3-1-2 复数的几何意义
3-1-2 复数的几何意义
能力拓展提升一、选择题11.已知复数z =(x -1)+(2x -1)i 的模小于10,则实数x 的取值范围是( )A .-45<x <2 B .x <2 C .x >-45D .x <-45或x >2 [答案] A[解析] 由条件知,(x -1)2+(2x -1)2<10,∴5x 2-6x -8<0,∴-45<x <2. 12.若a 、b ∈R ,则复数(a 2+6a +10)+(-b 2-4b -5)i 对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[答案] D[解析] a 2+6a +10=(a +3)2+1>0,-b 2-4b -5=-(b +2)2-1<0.13.复数1+cos α+isin α(π<α<2π)的模为( )A .2cos α2B .-2cos α2C .2sin α2D .-2sin α2 [答案] B[解析] 所求复数的模为(1+cos α)2+sin 2α=2+2cos α=4cos 2α2,∵π<α<2π,∴π2<α2<π, ∴cos α2<0, ∴4cos 2α2=-2cos α2. 14.已知0<a <2,复数z 的实部为a ,虚部为1,则|z |的取值范围是( )A .(1,5)B .(1,3)C .(1,5)D .(1,3)[答案] C[解析] 由已知,得|z |=a 2+1.由0<a <2,得0<a 2<4,∴1<a 2+1<5.∴|z |=a 2+1∈(1,5).故选C.二、填空题15.已知复数z 1=-1+2i 、z 2=1-i 、z 3=3-2i ,它们所对应的点分别是A 、B 、C ,若O C →=x O A →+y O B →(x 、y ∈R ),则x +y 的值是______.[答案] 5[解析] 由复数的几何意义可知,O C →=xOA→+yOB →,即 3-2i =x (-1+2i)+y (1-i),∴3-2i =(y -x )+(2x -y )i.由复数相等可得⎩⎪⎨⎪⎧ y -x =32x -y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =4. ∴x +y =5.16.设(1+i)sin θ-(1+icos θ)对应的点在直线x +y +1=0上,则tan θ的值为________.[答案] 12[解析] 由题意,得sin θ-1+sin θ-cos θ+1=0,∴tan θ=12. 三、解答题17.实数m 分别取什么数值时,复数z =(m 2+5m +6)+(m 2-2m -15)i 是:(1)对应点在x 轴上方;(2)对应点在直线x +y +5=0上.[解析] (1)由m 2-2m -15>0,得知m <-3或m >5时,z 的对应点在x 轴上方.(2)由(m 2+5m +6)+(m 2-2m -15)+5=0,得知:m =-3-414或m =-3+414, z 的对应点在直线x +y +5=0上.18.设z ∈C ,则满足条件|z |=|3+4i|的复数z 在复平面上对应的点Z 的集合是什么图形?[解析] 解法一:|z |=|3+4i|得|z |=5.这表明向量OZ→的长度等于5,即点Z 到原点的距离等于5. 因此,满足条件的点Z 的集合是以原点O 为原点,以5为半径的圆.解法二:设z=x+y i(x、y∈R),则|z|2=x2+y2.∵|3+4i|=5,∴由|z|=|3+4i|得x2+y2=25,∴点Z的集合是以原点为圆心,以5为半径的圆.。
新教材高中数学第5章复数1复数的概念及其几何意义 复数的几何意义课件北师大版必修第二册
z1,z2 对应的点之间的距离.
思考2:复数模的几何意义是什么? 提示:复数z在复平面内对应的点为Z,r表示一个大于0的常数,则满足 条 件 |z| = r 的 点 Z 的 轨 迹 为 以 原 点 为 圆 心 , r 为 半 径 的 圆 , |z|<r 表 示 圆 的 内 部,|z|>r表示圆的外部.
C.(0,0)
D.(-1,-1)
3.向量a=(-2,1)所对应的复数是
A.z=1+2i
B.z=1-2i
C.Z=-1+2i
D.z=-2+i
(A ) (D )
4.已知复数 z=1+2i(i 是虚数单位),则 z =___1_-__2_i _.
[解析] 因为 z=1+2i,所以 z =1-2i.
5.已知复数 z=(m2-2)+(m-1)i 对应的点位于第二象限,则实数 m 的范围为__(_1_,___2_)_.
[分析] 根据复数与点、复数与向量的关系求解.
[解析] (1)两个复数对应的点分别为 A(10,7),B(-6,1),则 C(2,4).故 其对应的复数为 2+4i.
(2)①由复数的几何意义知: O→A=(1,0),O→B=(2,1),O→C=(-1,2), 所以A→B=O→B-O→A=(1,1),A→C=O→C-O→A=(-2,2),B→C=O→C-O→B= (-3,1),所以A→B,A→C,B→C对应的复数分别为 1+i,-2+2i,-3+i.
[解析] 因为复数 z=(m2-2)+(m-1)i 对应的点(m2-2,m-1)位于 第二象限,所以 m2-2<0,且 m-1>0,所以 1<m< 2.
复数的几何意义是什么
复数的几何意义是什么复数的定义复数是形如a+bi的数。
式中a,b为实数,i是一个满足i=-1的数,因为任何实数的平方不等于-1,所以i不是实数,而是实数以外的新的数。
在复数a+bi中,a称为复数的实部,b称为复数的虚部,i称为虚数单位。
当虚部等于零时,这个复数就是实数;当虚部不等于零时,这个复数称为虚数,虚数的实部如果等于零,则称为纯虚数。
由上可知,复数集包含了实数集,因而是实数集的扩张。
复数常用形式z=a+bi叫做代数式。
我们把形如z=a+bi(a、b均为实数)的数称为复数。
其中,a称为实部,b称为虚部,i称为虚数单位。
当z的虚部b=0时,则z为实数;当z的虚部b≠0时,实部a=0时,常称z为纯虚数。
复数域是实数域的代数闭包,即任何复系数多项式在复数域中总有根。
复数是由意大利米兰学者卡当在16世纪首次引入,经过达朗贝尔、棣莫弗、欧拉、高斯等人的工作,此概念逐渐为数学家所接受。
复数的四则运算公式复数运算法则有:加减法、乘除法。
两个复数的和依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的和,它的虚部是原来两个虚部的和。
复数的加法满足交换律和结合律。
此外,复数作为幂和对数的底数、指数、真数时,其运算规则可由欧拉公式e^iθ=cos θ+i sin θ(弧度制)推导而得。
加法法则:复数的加法按照以下规定的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,则它们的和是 (a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i。
两个复数的和依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的和,它的虚部是原来两个虚部的和。
复数的加法满足交换律和结合律,即对任意复数z1,z2,z3,有: z1+z2=z2+z1;(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)。
减法法则:复数的减法按照以下规定的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,则它们的差是 (a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i。
两个复数的差依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的差,它的虚部是原来两个虚部的差。
3-1-2 复数的几何意义
1.已知复数z =(m -3)+(m -1)i 的模等于2,则实数m 的值为( )A .1或3B .1C .3D .2[答案] A[解析] 依题意可得(m -3)2+(m -1)2=2,解得m =1或3,故选A.2.已知复数z 1=2-a i(a ∈R )对应的点在直线x -3y +4=0上,则复数z 2=a +2i 对应的点在( )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] 复数z 1=2-a i 对应的点为(2,-a ),它在直线x -3y +4=0上,故2+3a +4=0,解得a =-2,于是复数z 2=-2+2i ,它对应的点在第二象限,故选B.3.已知平行四边形OABC ,O 、A 、C 三点对应的复数分别为0、1+2i 、3-2i ,则向量AB→的模|AB →|等于( ) A. 5B .2 5C .4 D.13 [答案] D[解析] 由于OABC 是平行四边形,故AB→=OC →, 因此|AB→|=|OC →|=|3-2i|=13,故选D. 4.已知m 、n ∈R ,若log 2(m 2-3m -3)+ilog 2(m -2)为纯虚数,复数z =m +n i 的对应点在直线x +y -2=0上,求|z |.[解析] 由纯虚数的定义知⎩⎪⎨⎪⎧log 2(m 2-3m -3)=0log 2(m -2)≠0, 解得m =4.∴z =4+n i∵z 的对应点在直线x +y -2=0上,∴4+n -2=0,∴n =-2.∴z =4-2i ,∴|z |=42+(-2)2=2 5.5.已知a ∈R ,则复数z =(a 2-2a +4)-(a 2-2a +2)i 所对应的点在复平面的第几象限内?复数z 的对应点的轨迹是什么曲线?[解析] a 2-2a +4=(a -1)2+3≥3,-(a 2-2a +2)=-(a -1)2-1≤-1.由实部大于0,虚部小于0可知,复数z 的对应点在复平面的第四象限内.设z =x +y i(x ,y ∈R ),则x =a 2-2a +4,y =-(a 2-2a +2).消去a 2-2a ,得y =-x +2(x ≥3).所以复数z 的对应点的轨迹是以(3,-1)为端点,-1为斜率,在第四象限的一条射线.。
2、3-2-1复数代数形式的加减运算及其几何意义
