【新必修2··复数】复数导学案(教师版)

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新人教A版必修二复数.教师版教案

一、复数的概念1.虚数单位i:(1)它的平方等于1-，即2i 1=-;(2)实数可以与它进行四则运算，进行四则运算时，原有加、乘运算律仍然成立. (3)i 与－1的关系:i 就是1-的一个平方根，即方程21x =-的一个根，方程21x =-的另一个根是-i. (4)i 的周期性：41i i n +=, 42i 1n +=-, 43i i n +=-, 4i 1n =.2．数系的扩充：复数(0)i i(0)i(0)i(0)a b a b b a a b b a b a =⎧⎪+=⎧⎨+≠⎨⎪+≠⎩⎩实数纯虚数虚数非纯虚数 3.复数的定义：形如i(,)a b a b +∈R 的数叫复数，a 叫复数的实部，b 叫复数的虚部.全体复数所成的集合叫做复数集，用字母C 表示4.复数的代数形式:复数通常用字母z 表示，即(,)z a bi a b R =+∈，把复数表示成a bi +的形式，叫做复数的代数形式.5.复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系：对于复数(,)a bi a b R +∈，当且仅当0b =时，复数(,)a bi a b R +∈是实数a ；当0b ≠时，复数z a bi =+叫做虚数；当0a =且0b ≠时，z bi =叫做纯虚数；当且仅当0a b ==时，z 就是实数0知识内容复数6.复数集与其它数集之间的关系：NZQRC7.两个复数相等的定义：如果两个复数的实部和虚部分别相等，那么我们就说这两个复数相等.这就是说，如果a ，b ，c ，d ∈R ，那么i i a b c d +=+⇔a c =,b d =二、复数的几何意义1.复平面、实轴、虚轴：复数i(,)z a b a b =+∈R 与有序实数对(),a b 是一一对应关系.建立一一对应的关系.点Z 的横坐标是a ，纵坐标是b ，复数i(,)z a b a b =+∈R 可用点(),Z a b 表示，这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面，也叫高斯平面，x 轴叫做实轴，y 轴叫做虚轴.实轴上的点都表示实数.2.对于虚轴上的点要除原点外，因为原点对应的有序实数对为()0,0，它所确定的复数是00i 0z =+=表示是实数.除了原点外，虚轴上的点都表示纯虚数. 3.复数z a bi =+←−−−→一一对应复平面内的点(,)Z a b .三、复数的四则运算1.复数1z 与2z 的和的定义：12z z +=()()i i a b c d +++=()()i a c b d +++2.复数1z 与2z 的差的定义：12z z -=()()i i a b c d +-+=()()i a c b d -+-3.复数的加法运算满足交换律:1221z z z z +=+4.复数的加法运算满足结合律:123123()()z z z z z z ++=++5.乘法运算规则：设1i z a b =+，2i z c d =+(a 、b 、c 、d ∈R )是任意两个复数，那么它们的积()()()()12i i i z z a b c d ac bd bc ad =++=-++其实就是把两个复数相乘，类似两个多项式相乘，在所得的结果中把2i 换成1-，并且把实部与虚部分别合并.两个复数的积仍然是一个复数. 6.乘法运算律：(1)()()123123z z z z z z = (2)123123()()z z z z z z ⋅⋅=⋅⋅ (3)()1231213z z z z z z z +=+ 7.复数除法定义：满足()()()i i i c d x y a b ++=+的复数i x y +(x 、y ∈R )叫复数i a b +除以复数i c d +的商，记为：()(i)i a b c d +÷+或者iia b c d ++ 8.除法运算规则：设复数i a b + (a 、b ∈R )，除以i c d + (c ，d ∈R )，其商为i x y +（x 、y ∈R )，即()(i)i i a b c d x y +÷+=+∵()()()()i i i x y c d cx dy dx cy ++=-++ ∴()()i i cx dy dx cy a b -++=+由复数相等定义可知⎩⎨⎧=+=-.,b cy dx a dy cx 解这个方程组，得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=++=.,2222d c ad bc y dc bd ac x于是有: ()(i)i a b c d +÷+2222i ac bd bc adc d c d+-=+++ ②利用()()22i i c d c d c d +-=+于是将iia b c d ++的分母有理化得：原式22i (i)(i)[i (i)]()ii (i)(i)a b a b c d ac b d bc ad c d c d c d c d ++-+⋅-+-===++-+ 222222()()i i ac bd bc ad ac bd bc adc d c d c d ++-+-==++++.∴(()(i)i a b c d +÷+=2222i ac bd bc adc d c d +-+++ 点评:①是常规方法，②是利用初中我们学习的化简无理分式时，都是采用的分母有理化思想方法，而复数i c d +与复数i c d -，相当于我们初中学习的23+的对偶式23-，它们之积为1是有理数，而()()22i i c d c d c d +-=+是正实数.所以可以分母实数化. 把这种方法叫做分母实数化法. 9.共轭复数：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。

