
11.复数z =i 1+i
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
12.已知关于x 的方程x 2+(k +2i)x +2+k i =0有实根,求这个实根以及实数k 的值.
1.复数的乘法与多项式乘法是类似的,在所得结果中把i 2
换成-1.
2.复数除法的实质是“分母实数化”,一般可以分子分母同乘以分母的共轭复数.
3.解决复数问题时,可以将问题转化为复数的实虚部满足的条件,即实数化思想.
3.2.2 复数代数形式的乘除运算
答案
知识梳理
1.(ac -bd )+(ad +bc )i
2.
3.a -b i 共轭 2a 2b i x 轴
4.ac +bd c 2+d 2+bc -ad c 2+d 2
i (c +d i ≠0) 5.i -1 -i 1
作业设计
1.A [i 3(1+i)2=i 3·2i =2i 4=2,选A.]
2.B [∵a +2i i
=b +i ,∴a +2i =b i -1. ∴a =-1,b =2,∴a +b =1.]
3.A [∵i +1i -1=(1+i )2-(1-i )(1+i )=2i -2
=-i , ∴i 3(i +1)i -1
=i 3·(-i)=-i 4=-1.] 4.D [x -2=3x ,y =-(-1),即x =-1,y =1.]
5.D [设z =x +y i (x ,y ∈R ),则z =x -y i , 依题意2x =4且x 2+y 2=8,解之得x =2,y =±2.
∴z z =z 2
z ·z =(2±2i )28
=±i.] 6.-2i
解析 2z -z =21+i -1-i =2(1-i )(1+i )(1-i )
-1-i =-2i.
7.2
解析 方法一 ∵z (2-3i)=6+4i ,
∴z =6+4i 2-3i =26i 13
=2i ,∴|z |=2. 方法二 由z (2-3i)=6+4i ,得z =6+4i 2-3i
. 则|z |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪6+4i 2-3i =|6+4i||2-3i|=62+4222+32=2. 8.2
解析 由21-i
=a +b i ,得2=(a +b i)·(1-i), ∴2=a +b +(b -a )i ,(a ,b ∈R ),
由复数相等的定义,知a +b =2.
9.解 (1)(2+i)(2-i)=4-i 2=4-(-1)=5;
(2)(1+2i)2=1+4i +(2i)2=1+4i +4i 2=-3+4i.
(3)方法一 原式=⎣⎡⎦⎤(1+i )226+(2+3i )(3+2i )(3)2+(2)2
=i 6+6+2i +3i -65
=-1+i.
方法二 (技巧解法)
原式=⎣⎡⎦⎤(1+i )226+(2+3i )i (3-2i )i
=i 6+(2+3i )i 2+3i
=-1+i. 10.解 设x =a +b i (a ,b ∈R ),则y =a -b i.
又(x +y )2-3xy i =4-6i ,
∴4a 2-3(a 2+b 2)i =4-6i ,
∴⎩⎪⎨⎪⎧
4a 2=4,a 2+b 2=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =1,或⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =-1,
或⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =1,或⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =-1. ∴⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+i ,y =1-i ,或⎩⎪⎨⎪⎧ x =1-i ,y =1+i ,
或⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1+i ,y =-1-i ,或⎩
⎪⎨⎪⎧ x =-1-i ,y =-1+i. 11.A [∵z =i 1+i =i (1-i )(1+i )(1-i )
=1+i 2=12+12i , ∴复数z 在复平面上对应的点位于第一象限.]
12.解 设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=02x 0+k =0, 解得⎩⎨⎧ x 0=2k =-22或⎩⎨⎧ x 0=-2k =22
, ∴方程的实根为x =2或x =-2,
相应的k 值为k =-22或k =2 2.。