3.2.1复数代数形式的加减运算及其几何意义一、选择题1.已知:z 1=a +bi ,z 2=c +di (a 、b 、c 、d ∈R ),若z 1+z 2是纯虚数,则有( )A .a -c =0且b -d ≠0B .a -c =0且b +d ≠0C .a +c =0且b -d ≠0D .a +c =0且b +d ≠0[答案] D[解析] z 1+z 2=(a +c )+(b +d )i ,又z 1+z 2为纯虚数所以a +c =0且b +d ≠0.2.[(a -b )-(a +b )i ]-[(a +b )-(a -b )i ]等于( )A .-2b -2biB .-2b +2biC .-2a -2biD .-2a -2ai [答案] A[解析] 原式=[(a -b )-(a +b )]+[(a -b )-(a -b )]i =-2b -2bi .3.若|z -1|=1,则|z -2i -1|的最大值为( )A .1B .2C .3D .4 [答案] C[解析] |z -1|=1表示以(1,0)为原心,半径为1的圆,而|z -2i -1|表示圆上的点到点(1,2)的距离故最大距离为(1-1)2+22+1=3故选C.4.设z 1=2+bi ,z 2=a +i ,当z 1+z 2=0时,复数a +bi 为( )A .1+iB .2+iC .3D .-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-i5.(2010·北京文,2)在复平面内,复数6+5i ,-2+3i 对应的点分别为A ,B .若C 为线段AB 的中点,则点C 对应的复数是( )A .4+8iB .8+2iC .2+4iD .4+i[答案] C[解析] 本题考查了复数与复平面上点的对应关系及中点坐标公式.由题意知A (6,5),B (-2,3),AB 中点C (x ,y ),则x =6-22=2,y =5+32=4, ∴点C 对应的复数为2+4i ,故选C.6.设f (z )=z -2i ,z 1=3+4i ,z 2=-2-i ,则f (z 1-z 2)是( )A .1-5iB .-2+9iC .-2-iD .5+3i [答案] D[解析] ∵z 1-z 2=(3+4i )-(-2-i )=5+5i∴f (z 1-z 2)=5+5i -2i=5+3i7.若z ∈C 且|z +2-2i |=1,则|z -2-2i |的最小值是( )A .2B .3C .4D .5 [答案] B[解析] ∵|z +2-2i |=1,∴z 在以(-2,2)为圆心,半径为1的圆上,而|z -2-2i |是该圆上的点到点(2,2)的距离,故最小值为3,如图8.△ABC 的三个顶点对应的复数分别为z 1、z 2、z 3,若复数z 满足|z -z 1|=|z -z 2|=|z -z 3|,则z 对应的点为△ABC 的( )A .内心B .垂心C .重心D .外心[答案] D[解析] 由几何意义知,z 到△ABC 三个顶点距离都相等,z 对应点是△ABC 的外心.二、填空题9.已知|z |=4,且z +2i 是实数,则复数z =______.[答案] ±23-2i[解析] ∵z +2i 是实数,可设z =a -2i (a ∈R ),由|z |=4得a 2+4=16∴a 2=12,∴a =±23,∴z =±23-2i .10.(2010·徐州高二检测)在复平面内,O 是原点,O A →,O C →,A B →对应的复数分别为-2+i,3+2i,1+5i ,那么B C →对应的复数为______.[答案] 4-4i[解析] B C →=O C →-O B →=O C →-(O A →+A B →)=3+2i -(-2+i +1+5i )=(3+2-1)+(2-1-5)i=4-4i11.已知z 1=32a +(a +1)i ,z 2=-33b +(b +2)i (a ,b ∈R ),若z 1-z 2=43,则a +b =______.[答案] 3[解析] z 1-z 2=[32a +(a +1)i ]-[-33b +(b +2)i ] =(32a +33b )+(a +1-b -2)i =4 3 ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 32a +33b =43a -b =1解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2b =1∴a +b =3 12.若|z -1|=|z +1|,则|z -1|的最小值是______.[答案] 1[解析] 解法一:设z =a +bi ,(a ,b ∈R )则|(a -1)+bi |=|(a +1)+bi |∴(a -1)2+b 2=(a +1)2+b 2即a =0∴z =bi ,b ∈R ∴|z -1|min =|bi -1|min =(-1)2+b 2故当b =0时,|z -1|的最小值为1.解法二∵|z -1|=|z +1|,∴z 的轨迹为以(1,0),(-1,0)为端点的线段的垂直平分线,即y 轴,|z -1|表示,y 轴上的点到(1,0)的距离,所以最小值为1.三、解答题13.计算:(1)(3+5i )+(3-4i );(2)(-3+2i )-(4-5i );(3)(5-6i )+(-2-2i )-(3+3i ).[解析] (1)(3+5i )+(3-4i )=(3+3)+(5-4)i =6+i .(2)(-3+2i )-(4-5i )=(-3-4)+[2-(-5)]i=-7+7i .(3)(5-6i )+(-2-2i )-(3+3i )=(5-2-3)+[-6+(-2)-3]i=-11i .14.(2010·株洲高二检测)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.[解析] 方法一:设D 点对应复数为x +yi (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 22=y -12,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3y =5 即点D 对应的复数为3+5i .方法二:设D 点对应的复数为x +yi (x ,y ∈R ).则A D →对应的复数为(x +yi )-(1+3i )=(x -1)+(y -3)i ,又B C →对应的复数为(2+i )-(-i )=2+2i .由已知A D →=B C →.∴(x -1)+(y -3)i =2+2i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x -1=2y -3=2, ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3y =5. 即点D 对应的复数为3+5i .15.已知复数z 满足z +|z |=2+8i .求复数z .[分析] 常规解法为:设出z =a +bi (a 、b ∈R )代入等式后,可利用复数相等的充要条件求出a 、b .[解析] 解法一:设z =a +bi (a 、b ∈R ),则|z |=a 2+b 2代入方程得:a +bi +a 2+b 2=2+8i ,,⎩⎨⎧ a +a 2+b 2=2b =8解得: ⎩⎪⎨⎪⎧a =-15b =8,即z =-15+8i . 解法二:原式可化为:z =2-|z |+8i ,∵|z |∈R ,∴2-|z |是z 的实数,于是|z |=(2-|z |2)+82即:|z |2=68-4|z |+|z |2,∴|z |=17代入z =2-|z |+8i ,得:z =-15+8i .16.(2010·徐州高二检测)已知|z 1|=|z 2|=|z 1-z 2|=1,求|z 1+z 2|.[分析] 由题目可获取以下主要信息:①|z 1|=|z 2|=|z 1-z 2|=1;②求|z 1+z 2|.解答本题可利用“复数问题实数化”的思想或利用“数形结合”的思想求解.[解析] 方法一:设z 1=a +bi ,z 2=c +di (a ,b ,c ,d ∈R ),∵|z 1|=|z 2|=|z 1-z 2|=1,∴a 2+b 2=c 2+d 2=1①(a -c )2+(b -d )2=1②由①②得2ac +2bd =1∴|z1+z2|=(a+c)2+(b+d)2=a2+c2+b2+d2+2ac+2bd= 3.方法二:设O为坐标原点,z1,z2,z1+z2对应的复数分别为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.。
新教材高中数学第5章复数1复数的概念及其几何意义1-1复数的概念课件北师大版必修第二册
【对点练习】❷ m 取何实数时,复数 z=m2m-+m3-6+(m2-2m-15)i. (1)是实数? (2)是虚数? (3)是纯虚数?
[解析] (1)由条件得mm2+-32≠m0-,15=0, ∴mm= ≠-5或3.m=-3, ∴当 m=5 时,z 是实数. (2)由条件得mm2+-32≠m0-. 15≠0, ∴mm≠ ≠5-且3m. ≠-3, , ∴当 m≠5 且 m≠-3 时,z 是虚数.
[解析] 由 m2+5m+6=0 得,m=-2 或 m=-3,由 m2-2m-15 =0 得 m=5 或 m=-3.
(1)当 m2-2m-15=0 时,复数 z 为实数,∴m=5 或-3. (2)当 m2-2m-15≠0 时,复数 z 为虚数, ∴m≠5 且 m≠-3. (3)当mm22- +25mm- +165=≠00. , 时,复数 z 是纯虚数,∴m=-2. (4)当mm22- +25mm- +165==00. , 时,复数 z 是 0,∴m=-3.
基础自测
1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”)
(1)若a,b为实数,则z=a+bi为虚数.
(×)
(2)若a为实数,则z=a一定不是虚数.
(√)
(3)如果两个复数的实部的差和虚部的差都等于0,那么这两个复数
的相等.
(√)
[解析] (1)当b=0时,z=a+bi为实数.
(3)如果两个复数的实部的差和虚部的差都等于0,则这两个复数的
a2-3a-1=3, ∴a2-5a-6=0. 解得 a=-1.
4.若复数z=(m+1)+(m2-9)i<0,则实数m的值等于__-__3__. m2-9=0
[解析] ∵z<0,∴m+1<0 ,∴m=-3.
5.实数m分别取什么数值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i
高中数学一轮复习《复数》课件ppt(29张PPT)
解析 1-1 i=1+2 i=12+12i,其共轭复数为12-12i,
∴复数1-1 i的共轭复数对应的点的坐标为12,-12,位于第四象限,故选 D.
答案 D
5.(2019·全国Ⅲ卷)若z(1+i)=2i,则z=( )
A.-1-i
B.-1+i
C.1-i
D.1+i
解析 由 z(1+i)=2i,得 z=12+i i=(21i+(i1)- (1-i)i)=2i(12-i)=i(1-i)=1+i.
D.-
3 2i
解析 (1)∵z=(m2+m-6)+(m-2)i为纯虚数,
∴mm2-+2m≠-0,6=0,解得 m=-3,故选 D.
(2)∵z=1-
3i,∴-zz=z·-z-z2
=(1+|z|23i)2=1+2 43i-3=-12+
-
23i,∴zz的虚部
为 23.故选 C.
答案 (1)D (2)C
规律方法 1.复数的分类及对应点的位置都可以转化为复数的实部与虚部应该 满足的条件,只需把复数化为代数形式,列出实部和虚部满足的方程(不等式) 组即可. 2.解题时一定要先看复数是否为a+bi(a,b∈R)的形式,以确定实部和虚部.
建立平面直角坐标系来表示复数的 数;除了原点外,虚轴
复平面 平面叫做复平面,__x_轴___叫实轴,y 上的点都表示纯虚数,
轴叫虚轴
各象限内的点都表示
虚数
复数的 设O→Z对应的复数为 z=a+bi,则向量 模 O→Z的长度叫做复数 z=a+bi 的模
|z|=|a+bi|=__a_2_+__b_2
2.复数的几何意义
2.(新教材必修第二册 P69 例 1 改编)若复数 z=11++aii为纯虚数,则实数 a 的值为
2022-2023学年人教A版必修第二册 7-1-2 复数的几何意义 课件(31张)
(3)位于直线x-y+3=0上.
解复数z=(m2-4m)+(m2-m-6)i在复平面内对应的点的坐标为Z(m2-4m,m2-m6).
0 < < 4,
2 -4 < 0,
(1)点 Z 位于第三象限,则 2
解得
∴0<m<3.
-2 < < 3,
--6 < 0,
(2)点Z位于虚轴上,则m2-4m=0,解得m=0或m=4.
2 --2 < 0,
则 2
解得 m=1,所以 z=-2.
-3 + 2 = 0,
探究点三 复数的模及其应用
【例3】 若复数z=(a+2)-2ai的模等于 √5 ,求实数a的值.
2
2
解由已知得 ( + 2) + (-2) = √5,即 5a +4a-1=0,解得
a
2
1
a=5或
a=-1,故实数
∴2<m<4,即m的取值范围为(2,4).
(3)由题意,(m2-2m-8)(m2+3m-10)<0,
∴2<m<4或-5<m<-2,
即m的取值范围为(2,4)∪(-5,-2).
(4)由已知得m2-2m-8=m2+3m-10,故m=
规律方法
2
5
.
利用复数与复平面内点的对应的解题步骤
(1)首先确定复数的实部与虚部,从而确定复数对应点的坐标.
(3)点Z位于直线x-y+3=0上,则(m2-4m)-(m2-m-6)+3=0,即-3m+9=0,解得m=3.
的模等于(
复数运算的常用规律和几何意义
复数的运算种类虽多,但各种运算方式间有联系,最本质的运算方式是代数形式的运算。
多样性的运算使我们研究复数问题时有多种可考虑的途径,以便从中选择较好的方式,运算常用的结论: 1.(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i (a+bi)+(a-bi)=2a (a,b ∈R) (a+bi)(a-bi)=a 2+b 2 (a+bi)2=a 2-b 2+2abi (a,b ∈R) (a-bi)2=a 2-b 2-2abi (a,b ∈R)等 =1,i 4k+1=i,i 4k+2=-1,i 4k+3=-i (b ∈N)3. Z+Z =2ReZ Z-Z =2(ImZ)i(其中ReZ,ImZ 分别表示复数Z 的实部和虚部)·Z =|Z |2=|Z |25.设w=-21+23i 则w 3=1,1+w+w 2=0,w =w 2=w 16.2121Z Z Z Z ±=± 2121Z Z Z Z ⋅=⋅2121Z Z )Z Z (= (Z 2≠0)7.|Z 1·Z 2|=|Z 1|·|Z 2| |21Z Z |=21Z Z (Z 2≠0)=Z ⇔Z ∈R=-Z ⇔Z=ki(k ∈R) Z =Z10.[r 1(cos θ1+isin θ1)][r 2(cos θ2+isin θ2)]…[r k (cos θk +isin θk )]=r 1r 2r 3…r k [cos(θ1+θ2+θ3+…+θk )+isin(θ1+θ2+θ3+… +θk )]其中r 1r 2r 3…r k ≥0 (θ1、θ2、θ3…θk εR)复数的几何意义加法的几何意义:设1OZ ,2OZ 各与复数Z 1,Z 2对 应 ,以1OZ ,2OZ 为边的平行四边形的对角线 OZ 就与Z 1+Z 2对应。
减法的几何意义:设1OZ ,2OZ 各与复数Z 1,Z 2对应,则图中向量21Z Z 所对应的复数就是Z 2-Z 1。
人教A版数学高二选修1-2学案复数的几何意义
3.1.2 复数的几何意义预习课本P52~53,思考并完成下列问题 (1)复平面是如何定义的,复数的模如何求出?(2)复数与复平面内的点及向量的关系如何?复数的模是实数还是复数?[新知初探]1.复平面2.复数的几何意义(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R)―――――――→一一对应复平面内的点Z (a ,b )(2)复数z =a +b i(a ,b ∈R) ――――→一一对应平面向量OZ ――→.3.复数的模(1)定义:向量OZ 的模r 叫做复数z =a +b i(a ,b ∈R)的模. (2)记法:复数z =a +b i 的模记为|z |或|a +b i|. (3)公式:|z |=|a +b i|=r =a 2+b 2(r ≥0,r ∈R). [点睛] 实轴、虚轴上的点与复数的对应关系实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数,原点对应的有序实数对为(0,0),它所确定的复数是z =0+0i =0,表示的是实数.[小试身手]1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上.()(2)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数.()(3)复数的模一定是正实数.()答案:(1)√(2)×(3)×2.已知复数z=i,复平面内对应点Z的坐标为()A.(0,1)B.(1,0)C.(0,0)D.(1,1)答案:A3.向量a=(1,-2)所对应的复数是()A.z=1+2i B.z=1-2iC.z=-1+2i D.z=-2+i答案:B4.已知复数z的实部为-1,虚部为2,则|z|=________.答案: 5复数与点的对应关系[典例]求实数a分别取何值时,复数z=aa+3+(a2-2a-15)i(a∈R)对应的点Z 满足下列条件:(1)在复平面的第二象限内.(2)在复平面内的x轴上方.[解](1)点Z在复平面的第二象限内,则⎩⎪⎨⎪⎧a2-a-6a+3<0,a2-2a-15>0,解得a<-3.(2)点Z在x轴上方,则⎩⎪⎨⎪⎧a2-2a-15>0,a+3≠0,即(a+3)(a-5)>0,解得a>5或a<-3.[一题多变]1.[变设问]本例中题设条件不变,求复数z表示的点在x轴上时,实数a的值.解:点Z 在x 轴上,所以a 2-2a -15=0且a +3≠0, 所以a =5.故a =5时,点Z 在x 轴上.2.[变设问]本例中条件不变,如果点Z 在直线x +y +7=0上,求实数a 的值. 解:因为点Z 在直线x +y +7=0上, 所以a 2-a -6a +3+a 2-2a -15+7=0,即a 3+2a 2-15a -30=0,所以(a +2)(a 2-15)=0,故a =-2或a =±15.所以a =-2或a =±15时,点Z 在直线x +y +7=0上.利用复数与点的对应解题的步骤(1)找对应关系:复数的几何表示法即复数z =a +b i(a ,b ∈R)可以用复平面内的点Z (a ,b )来表示,是解决此类问题的根据.(2)列出方程:此类问题可建立复数的实部与虚部应满足的条件,通过解方程(组)或不等式(组)求解.复数的模[典例] (1)若复数z 对应的点在直线y =2x 上,且|z |=5,则复数z =( ) A .1+2i B .-1-2i C .±1±2iD .1+2i 或-1-2i(2)设复数z 1=a +2i ,z 2=-2+i ,且|z 1|<|z 2|,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(1,+∞) B .(-1,1) C .(1,+∞)D .(0,+∞)[解析] (1)依题意可设复数z =a +2a i(a ∈R), 由|z |=5得a 2+4a 2=5,解得a =±1,故z =1+2i 或z =-1-2i. (2)因为|z 1|=a 2+4,|z 2|=4+1=5,所以a 2+4<5,即a 2+4<5,所以a 2<1, 即-1<a <1. [答案] (1)D (2)B复数模的计算(1)计算复数的模时,应先确定复数的实部和虚部,再利用模长公式计算.虽然两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.(2)设出复数的代数形式,利用模的定义转化为实数问题求解. [活学活用]1.如果复数z =1+a i 满足条件|z |<2,那么实数a 的取值范围是( ) A .(-22,22) B .(-2,2) C .(-1,1)D .(-3,3)解析:选D 因为|z |<2,所以1+a 2<2,则1+a 2<4,a 2<3,解得-3<a < 3. 2.求复数z 1=6+8i 与z 2=-12-2i 的模,并比较它们的模的大小.解:∵z 1=6+8i ,z 2=-12-2i ,∴|z 1|=62+82=10, |z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+(-2)2=32. ∵10>32,∴|z 1|>|z 2|.复数与复平面内向量的关系[典例] 向量OZ 1――→对应的复数是5-4i ,向量OZ 2――→对应的复数是-5+4i ,则OZ 1――→+OZ 2――→对应的复数是( )A .-10+8iB .10-8iC .0D .10+8i[解析] 因为向量OZ 1――→对应的复数是5-4i ,向量OZ 2――→对应的复数是-5+4i ,所以OZ 1――→=(-5, 4), OZ 2――→=(5, -4),所以OZ 2――→=(5,-4)+(-5,4)=(0,0),所以OZ 1――→+OZ 2――→对应的复数是0.[答案] C(1)以原点为起点的向量表示的复数等于它的终点对应的复数;向量平移后,此向量表示的复数不变,但平移前后起点、终点对应的复数要改变.(2)复数的模从几何意义上来讲,表示复数对应的点到原点的距离,类比向量的模,可以进一步引申|z -z 1|表示点Z 到点Z 1之间的距离.如|z -i|=1表示点Z 到点(0,1)之间的距离为1.[活学活用]在复平面内画出下列复数对应的向量,并求出各复数的模. z 1=1-i ;z 2=-12+32i ;z 3=-2;z 4=2+2i.解:在复平面内分别画出点Z 1(1,-1),Z 2-12,32,Z 3(-2,0),Z 4(2,2),则向量OZ 1――→,OZ 2――→, OZ 3――→,OZ 4――→分别为复数z 1,z 2,z 3,z 4对应的向量,如图所示.各复数的模分别为:|z 1|=12+(-1)2=2; |z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫322=1; |z 3|=(-2)2=2;|z 4|=22+22=2 2.层级一 学业水平达标1.与x 轴同方向的单位向量e 1与y 轴同方向的单位向量e 2,它们对应的复数分别是( )A .e 1对应实数1,e 2对应虚数iB .e 1对应虚数i ,e 2对应虚数iC .e 1对应实数1,e 2对应虚数-iD .e 1对应实数1或-1,e 2对应虚数i 或-i 解析:选A e 1=(1,0),e 2=(0,1).2.当23<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -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 .第四象限解析:选D ∵23<m <1,∴3m -2>0,m -1<0,∴点(3m -2,m -1)在第四象限.3.已知0<a <2,复数z =a +i(i 是虚数单位),则|z |的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,5)C .(1,3)D .(1,5)解析:选B |z |=a 2+1,∵0<a <2,∴1<a 2+1<5,∴|z |∈(1,5).5.复数z =1+cos α+isin α(π<α<2π)的模为( ) A .2cos α2B .-2cos α2C .2sin α2D .-2sin α2解析:选B |z |=(1+cos α)2+sin 2α=2+2cos α=4cos 2α2=2|cos α2|.∵π<α<2π,∴π2<α2<π,cos α2<0,于是|z |=-2cos α2. 6.复数3-5i,1-i 和-2+a i 在复平面上对应的点在同一条直线上,则实数a 的值为________.解析:由点(3,-5),(1,-1),(-2,a )共线可知a =5. 答案:57.过原点和3-i 对应点的直线的倾斜角是________. 解析:∵3-i 在复平面上的对应点是(3,-1), ∴tan α=-1-03-0=-33(0≤α<π),∴α=5π6.答案:5π69.设z 为纯虚数,且|z -1|=|-1+i|,求复数z . 解:∵z 为纯虚数,∴设z =a i(a ∈R 且a ≠0),又|-1+i|=2,由|z -1|=|-1+i|, 得a 2+1=2,解得a =±1,∴z =±i.10.已知复数z =m (m -1)+(m 2+2m -3)i(m ∈R). (1)若z 是实数,求m 的值; (2)若z 是纯虚数,求m 的值;(3)若在复平面内,z 所对应的点在第四象限,求m 的取值范围. 解:(1)∵z 为实数,∴m 2+2m -3=0, 解得m =-3或m =1. (2)∵z 为纯虚数,∴⎩⎪⎨⎪⎧ m (m -1)=0,m 2+2m -3≠0. 解得m =0. (3)∵z 所对应的点在第四象限,∴⎩⎪⎨⎪⎧m (m -1)>0,m 2+2m -3<0. 解得-3<m <0. 故m 的取值范围为(-3,0).层级二 应试能力达标1.已知复数z 1=2-a i(a ∈R)对应的点在直线x -3y +4=0上,则复数z 2=a +2i 对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选B 复数z 1=2-a i 对应的点为(2,-a ),它在直线x -3y +4=0上,故2+3a +4=0,解得a =-2,于是复数z 2=-2+2i ,它对应点的点在第二象限,故选B.2.复数z =(a 2-2a )+(a 2-a -2)i 对应的点在虚轴上,则( ) A .a ≠2或a ≠1 B .a ≠2且a ≠1 C .a =0D .a =2或a =0解析:选D ∵z 在复平面内对应的点在虚轴上, ∴a 2-2a =0,解得a =2或a =0.3.若x ,y ∈R ,i 为虚数单位,且x +y +(x -y )i =3-i ,则复数x +y i 在复平面内所对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选A ∵x +y +(x -y )i =3-i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,x -y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,∴复数1+2i 所对应的点在第一象限.4.在复平面内,复数z 1,z 2对应点分别为A ,B .已知A (1,2),|AB |=25,|z 2|=41,则z 2=( )A .4+5iB .5+4iC .3+4iD .5+4i 或15+325i解析:选D 设z 2=x +y i(x ,y ∈R),由条件得,⎩⎪⎨⎪⎧ (x -1)2+(y -2)2=20,x 2+y 2=41. ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =4或⎩⎨⎧x =15,y =325.故选D.5.若复数z =(m 2-9)+(m 2+2m -3)i 是纯虚数,其中m ∈R ,则|z |=________.解析:由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m 2+2m -3≠0,m 2-9=0,∴m =3,∴z =12i ,∴|z |=12.答案:126.已知复数z =x -2+y i 的模是22,则点(x ,y )的轨迹方程是________. 解析:由模的计算公式得 (x -2)2+y 2=22,∴(x -2)2+y 2=8. 答案:(x -2)2+y 2=87.已知复数z 0=a +b i(a ,b ∈R),z =(a +3)+(b -2)i ,若|z 0|=2,求复数z 对应点的轨迹.解:设z =x +y i(x ,y ∈R),则复数z 的对应点为P (x ,y ),由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x =a +3,y =b -2,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =x -3,b =y +2. ① ∵z 0=a +b i ,|z 0|=2,∴a 2+b 2=4. 将①代入得(x -3)2+(y +2)2=4.∴点P 的轨迹是以(3,-2)为圆心,2为半径的圆.8.已知复数z 1=3+i ,z 2=-12+32i.(1)求|z 1|及|z 2|并比较大小;(2)设z ∈C ,满足条件|z 2|≤|z |≤|z 1|的点Z 的轨迹是什么图形? 解:(1)|z 1|= (3)2+12=2,|z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+322=1,∴|z 1|>|z 2|. (2)由|z 2|≤|z |≤|z 1|及(1)知1≤|z |≤2.因为|z |的几何意义就是复数z 对应的点到原点的距离,所以|z |≥1表示|z |=1所表示的圆外部所有点组成的集合,|z |≤2表示|z |=2所表示的圆内部所有点组成的集合,故符合题设条件点的集合是以O 为圆心,以1和2为半径的两圆之间的圆环(包含圆周),如图所示.。
2025届高考数学一轮复习——复数讲义
2025届高考数学一轮复习——复数讲义【高考考情分析】复数是高考的必考内容,多出现在选择题中,近几年多选题、填空题形式也有考查,试题较为简单,属于送分题,主要考查复数的概念和复数的四则运算.【基础知识复习】1.复数的有关概念(1)复数相等:i i a b c d a c +=+⇔=且b d =(,,,)a b c d ∈R .(2)共轭复数:i a b +与i c d +共轭a c ⇔=且b d =-(,,,)a b c d ∈R .(3)复数的模:复数i(,)z a b a b =+∈R 对应的向量OZ 的模叫做z 的模,记作||z 或|i |a b +,即|||i |z a b =+=2.复数的几何意义(1)复数i(,)z a b a b −−−−→=+∈←−−−−R 一一对应复平面内的点(,)Z a b . (2)复数i(,)z a b a b −−−−→=+∈←−−−−R 一一对应平面向量((0,0),(,))OZ O Z a b . 3.复数的加、减、乘、除运算法则设12i,i(,,,)z a b z c d a b c d =+=+∈R ,则(1)加法:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d +=+++=+++;(2)减法:12(i)(i)()()i z z a b c d a c b d -=+-+=-+-;(3)乘法:12(i)(i)()()i z z a b c d ac bd bc ad ⋅=+⋅+=-++;(4)除法:122222i (i)(i)i(i 0)i (i)(i)z a b a b c d ac bd bc ad c d z c d c d c d c d c d++-+-===++≠++-++. 4.复数加法的运算律复数的加法满足交换律、结合律,即对任何123,,z z z ∈C ,有1221z z z z +=+,123123()()z z z z z z ++=++.5.复数加、减法的几何意义(1)复数加法的几何意义若复数12,z z 对应的向量12,OZ OZ 不共线,则复数12z z +是以12,OZ OZ 为两邻边的平行四边形的对角线OZ 所对应的复数.(2)复数减法的几何意义复数12z z -是1221OZ OZ Z Z -=所对应的复数.6.复数乘法的运算律:对于任意123z z z ∈C ,,,有交换律:1221z z z z =;结合律:123123()()z z z z z z =;乘法对加法的分配律:1231213()z z z z z z z +=+.【重点难点复习】1.复数的模的运算性质(1)1212z z z z ⋅=⋅;(2)()112220z z z z z =≠; (3)()11n n z z n *=∈N .2.共轭复数的相关运算(1)z z z =⇔为实数,0z z +=且0z z ≠⇔为纯虚数;(2)2222||||zz z z a b ===+;(3)2z z a +=,2i z z b -=;(4)1212z z z z ±=±,1212z z z z ⋅=⋅,()112220z z z z z ⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭. 【基本方法与技能复习】求解复数相关问题的技巧(1)复数的分类、复数相等、复数的模、共轭复数的概念都与复数的实部和虚部有关,所以解答与复数概念有关的问题时,需先把所给复数化为i()a b a b +∈,R 的形式,再根据题意列方程(组)求解.(2)求复数的模时,直接根据复数的模的公式和性质进行计算.(3)复数问题实数化是解决复数问题最基本也是最重要的方法.(4)在复数的四则运算中,加、减、乘运算按多项式运算法则进行,把含有虚数单位i 的项看作一类同类项,不含i 的项看作另一类同类项;除法运算则需要分母实数化,解题中注意要把i 的幂化成最简形式.(5)由于复数、点、向量之间存在一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观.【典型例题复习】1i =+,则z =( ) A.1i -- B.1i -+C.1i -D.1i + 2.【2024年新课标Ⅰ卷】已知1i z =--,则||z =( )3.【2023年新课标Ⅰ卷】已知1i 22i z -=+,则z z -=( ) A.i - B.i C.0 D.14.【2023年新课标Ⅰ卷】在复平面内,(13i)(3i)+-对应的点位于( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限5.【2022年新高考Ⅰ卷】若()i 11z -=,则z z +=( )A.-2B.-1C.1D.26.【2022年新高考Ⅰ卷】(22i)(12i)+-=( )A.24i -+B.24i --C.62i +D.62i - 答案以及解析1.答案:C1i =+,所以(1)(1i)z z =-+,即1i i z z z =-+-,即i 1i z =+,所以1i (1i)(i)1i i i(i)z ++-===--,故选C.1=+=11i 11i (1i)(1i)22z --==-+-11i 22=+=所以z =21i 1i=-+,故选C. 2.答案:C解析:|||1i |z =--==3.答案:A解析:因为1i(1i)(1i)2i1i22i2(1i)(1i)42z----====-++-,所以1i2z=,即iz z-=-.故选A.4.答案:A解析:(13i)(3i)3i9i368i+-=-++=+,在复平面内对应的点的坐标为(6,8),位于第一象限,故选A.5.答案:D解析:因为i(1)1z-=,所以111iiz=-=+,所以1iz=-,所以(1i)(1i)2z z+=++-=.故选D.6.答案:D解析:(22i)(12i)24i2i462i+-=-++=-,故选D.。
人教A版(2019)必修第二册 7-1-2复数的几何意义 课件(18张)
1
解 因为 z1=6+8i,z2=- - 2i,
2
所以|z1|= 62+82=10,
|z2|=
1
- 2+-
2
3
2 =2。
2
3
因为 10>2,所以|z1|>|z2|。
思考
1.满足|z|=5(z∈R)的z值有几个?
数形结合思想
例2. ①满足|z|=5(z∈C)的z值有几个?
②满足2<|z|<3(z∈C)的z值有几个?
a 2 b2
模的几何意义:复数z=a+bi在复平面上对应的点Z(a,b)到原点的距离.
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数,它的模就等于|a|.
复数的模其实是实数绝对值概念的推广
y
b
O
Z:a+bi
Z(a,b
)
a
x
牛刀小试
1
求复数 z1=6+8i 与 z2=- - 2i 的模,并比较它们的模的大小。
复数集中的数与平面直角坐标系中的点之间可以建立一一对应关系.
1. 复平面定义
y
如图,点的横坐标是,纵坐标是,复数 = + 可
用点(, )表示.这个建立了直角坐标系来表示复数的平
b
Z:a+bi
Z(a,b)
虚轴
面叫做复平面,轴叫做实轴,轴叫做虚轴.
O
a
x
实
轴
例如,复平面内的原点(0,0)表示实数0,实轴上的点(2,0)表示实数2,
2
二、思想方法
1.数形结合思想
2.类比思想
3.转化思想
2
THANKS
虚轴上的点(0, −1)表示纯虚数−,点(−2,3)表示复数−2 + 3等.
高考数学一轮总复习复数的几何意义与共轭复数
高考数学一轮总复习复数的几何意义与共轭复数高考数学一轮总复习:复数的几何意义与共轭复数复数是数学中一个重要的概念,对于高考数学来说,复数的几何意义和共轭复数是重要的知识点。
本文将介绍复数的概念、复数的几何意义以及共轭复数,并探讨它们在高考数学中的应用。
一、复数的概念复数是由实部和虚部组成的数,形式为a+bi,其中a为实部,b为虚部,i为虚数单位,满足i^2 = -1。
复数包括实数和纯虚数,实部为零时为纯虚数。
二、复数的几何意义复数可以用平面上的点来表示,实部和虚部分别对应点的横坐标和纵坐标。
例如,复数2+3i对应平面上的一个点,其横坐标为2,纵坐标为3,可以表示为(2,3)。
利用这种表示方法,我们可以将复数的加法、减法、乘法和除法转化为平面上点的运算。
两个复数的加法相当于将它们对应的点进行平移,减法相当于对点进行反向平移,乘法相当于对点进行旋转和缩放,除法相当于对点进行旋转和缩放再取倒数。
三、共轭复数给定复数z=a+bi,其共轭复数z*=a-bi。
共轭复数与原复数在平面上关于实轴对称,即对应的两个点关于实轴对称。
共轭复数有以下性质:1. 两个复数的和的共轭等于它们的共轭的和,即(z+w)* = z* + w*2. 两个复数的差的共轭等于它们的共轭的差,即(z-w)* = z* - w*3. 两个复数的积的共轭等于它们的共轭的积,即(zw)* = z*w*4. 一个复数的共轭的共轭等于它本身,即(z*)* = z共轭复数在复数的除法和复数方程的求解中起到重要的作用,能简化计算过程。
四、复数在高考数学中的应用1. 解方程:利用复数的概念和运算,我们可以解决一些在实数范围内无解的方程。
例如,方程x^2+1=0在实数范围内无解,但引入复数后,可得到两个解:x=±i。
2. 平面几何:复数可以表示平面上的点,通过复数的运算,可以进行平面几何的计算。
例如,两点间的距离可以用它们对应的复数表示,并使用模的概念计算。
7.2.1复数的加、减及其几何意义课件(人教版)
【变式训练3】 如果复数z满足|z+i|+|z-i|=2,那么|z+i+1|的最小
值是(
)
A.1
B.
C.2
D.
解析:设复数-i,i,-1-i在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3,
因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,
所以点Z的集合为线段Z1Z2.
问题转化为,动点Z在线段Z1Z2上移动,
-3-2i,那么向量 对应的复数是
;
(2)设复数 z1 =1-i,z2 =2+2i 对应的点分别为 Z 1,Z2 ,则|Z 1 Z2 |
=
.
探究一 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).
复数代数情势的加、减法运算技能
0,3+2i,-2+4i.求:
(1)
表示的复数;
(2)对角线 表示的复数;
(3)对角线
表示的复数.
解:(1)因为
=-
(2)因为 =
,所以
表示的复数为-3-2i.
− ,
所以对角线 表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.
(3)因为对角线
所以对角线
=
+ ,
表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i.
∴平行四边形 OZ1ZZ2 为正方形.
∴|z1-z2|=|
|=|
|=
.
,
,
.
1.解决复数问题时,设出复数的代数情势z=x+yi(x,y∈R),利用
19-20版 第3章 3.1 3.1.1 3.1.2 第2课时 复数的几何意义
第2课时复数的几何意义一、复数的几何意义及复数的模1.复平面(1)定义:建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面;(2)实轴:在复平面内,x轴叫做实轴,单位是1,实轴上的点都表示实数;(3)虚轴:在复平面内,y 轴叫做虚轴,单位是i ,除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数;(4)原点:原点(0,0)表示实数0. 2.复数的几何意义(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )―――→一一对应复平面内的点Z (a ,b ). (2)复数z =a +b i(a ,b ∈R ) ―――→一一对应平面向量OZ→. 为方便起见,我们常把复数z =a +b i 说成点Z 或说成向量OZ →,并且规定,相等的向量表示同一个复数.3.复数的模向量OZ →的长度叫做复数z =a +b i 的模,记作|z |或|a +b i|,且|a +b i|=a 2+b 2. 二、共轭复数 1.定义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.2.表示复数z 的共轭复数用z 表示,即当z =a +b i(a ,b ∈R )时,则z =a -b i.1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上. ( ) (2)复数的模一定是正实数.( )(3)复数z 1>z 2的充要条件是|z 1|>|z 2|. ( )[解析] (1)正确.根据实轴的定义,x 轴叫实轴,实轴上的点都表示实数,反过来,实数对应的点都在实轴上,如实轴上的点(2,0)表示实数2.(2)错误.复数的模一定是实数但不一定是正实数,如:0也是复数,它的模为0不是正实数.(3)错误.两个复数不一定能比较大小,但两个复数的模总能比较大小. [答案] (1)√ (2)× (3)×2.复数z =cos θ+isin θ(i 为虚数单位)其中θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,则复数z 在复平面上所对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析] ∵θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,∴cos θ<0且sin θ<0,∴该复数所对应的点位于复平面上第三象限. [答案] C3.若x -2+y i 和3x -i 互为共轭复数,则实数x 与y 的值分别是________,________.[解析] ∵x -2+y i 和3x -i 互为共轭复数, ∴⎩⎨⎧ x -2=3x ,y =1,解得⎩⎨⎧x =-1,y =1. [答案] -1 1对应的点满足下列条件时,求a的值(或取值范围).(1)在实轴上;(2)在第三象限;(3)在抛物线y2=4x上.[思路探究]解答本题可先确定复数z的实部、虚部,再根据要求列出关于a的方程(组)或不等式(组)求解.[解]复数z=(a2-1)+(2a-1)i的实部为a2-1,虚部为2a-1,在复平面内对应的点为(a2-1,2a-1).(1)若z对应的点在实轴上,则有2a -1=0,解得a =12.(2)若z 对应的点在第三象限,则有 ⎩⎨⎧a 2-1<0,2a -1<0,解得-1<a <12. (3)若z 对应的点在抛物线y 2=4x 上,则有(2a -1)2=4(a 2-1),即4a 2-4a +1=4a 2-4, 解得a =54.复数集与复平面内所有的点组成的集合之间存在着一一对应关系.每一个复数都对应着一个有序实数对,复数的实部、虚部分别对应点的横坐标、纵坐标,从而讨论复数对应点在复平面内的位置,关键是确定复数的实、虚部,由条件列出相应的方程(或不等式)组.1.在复平面内,若复数z =(m 2-m -2)+(m 2-3m +2)i 对应点:(1)在虚轴上;(2)在第二象限;(3)在直线y =x 上,分别求实数m 的值或取值范围.[解] 复数z =(m 2-m -2)+(m 2-3m +2)i 的实部为m 2-m -2,虚部为m 2-3m +2.(1)由题意得m 2-m -2=0, 解得m =2或m =-1. (2)由题意得⎩⎨⎧m 2-m -2<0,m 2-3m +2>0,∴⎩⎨⎧-1<m <2,m >2或m <1, ∴-1<m <1.(3)由已知得m 2-m -2=m 2-3m +2, ∴m =2.【例2】 已知平面直角坐标系中O 是原点,向量OA ,OB 对应的复数分别为2-3i ,-3+2i ,求向量BA→对应的复数.[思路探究] 复数→求向量OA →,OB →的坐标→ 计算向量BA→的坐标→确定对应的复数[解] 向量OA→,OB →对应的复数分别为2-3i ,-3+2i ,根据复数与复平面内的点一一对应,可得向量OA→=(2,-3),OB →=(-3,2).由向量减法的坐标运算可得向量BA →=OA →-OB →=(2+3,-3-2)=(5,-5),根据复数与复平面内的点一一对应,可得向量BA→对应的复数是5-5i.1.根据复数与平面向量的对应关系,可知当平面向量的起点为原点时,向量的终点对应的复数即为向量对应的复数.反之,复数对应的点确定后,从原点引出的指向该点的有向线段,即为复数对应的向量.2.解决复数与平面向量一一对应的题目时,一般以复数与复平面内的点一一对应为工具,实现复数、复平面内的点、向量之间的转化.2.在复平面内,O 是原点,向量OA→对应的复数为2+i.(1)如果点A 关于实轴的对称点为点B ,求向量OB→对应的复数;(2)如果(1)中的点B 关于虚轴的对称点为点C ,求点C 对应的复数. [解] (1)设向量OB →对应的复数为z 1=x 1+y 1i(x 1,y 1∈R ),则点B 的坐标为(x 1,y 1),由题意可知,点A 的坐标为(2,1).根据对称性可知:x 1=2,y 1=-1,故z 1=2-i. (2)设点C 对应的复数为z 2=x 2+y 2i(x 2,y 2∈R ),则点C 的坐标为(x 2,y 2),由对称性可知:x 2=-2,y 2=-1,故z 2=-2-i.1.若z ∈C ,则满足|z |=2的点Z 的集合是什么图形?[提示] 因为|z |=2,即|OZ →|=2,所以满足|z |=2的点Z 的集合是以原点为圆心,2为半径的圆,如图所示.2.若z ∈C ,则满足2<|z |<3的点Z 的集合是什么图形? [提示] 不等式2<|z |<3可化为不等式组⎩⎨⎧|z |>2,|z |<3,不等式|z |>2的解集是圆|z |=2外部所有的点组成的集合, 不等式|z |<3的解集是圆|z |=3内部所有的点组成的集合,这两个集合的交集就是上述不等式组的解集.因此,满足条件2<|z |<3的点Z 的集合是以原点为圆心、分别以2和3为半径的两个圆所夹的圆环,但不包括圆环的边界,如图所示.【例3】 已知复数z 1=-3+i ,z 2=-12-32i. (1)求|z 1|与|z 2|的值,并比较它们的大小;(2)设复平面内,复数z 满足|z 2|≤|z |≤|z 1|,复数z 对应的点Z 的集合是什么? [思路探究] (1)利用复数模的定义来求解.若z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=a 2+b 2.(2)先确定|z |的范围,再确定点Z 满足的条件,从而确定点Z 的图形. [解] (1)|z 1|=(-3)2+12=2.|z 2|=⎝ ⎛⎭⎪⎫-122+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322=1. ∵2>1,∴|z 1|>|z 2|.(2)由(1)知|z 2|≤|z |≤|z 1|,则1≤|z |≤2.因为不等式|z |≥1的解集是圆|z |=1上和该圆外部所有点的集合,不等式|z |≤2的解集是圆|z |=2上和该圆的内部所有点组成的集合,所以满足条件1≤|z |≤2的点Z 的集合是以原点O 为圆心,以1和2为半径的两圆所夹的圆环,且包括圆环的边界.1.两个复数不全为实数时不能比较大小;而任意两个复数的模均可比较大小.2.复数模的意义是表示复数对应的点到原点的距离,这可以类比实数的绝对值,也可以类比以原点为起点的向量的模来加深理解.3.|z 1-z 2|表示点Z 1,Z 2两点间的距离,|z |=r 表示以原点为圆心,以r 为半径的圆.3.如果复数z=1+a i满足条件|z|<2,那么实数a的取值范围是________.[解析] 由|z |<2知,z 在复平面内对应的点在以原点为圆心,以2为半径的圆内(不包括边界),由z =1+a i 知z 对应的点在直线x =1上,所以线段AB (除去端点)为动点Z 的集合,由图可知-3<a < 3.[答案] (-3, 3)1.在复平面内,若OZ →=(0,-5),则OZ →对应的复数为() A .0 B .-5C .-5iD .5[解析] OZ →对应的复数z =0-5i =-5i.[答案] C2.在复平面内,复数z =sin 2+icos 2对应的点位于()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析] ∵π2<2<π,∴sin 2>0,cos 2<0.故z =sin 2+icos 2对应的点在第四象限.[答案] D3.已知复数z =2-3i ,则复数的模|z |是( )A .5B .8C .6 D.11[解析] |z |=(2)2+(-3)2=11.[答案] D4.若复数z 1=3+a i ,z 2=b +4i(a ,b ∈R ),且z 1与z 2互为共轭复数,则z =a +b i 的模为________.[解析] ∵z 1=3+a i ,z 2=b +4i 互为共轭复数,∴⎩⎨⎧ 3=b ,a =-4,∴z =-4+3i ,∴|z |=(-4)2+32=5.[答案] 55.已知复数z 满足z +|z |=2+8i ,求复数z .[解] 设z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=a 2+b 2,代入方程得,a +b i +a 2+b 2=2+8i ,∴⎩⎨⎧ a +a 2+b 2=2,b =8,解得⎩⎨⎧a =-15,b =8. ∴z =-15+8i. 课时分层作业(九)(建议用时:40分钟)[基础达标练]一、选择题1.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[解析] 由题意知A (6,5),B (-2,3),则AB 中点C (2,4)对应的复数为2+4i.[答案] C2.复数z =1+3i 的模等于( )A .2B .4C.10 D .2 2[解析] |z |=|1+3i|=12+32=10,故选C.[答案] C3.复数z 1=a +2i ,z 2=-2+i ,如果|z 1|<|z 2|,则实数a 的取值范围是( )A .(-1,1)B .(1,+∞)C .(0,+∞)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)[解析] ∵|z 1|=a 2+4,|z 2|=5, ∴a 2+4<5,∴-1<a <1.[答案] A4.在复平面内,O 为原点,向量OA→对应的复数为-1+2i ,若点A 关于直线y =-x 的对称点为B ,则向量OB→对应的复数为( ) A .-2-iB .-2+iC .1+2iD .-1+2i[解析] 因为A (-1,2)关于直线y =-x 的对称点为B (-2,1),所以向量OB→对应的复数为-2+i.[答案] B5.已知复数z 对应的点在第二象限,它的模是3,实部为-5,则z 为( )A .-5+2iB .-5-2iC .-5+3iD .-5-3i[解析] 设z =-5+b i(b ∈R ),由|z |=(-5)2+b 2=3,解得b =±2,又复数z 对应的点在第二象限,则b =2, ∴z =-5+2i.[答案] A二、填空题6.在复平面内,复数z 与向量(-3,4)相对应,则|z |=________.[解析] 由题意知z =-3+4i ,∴|z |=(-3)2+42=5.[答案] 57.已知复数x 2-6x +5+(x -2)i 在复平面内对应的点在第三象限,则实数x 的取值范围是________.[解析] 由已知得⎩⎨⎧ x 2-6x +5<0,x -2<0,∴⎩⎨⎧ 1<x <5,x <2,∴1<x <2.[答案] (1,2)8.已知△ABC 中,AB→,AC →对应的复数分别为-1+2i ,-2-3i ,则BC →对应的复数为________.[解析] 因为AB→,AC →对应的复数分别为-1+2i ,-2-3i , 所以AB→=(-1,2),AC →=(-2,-3). 又BC→=AC →-AB →=(-2,-3)-(-1,2)=(-1,-5),所以BC →对应的复数为-1-5i.[答案] -1-5i三、解答题9.若复数z =x +3+(y -2)i(x ,y ∈R ),且|z |=2,则点(x ,y )的轨迹是什么图形?[解] ∵|z |=2, ∴(x +3)2+(y -2)2=2,即(x +3)2+(y -2)2=4.∴点(x ,y )的轨迹是以(-3,2)为圆心,2为半径的圆.10.实数m 取什么值时,复平面内表示复数z =(m -3)+(m 2-5m -14)i 的点:(1)位于第四象限;(2)位于第一、三象限;(3)位于直线y =x 上.[解] (1)由题意得⎩⎨⎧m -3>0,m 2-5m -14<0,得3<m <7,此时复数z 对应的点位于第四象限.(2)由题意得⎩⎨⎧ m -3>0,m 2-5m -14>0,或⎩⎨⎧m -3<0,m 2-5m -14<0,∴m >7或-2<m <3,此时复数z 对应的点位于第一、三象限.(3)要使复数z 对应的点在直线y =x 上,只需m 2-5m -14=m -3,∴m 2-6m -11=0,∴m =3±25,此时,复数z 对应的点位于直线y =x 上.[能力提升练]1.已知a ∈R ,且0<a <1,i 为虚数单位,则复数z =a +(a -1)i 的共轭复数z 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] ∵0<a <1,∴1-a >0,故复数z =a +(a -1)i 的共轭复数z =a +(1-a )i 在复平面内所对应的点(a,1-a )位于第一象限.[答案] A2.已知实数a ,x ,y 满足a 2+2a +2xy +(a +x -y )i =0,则点(x ,y )的轨迹是( )A .直线B .圆心在原点的圆C .圆心不在原点的圆D .椭圆 [解析] 因为a ,x ,y ∈R ,所以a 2+2a +2xy ∈R ,a +x -y ∈R .又a 2+2a +2xy +(a +x -y )i =0,所以⎩⎨⎧a 2+2a +2xy =0,a +x -y =0,消去a 得(y -x )2+2(y -x )+2xy =0,即x 2+y 2-2x +2y =0,亦即(x -1)2+(y +1)2=2,该方程表示圆心为(1,-1),半径为2的圆.[答案] C3.若复数z 对应的点在直线y =2x 上,且|z |=5,则复数z =________.[解析] 依题意可设复数z =a +2a i(a ∈R ),由|z |=5,得a 2+4a 2=5,解得a =±1,故z =1+2i 或z =-1-2i.[答案] 1+2i 或-1-2i4.已知O 为坐标原点,OZ 1→对应的复数为-3+4i ,OZ 2→对应的复数为2a +i(a ∈R ).若OZ 1→与OZ 2→共线,求a 的值. [解] 因为OZ 1→对应的复数为-3+4i , OZ 2→对应的复数为2a +i , 所以OZ 1→=(-3,4),OZ 2→=(2a,1). 因为OZ 1→与OZ 2→共线,所以存在实数k 使OZ 2→=kOZ 1→, 即(2a,1)=k (-3,4)=(-3k,4k ),所以⎩⎨⎧ 2a =-3k ,1=4k ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ k =14,a =-38,即a 的值为-38.。
7.2.1 复数的加、减运算及其几何意义PPT课件(人教版)
(2)对角线C→A所表示的复数; (3)对角线O→B所表示的复数及O→B的长度. 解 (2)因为C→A=O→A-O→C, 所以C→A所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)因为对角线O→B=O→A+A→B=O→A+O→C, 所以O→B所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i, 所以|O→B|= 12+62= 37.
【训练 2】 (1)已知复平面内的平面向量O→A,A→B表示的复数分别是-2+i,3+
2i,则|O→B|=____1_0___.
(2)若 z1=2+i,z2=3+ai,复数 z2-z1 所对应的点在第四象限内,则实数 a 的 取值范围是__(_-__∞_,__1_)__. 解析 (1)∵O→B=O→A+A→B, ∴O→B表示的复数为(-2+i)+(3+2i)=1+3i, ∴|O→B|= 12+32= 10. (2)z2-z1=1+(a-1)i, 由题意知a-1<0,即a<1.
2.已知复数z1=3+4i,z2=3-4i,则z1+z2等于( B )
A.8i
B.6
C.6+8i D.6-8i
解析 根据复数的加法法则得z1+z2=(3+4i)+(3-4i)=6.
3.设z1=3-4i,z2=-2+3i,则z1-z2在复平面内对应的点位于( D )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
【 训 练 3 】 设 复 数 z = a + bi(a , b∈R) , 1≤|z|≤2 , 则 |z + 1| 的 取 值 范 围 是 __[0_,__3_]__. 解析 由复数的模及复数加减运算的几何意义可知,1≤|z|≤2表示如图所 示的圆环,而|z+1|表示复数z的对应点A(a,b)与复数z1=-1的对应点 B(-1,0)之间的距离,即圆环内的点到点B的距离d.由图易知当A与B重合 时,dmin=0,当点A与点C(2,0)重合时,dmax=3,∴0≤|z+1|≤3.
复数的几何意义
课堂小结: 一. 数学知识: (1)复平面 (2)复数的模
二. 数学思想: (1)转化思想 (2)数形结合思想 (3)类比思想 三. 数的发展和完善过程给我们的启示:
作业: 数学作业本
• 3.1.2复数的几何意义
复数z=量OZ
一一对应 复平面内的点 Z(a,b)
一一对应
复习知识
• • • • • •
1
1、虚数单位 2、复数定义 3、数集之间的关系 4、复数相等 (虚数不能比大小) 思考: 5.虚数单位的周期
2 3 4 5 6
i i, i __,i __,i __,i __,i __
1.复数Z a bi的模就是向量OZ的模:
Z a bi a 2 b 2 r r 0, r R
2. 若 z a a 0, 复数z构成的点集是 r a的圆
练习:
1、用 Z 表示复数Z在复平面内对应的点到原点
的距离,已知 z 2 z 4i 求复数Z。
三.复数的绝对值(复数的模)的几何意义:
复数 z=a+bi在复平面上对应的点Z(a,b)到原点的距离。
z=a+bi Z (a,b)
O
y
x
| z | = |OZ|
a2 b2
例2 求下列复数的模:
(1)z1=-5i
(2)z2=-3+4i (3)z3=5-5i
(4)z4=1+mi(m∈R) (5)z5=4a-3ai(a<0)
y
满 足 |z|=5(z∈C) 的复数z对应的点在 复平面上将构成怎 样的图形? –5 设z=x+yi(x,y∈R)
z x2 y 2 5
高二数学人教选修1-2第3单元3-1-2复数的几何意义课后练习及解析
高二数学人教选修1-2课后练习第3章数系的扩充与复数3.1.2 复数的几何意义一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2016²青岛高二检测)在复平面内,复数z=sin2+icos2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D.因为<2<π,所以sin2>0,cos2<0,所以复数z=sin2+icos2对应的点位于第四象限.2.(2016²黄山高二检测)设i是虚数单位,若z=cosθ+isinθ对应的点位于复平面的第二象限,则θ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B.因为z=cosθ+isinθ对应的点坐标为(cosθ,sinθ),且点(cosθ,sinθ)位于复平面的第二象限,所以所以θ为第二象限角.【补偿训练】复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于( )A.实轴对称B.虚轴对称C.一、三象限平分线对称D.二、四象限平分线对称【解析】选A.由实部相等,虚部互为相反数得复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于实轴对称.3.设O为原点,向量,对应的复数分别为2+3i,-3-2i,那么向量对应的复数为( )A.-1+iB.1-iC.-5-5iD.5+5i【解析】选D.因为由已知=(2,3),=(-3,-2),所以=-=(2,3)-(-3,-2)=(5,5),所以对应的复数为5+5i.4.(2016²烟台高二检测)过原点和-i对应点的直线的倾斜角是( )A. B.- C. D.【解析】选D.因为-i在复平面上的对应点是(,-1),所以tanα==-(0≤α<π),所以α=π.5.(2016²西安高二检测)复数1+cosα+isinα(π<α<2π)的模为( )A.2cosB.-2cosC.2sinD.-2sin 【解析】选B.所求复数的模为==,因为π<α<2π,所以<<π,所以cos<0,所以=-2cos.【误区警示】本题容易忽视cos<0而错选A.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2016²潍坊高二检测)若复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,则a的值等于________.【解析】复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,可得3=a-1+2,解得a=2.答案:27.(2016²武汉高二检测)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2=________.【解题指南】从复数与复平面上的点的对应角度处理.【解析】因为z1=2-3i对应的点的坐标为(2,-3),且复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,所以z2在复平面内对应点的坐标为(-2,3),对应的复数为z2=-2+3i.答案:-2+3i8.已知△ABC中,,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为________. 【解析】因为,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,所以=(-1,2), =(-2,-3).又=-=(-2,-3)-(-1,2)=(-1,-5),所以对应的复数为-1-5i.答案:-1-5i三、解答题(每小题10分,共20分)9.(2016²郑州高二检测)在复平面内,复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O 是原点,求向量+,对应的复数及A,B两点之间的距离.【解析】因为复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O是原点,所以=(-3,-1),=(5,1),所以+=(-3,-1)+(5,1)=(2,0),所以向量+对应的复数是2,又=-=(-3,-1)-(5,1)=(-8,-2),所以对应的复数是-8-2i,A,B两点之间的距离为||==2.10.实数m分别取什么数值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i是:(1)实数.(2)虚数.(3)纯虚数.(4)对应点在x轴上方.(5)对应点在直线x+y+5=0上.【解析】(1)由m2-2m-15=0,得m=5或m=-3.故当m=5或m=-3时,z为实数.(2)由m2-2m-15≠0,得m≠5且m≠-3.故当m≠5且m≠-3时,z为虚数.(3)由得m=-2.故当m=-2时,z为纯虚数.(4)由m2-2m-15>0,得m<-3或m>5.故当m<-3或m>5时,z的对应点在x轴上方.(5)由(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+5=0,得m=或m=.故当m=或m=时,z的对应点在直线x+y+5=0上.一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2016²太原高二检测)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【解题指南】先求出复数在复平面上对应点的坐标,再利用中点坐标公式求出C点,再把点的坐标还原为复数.【解析】选C.因为复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,所以A(6,5),B(-2,3),又C为线段AB的中点,所以C(2,4),所以点C对应的复数是2+4i.【补偿训练】已知复数z1=-2+3i的对应点为Z1,Z2与Z1关于x轴对称,Z3与Z2关于直线y=-x 对称,则点Z3对应的复数为z=________.【解析】Z1(-2,3),Z2(-2,-3),Z3(3,2),所以z=3+2i.答案:3+2i2.(2016²福州高二检测)已知复数z的模为2,则|z-i|的最大值为( )A.1B.2C.D.3【解题指南】根据复数的几何意义,知|z|=2对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离.【解析】选D.因为|z|=2,则复数z对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,而|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,所以其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离,最大的距离为3.【补偿训练】已知f(z)=|1+z|-z且f(-z)=10+3i,则复数z为________.【解析】设z=x+yi(x,y∈R),则f(-z)=|1-x-yi|+(x+yi)=10+3i,所以所以所以z=5+3i.答案:5+3i二、填空题(每小题5分,共10分)3.复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=--i,z4=-i,z1,z2,z3,z4在复平面内的对应点分别是A,B,C,D,则∠ABC+∠ADC=________.【解析】|z1|=|z2|=|z3|=|z4|=,所以点A,B,C,D应在以原点为圆心,为半径的圆上,由于圆内接四边形ABCD对角互补,所以∠ABC+∠ADC=180°.答案:180°【误区警示】注意|z|=a(a>0)z=±a.4.(2016²南宁高二检测)复数z=(a-2)+(a+1)i,a∈R对应的点位于第二象限,则|z|的取值范围是________.【解析】复数z=(a-2)+(a+1)i对应的点的坐标为(a-2,a+1),因为该点位于第二象限,所以解得-1<a<2.由条件得|z|====,因为-1<a<2,所以|z|∈.答案:三、解答题(每小题10分,共20分)5.(2016²广州高二检测)实数m取什么值时,复平面内表示复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i 的点(1)位于第四象限.(2)位于第一、三象限.【解析】(1)⇒⇒-2<m<3或5<m<7.(2)(m2-8m+15)(m2-5m-14)>0⇒(m-3)(m-5)(m+2)(m-7)>0,得m<-2或3<m<5或m>7.【延伸探究】若结论改为复数z对应的点位于直线x-2y+16=0上,则结果如何?【解析】由复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i对应的点在直线x-2y+16=0上可得m2-8m+15-2(m2-5m-14)+16=0⇒m=1±2.【补偿训练】已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,试求实数a的取值范围.【解析】因为|z1|=,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,所以>|x2+a|对x∈R恒成立,等价于(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.不等式等价于①:解得a=,所以a=时,0²x2+>0恒成立.或②:解得-1<a<.所以a∈.综上,可得实数a的取值范围是.6.(2016²合肥高二检测)已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).若与共线,求a的值.【解题指南】先利用向量与复数的对应求出向量与的坐标,再利用向量共线的条件求出a的值.【解析】因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,所以=(-3,4),=(2a,1).因为与共线,所以存在实数k使=k,即(2a,1)=k(-3,4)=(-3k,4k),所以所以即a的值为-.【补偿训练】已知虚数(x-2)+yi(x,y∈R)的模为,求的取值范围.【解题指南】由模的定义得到关于x与y的等式,即动点(x,y)的轨迹;再由=的几何意义表示动点(x,y)与(0,0)所在直线的斜率,作出草图,求出范围.【解析】由(x-2)+yi是虚数,得y≠0,又由|(x-2)+yi|=,得(x-2)2+y2=3.这是以(2,0)为圆心,为半径的圆(除去(2±,0)).过O点作圆的切线OP,OQ,则斜率的最大值为=tan∠AOP=,=tan∠AOQ=-.所以的取值范围是.【方法技巧】常见复数模的几何意义复数的模在复平面内对应的常见图形为:(1)以z0为圆心,r为半径的圆:|z-z0|=r.(2)线段z1z2的中垂线|z-z1|=|z-z2|.一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2016²青岛高二检测)在复平面内,复数z=sin2+icos2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D.因为<2<π,所以sin2>0,cos2<0,所以复数z=sin2+icos2对应的点位于第四象限.2.(2016²黄山高二检测)设i是虚数单位,若z=cosθ+isinθ对应的点位于复平面的第二象限,则θ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B.因为z=cosθ+isinθ对应的点坐标为(cosθ,sinθ),且点(cosθ,sinθ)位于复平面的第二象限,所以所以θ为第二象限角.【补偿训练】复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于( )A.实轴对称B.虚轴对称C.一、三象限平分线对称D.二、四象限平分线对称【解析】选A.由实部相等,虚部互为相反数得复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于实轴对称.3.设O为原点,向量,对应的复数分别为2+3i,-3-2i,那么向量对应的复数为( )A.-1+iB.1-iC.-5-5iD.5+5i【解析】选D.因为由已知=(2,3),=(-3,-2),所以=-=(2,3)-(-3,-2)=(5,5),所以对应的复数为5+5i.4.(2016²烟台高二检测)过原点和-i对应点的直线的倾斜角是( )A. B.- C. D.【解析】选D.因为-i在复平面上的对应点是(,-1),所以tanα==-(0≤α<π),所以α=π.5.(2016²西安高二检测)复数1+cosα+isinα(π<α<2π)的模为( )A.2cosB.-2cosC.2sinD.-2sin【解析】选B.所求复数的模为==,因为π<α<2π,所以<<π,所以cos<0,所以=-2cos.【误区警示】本题容易忽视cos<0而错选A.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2016²潍坊高二检测)若复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,则a的值等于________.【解析】复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,可得3=a-1+2,解得a=2.答案:27.(2016²武汉高二检测)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2=________.【解题指南】从复数与复平面上的点的对应角度处理.【解析】因为z1=2-3i对应的点的坐标为(2,-3),且复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,所以z2在复平面内对应点的坐标为(-2,3),对应的复数为z2=-2+3i.答案:-2+3i8.已知△ABC中,,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为________. 【解析】因为,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,所以=(-1,2), =(-2,-3).又=-=(-2,-3)-(-1,2)=(-1,-5),所以对应的复数为-1-5i.答案:-1-5i三、解答题(每小题10分,共20分)9.(2016²郑州高二检测)在复平面内,复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O 是原点,求向量+,对应的复数及A,B两点之间的距离.【解析】因为复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O是原点,所以=(-3,-1),=(5,1),所以+=(-3,-1)+(5,1)=(2,0),所以向量+对应的复数是2,又=-=(-3,-1)-(5,1)=(-8,-2),所以对应的复数是-8-2i,A,B两点之间的距离为||==2.10.实数m分别取什么数值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i是:(1)实数.(2)虚数.(3)纯虚数.(4)对应点在x轴上方.(5)对应点在直线x+y+5=0上.【解析】(1)由m2-2m-15=0,得m=5或m=-3.故当m=5或m=-3时,z为实数.(2)由m2-2m-15≠0,得m≠5且m≠-3.故当m≠5且m≠-3时,z为虚数.(3)由得m=-2.故当m=-2时,z为纯虚数.(4)由m2-2m-15>0,得m<-3或m>5.故当m<-3或m>5时,z的对应点在x轴上方.(5)由(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+5=0,得m=或m=.故当m=或m=时,z的对应点在直线x+y+5=0上.一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2016²太原高二检测)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【解题指南】先求出复数在复平面上对应点的坐标,再利用中点坐标公式求出C点,再把点的坐标还原为复数.【解析】选C.因为复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,所以A(6,5),B(-2,3),又C为线段AB的中点,所以C(2,4),所以点C对应的复数是2+4i.【补偿训练】已知复数z1=-2+3i的对应点为Z1,Z2与Z1关于x轴对称,Z3与Z2关于直线y=-x 对称,则点Z3对应的复数为z=________.【解析】Z1(-2,3),Z2(-2,-3),Z3(3,2),所以z=3+2i.答案:3+2i2.(2016²福州高二检测)已知复数z的模为2,则|z-i|的最大值为( )A.1B.2C.D.3【解题指南】根据复数的几何意义,知|z|=2对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离.【解析】选D.因为|z|=2,则复数z对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,而|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,所以其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离,最大的距离为3.【补偿训练】已知f(z)=|1+z|-z且f(-z)=10+3i,则复数z为________.【解析】设z=x+yi(x,y∈R),则f(-z)=|1-x-yi|+(x+yi)=10+3i,所以所以所以z=5+3i.答案:5+3i二、填空题(每小题5分,共10分)3.复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=--i,z4=-i,z1,z2,z3,z4在复平面内的对应点分别是A,B,C,D,则∠ABC+∠ADC=________.【解析】|z1|=|z2|=|z3|=|z4|=,所以点A,B,C,D应在以原点为圆心,为半径的圆上,由于圆内接四边形ABCD对角互补,所以∠ABC+∠ADC=180°.答案:180°【误区警示】注意|z|=a(a>0)z=±a.4.(2016²南宁高二检测)复数z=(a-2)+(a+1)i,a∈R对应的点位于第二象限,则|z|的取值范围是________.【解析】复数z=(a-2)+(a+1)i对应的点的坐标为(a-2,a+1),因为该点位于第二象限,所以解得-1<a<2.由条件得|z|====,因为-1<a<2,所以|z|∈.答案:三、解答题(每小题10分,共20分)5.(2016²广州高二检测)实数m取什么值时,复平面内表示复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i 的点(1)位于第四象限.(2)位于第一、三象限.【解析】(1)⇒⇒-2<m<3或5<m<7.(2)(m2-8m+15)(m2-5m-14)>0⇒(m-3)(m-5)(m+2)(m-7)>0,得m<-2或3<m<5或m>7.【延伸探究】若结论改为复数z对应的点位于直线x-2y+16=0上,则结果如何?【解析】由复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i对应的点在直线x-2y+16=0上可得m2-8m+15-2(m2-5m-14)+16=0⇒m=1±2.【补偿训练】已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,试求实数a的取值范围.【解析】因为|z1|=,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,所以>|x2+a|对x∈R恒成立,等价于(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.不等式等价于①:解得a=,所以a=时,0²x2+>0恒成立.或②:解得-1<a<.所以a∈.综上,可得实数a的取值范围是.6.(2016²合肥高二检测)已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).若与共线,求a的值.【解题指南】先利用向量与复数的对应求出向量与的坐标,再利用向量共线的条件求出a的值.【解析】因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,所以=(-3,4),=(2a,1).因为与共线,所以存在实数k使=k,即(2a,1)=k(-3,4)=(-3k,4k),所以所以即a的值为-.【补偿训练】已知虚数(x-2)+yi(x,y∈R)的模为,求的取值范围.【解题指南】由模的定义得到关于x与y的等式,即动点(x,y)的轨迹;再由=的几何意义表示动点(x,y)与(0,0)所在直线的斜率,作出草图,求出范围.【解析】由(x-2)+yi是虚数,得y≠0,又由|(x-2)+yi|=,得(x-2)2+y2=3.这是以(2,0)为圆心,为半径的圆(除去(2±,0)).过O点作圆的切线OP,OQ,则斜率的最大值为=tan∠AOP=,=tan∠AOQ=-.所以的取值范围是.【方法技巧】常见复数模的几何意义复数的模在复平面内对应的常见图形为:(1)以z0为圆心,r为半径的圆:|z-z0|=r.(2)线段z1z2的中垂线|z-z1|=|z-z2|.(25分钟60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2014²重庆高考)实部为-2,虚部为1的复数所对应的点位于复平面的( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【解题指南】根据复数的几何意义直接写出复数对应复平面内点的坐标进行判断.【解析】选B.实部为-2,虚部为1的复数所对应的复平面内的点为(-2,1),位于第二象限,故选B.【补偿训练】(2015²郑州高二检测)已知a∈R,且0<a<1,i为虚数单位,则复数z=a+(a-1)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D.因为0<a<1,所以a>0且a-1<0,故复数z=a+(a-1)i在复平面内所对应的点(a,a-1)位于第四象限.故选D.2.(2015²大连高二检测)若复数z=(a2-3a+2)+(a2-4)i对应的点在虚轴上(不包含原点),则实数a的值等于( )A.1B.2C.1或2D.±2【解析】选A.复数z对应的点的坐标是(a2-3a+2,a2-4),依题意应有解得a=1,即实数a的值等于1.3.已知复数z=(x-1)+(2x-1)i的模小于,则实数x的取值范围是( )A.-<x<2B.x<2C.x>-D.x<-或x>2【解析】选A.依题意应有<,即5x2-6x+2<10,解得-<x<2,故选A. 【补偿训练】1.使|lo x-4i|≥|3+4i|成立的x的取值范围是( )A. B.(0,1]∪[8,+∞)C.∪[8,+∞)D.(0,1)∪(8,+∞)【解析】选C.因为|lo x-4i|≥|3+4i|==5,所以(lo x)2+42≥25,所以≥9,所以lo x≥3或lo x≤-3,所以0<x≤或x≥8.2.已知i为虚数单位,z1=a+i,z2=2-i,且|z1|=|z2|,求实数a的值.【解析】因为a为实数,所以|z1|=,|z2|==,因为|z1|=|z2|,所以=.所以a2=4,所以a=〒24.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【解析】选C.复数6+5i对应A点坐标为(6,5),-2+3i对应B点坐标为(-2,3).由中点坐标公式知C点坐标为(2,4),所以点C对应的复数为2+4i.故选C.5.在复平面内,O为原点,若向量对应的复数z的实部为3,且||=3,如果点A关于原点的对称点为点B,则向量对应的复数为( )A.-3B.3C.3iD.-3i【解析】选 A.根据题意设复数z=3+bi,由复数与复平面内的点、向量的对应关系得=(3,b),已知||=3,即=3,解得b=0,故z=3,点A的坐标为(3,0).因此,点A关于原点的对称点为B(-3,0),所以向量对应的复数为z'=-3.二、填空题(每小题5分,共15分)6.复数z=-5-12i在复平面内对应的点到原点的距离为.【解析】由题意知||=|z|==13.答案:13【补偿训练】(2015²武汉高二检测)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2= .【解析】z1在复平面上的对应点为(2,-3),关于原点的对称点为(-2,3),故z2=-2+3i.答案:-2+3i7.设z为纯虚数,且|z-1|=|-1+i|,则复数z= .【解题指南】设z=ai(a∈R,且a≠0),利用模长公式来求解.【解析】因为z为纯虚数,所以设z=ai(a∈R,且a≠0),则|z-1|=|ai-1|=.又因为|-1+i|=,所以=,即a2=1,所以a=〒1,即z=〒i.答案:〒i8.已知复数x2-6x+5+(x-2)i在复平面内的对应点在第三象限,则实数x的取值范围是.【解析】由已知,得解得1<x<2.答案:(1,2)【补偿训练】i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2= .【解题指南】利用复数的几何意义求解.【解析】根据复数的几何意义,z1=2-3i与z2=-2+3i关于原点对称.答案:-2+3i三、解答题(每小题10分,共20分)9.设z∈C,满足下列条件的点Z的集合是什么图形?(1)|z|=2.(2)|z|≤3.【解题指南】利用复数模的计算公式转化为实际x,y满足的条件来求解.【解析】(1)|z|=2,表明向量的模(长度)等于2,即点Z到原点的距离等于2,因此满足|z|=2的点Z的集合是以原点O为圆心,以2为半径的圆.(2)满足条件|z|≤3的点Z的集合是以原点为圆心,以3为半径的圆及其内部.【一题多解】本题还可用下面的解法设z=x+yi(x,y∈R)(1)由|z|=2,得=2,所以x2+y2=4,所以点Z的集合是以原点为圆心,以2为半径的圆.(2)由|z|≤3,得≤3,所以x2+y2≤9,所以点Z的集合是以原点为圆心,以3为半径的圆及其内部.【补偿训练】已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,求实数a的取值范围.【解题指南】根据复数的代数形式求模后,转化为含参数的二次不等式来求解.【解析】因为|z1|=,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,所以>|x2+a|⇔(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.不等式等价于①:1-2a=0⇒a=,即a=时,0·x2+>0恒成立.或②:⇒-1<a<.所以a∈.因此实数a的取值范围是.10.实数m分别取什么数时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i.(1)对应的点在第三象限?(2)对应的点在直线x+y+4=0?【解析】z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i.因为m∈R,所以z的实部为m2+5m+6,虚部为m2-2m-15.(1)要使z对应的点在第三象限,必有⇒所以-3<m<-2.(2)要使z对应的点在直线x+y+4=0上,必有点(m2+5m+6,m2-2m-15)满足方程x+y+4=0,所以(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+4=0,解得m=-或m=1.(20分钟40分)一、选择题(每小题5分,共10分)1.设z=(2t2+5t-3)+(t2+2t+2)i,t∈R,则以下结论中正确的是( )A.z对应的点在第一象限B.z一定不是纯虚数C.z对应的点在实轴上方D.z一定是实数【解析】选C.因为2t2+5t-3=(t+3)(2t-1)的值可正、可负、可为0,t2+2t+2=(t+1)2+1≥1,所以排除A,B,D.故选C.2.下列命题中的假命题是( )A.复数的模是非负实数B.复数等于零的充要条件是它的模等于零C.两个复数模相等是这两个复数相等的必要条件D.复数z1>z2的充要条件是|z1|>|z2|【解析】选D.①任意复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|=≥0总成立.所以A为真;②由复数相等的条件z=0⇔⇔|z|=0,故B为真;③若z1=a1+b1i,z2=a2+b2i(a1,b1,a2,b2∈R).若z1=z2,则有a1=a2,b1=b2,所以|z1|=|z2|,反之由|z1|=|z2|,推不出z1=z2,如z1=1+3i,z2=1-3i时|z1|=|z2|,故C为真;④不全为实数的两个复数不能比较大小,但任意两个复数的模总能比较大小,所以D为假命题.故选D.二、填空题(每小题5分,共10分)3.复数z=sin40°+isin230°的模等于.【解析】|z|====1.答案:14.若复数z1=3-5i,z2=1-i,z3=-2+ai在复平面内所对应的点在同一条直线上,则实数a= .【解题指南】根据三个复数对应的点共线,可得到任两点连线的斜率相等,建立方程可求a 的值.【解析】设复数z1,z2,z3分别对应点P1(3,-5),P2(1,-1),P3(-2,a),由已知可得=,从而可得a=5.答案:5三、解答题(每小题10分,共20分)5.实数k为何值时,复数z=k2-3k-4+(k2-5k-6)i对应的点位于:(1)x轴正半轴上?(2)y轴负半轴上?(3)第四象限的角平分线上?【解题指南】先确定复数的实部与虚部,并求出复数z的对应点,再进行计算.【解析】因为k为实数,所以k2-3k-4,k2-5k-6都为实数,所以复数z=k2-3k-4+(k2-5k-6)i的对应点Z的坐标为(k2-3k-4,k2-5k-6).(1)若对应点位于x轴正半轴上,则解得k=6.(2)若对应点位于y轴负半轴上,则解得k=4.(3)若对应点位于第四象限的角平分线上,又第四象限的角平分线的方程为y=-x(x>0),所以解得k=5.【补偿训练】已知复数z=(a2-1)+(2a-1)i,其中a∈R.当复数z在复平面内对应的点满足下列条件时,求a的值(或取值范围).(1)在实轴上.(2)在第三象限.(3)在抛物线y2=4x上.【解析】复数z=(a2-1)+(2a-1)i在复平面内对应的点是(a2-1,2a-1).(1)若z对应的点在实轴上,则有2a-1=0,解得a=.(2)若z对应的点在第三象限,则有解得-1<a<.(3)若z对应的点在抛物线y2=4x上,则有(2a-1)2=4(a2-1),即4a2-4a+1=4a2-4,解得a=.6.复数i,1,4+2i分别对应平面上A,B,C三点,另取一点D作平行四边形ABCD,求BD 的长.【解析】由题意得向量对应的复数为1-i,设D对应的复数为x+yi(x,y∈R),则=(4-x,2-y),由=,得解得所以D对应的复数为3+3i,所以=(2,3),则||=,即BD的长为.。
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基础巩固强化
一、选择题
1.若OZ →=(0,-3),则OZ →对应的复数为( ) A .0 B .-3 C .-3i D .3
[答案] C
[解析] 由OZ
→=(0,-3),得点Z 的坐标为(0,-3), ∴OZ
→对应的复数为0-3i =-3i.故选C. 2.复数z 与它的模相等的充要条件是( ) A .z 为纯虚数 B .z 是实数 C .z 是正实数 D .z 是非负实数 [答案] D
[解析] ∵z =|z |,∴z 为实数且z ≥0.
3.已知复数z =a +i(其中a ∈R ,i 为虚数单位)的模为|z |=2,则a 等于( )
A .1
B .±1 C. 3 D .±3 [答案] D
[解析] ∵|z |=2,∴a 2+1=4,∴a =±3.
4.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+8i
B .8+2i
C .2+4i
D .4+i
[答案] C
[解析] 由题意,得点A (6,5),B (-2,3).由C 为线段AB 的中点,得点C (2,4),
∴点C 对应的复数为2+4i.
5.复数z =(a 2-2a )+(a 2-a -2)i 对应的点在虚轴上,则( ) A .a ≠2或a ≠1 B .a ≠2或a ≠-1 C .a =2或a =0 D .a =0
[答案] C
[解析] 由题意知a 2-2a =0, 解得a =0或2.
6.当2
3<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -1)i 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] D
[解析] ∵2
3<m <1,∴2<3m <3. ∴3m -2>0,m -1<0. 二、填空题
7.已知复数x 2-6x +5+(x -2)i 在复平面内的对应点在第三象限,则实数x 的取值范围是________.
[答案] (1,2)
[解析] 由已知,得⎩
⎪⎨⎪⎧
x 2-6x +5<0
x -2<0,
解得1<x <2.
8.已知复数z 1=-2+3i 对应点为Z 1,Z 2与Z 1关于x 轴对称,Z 3与Z 2关于直线y =-x 对称,则Z 3点对应的复数为z =________.
[答案] 3+2i
[解析] Z 1(-2,3),Z 2(-2,-3),Z 3(3,2) ∴z =3+2i.
9.若复数z =(m 2-9)+(m 2+2m -3)i 是纯虚数,其中m ∈R ,则|z |=________.
[答案] 12
[解析] 由条件知⎩
⎪⎨⎪⎧
m 2+2m -3≠0
m 2-9=0,
∴m =3,∴z =12i ,∴|z |=12. 三、解答题
10.如果复数z =(m 2+m -1)+(4m 2-8m +3)i(m ∈R )对应的点在第一象限,求实数m 的取值范围.
[解析] ∵z =(m 2+m -1)+(4m 2-8m +3)i ,
由题意得⎩⎪⎨⎪⎧
m 2
+m -1>0
4m 2-8m +3>0
,
解得m <-1-52或m >3
2,
即实数m 的取值范围是m <-1-52或m >32.。