《复数的概念》教学设计【高中数学人教A版必修2(新课标)】

《复数的概念》教学设计教材通过三个环节完成了对实数系的扩充过程：(1)提出问题(用什么方法解决方程x2＋1＝0在实数集中无解的问题)，引发学生的认知冲突，激发学生扩充实数系的欲望；(2)回顾从自然数集逐步扩充到实数集的过程和特点(添加新数，满足原来的运算律)；(3)类比、设想扩充实数系的方向及引入新数i所满足的条件(使i2＝－1成立，满足原来的运算律)．由于学生对数系扩充的知识并不熟悉，教学中教师需多作引导．复数的概念是复数这一章的基础，复数的有关概念都是围绕复数的代数表示形式展开的．虚数单位、实部、虚部的命名，复数相等的概念，以及虚数、纯虚数等概念的理解，教学中可结合具体例子，以促进对复数实质的理解．课时分配1课时．1．了解引进复数的必要性；理解虚数单位i以及i与实数的四则运算规律．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、复数相等)．2．通过问题情境，了解扩充数系的必要性，感受数系的扩充过程，体会引入虚数单位i和复数形式的合理性，使学生对数的概念有一个初步的、完整的认识．3．通过问题情境，体会实际需求与数学内部矛盾在数系扩充过程中的作用，感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系．重点：复数的概念，虚数单位i，复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念．~难点：虚数单位i的引进及复数的概念．引入新课请同学们回答以下问题：(1)在自然数集N中，方程x＋4＝0有解吗(2)在整数集Z中，方程3x－2＝0有解吗(3)在有理数集Q中，方程x2－2＝0有解吗)活动设计：先让学生独立思考，然后小组交流，最后师生总结．活动成果：问题(1)在自然数集中，方程x＋4＝0无解，为此引进负数，自然数→整数；问题(2)在整数集中，方程3x－2＝0无解，为此引进分数，整数→有理数；问题(3)在有理数集中，方程x2－2＝0无解，为此引进无理数，有理数→实数．数集的每一次扩充，对数学本身来说，解决了在原有数集中某种运算不能实施的矛盾，如分数解决了在整数集中不能整除的矛盾，负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾，无理数解决了开方开不尽的矛盾．提出问题：从自然数集N扩充到实数集R经历了几次扩充每一次扩充的主要原因是什么每一次扩充的共同特征是什么活动设计：先让学生独立思考，然后小组讨论，师生共同归纳总结．活动成果：扩充原因：①满足解决实际问题的需要；②满足数学自身完善和发展的需要．$扩充特征：①引入新的数；②原数集中的运算规则在新数集中得到保留和扩展，都满足交换律和结合律，乘法对加法满足分配律．设计意图回顾从自然数集N扩充到实数集R的过程，帮助学生认识数系扩充的主要原因和共同特征．探究新知提出问题：方程x2＋1＝0在R上有解吗如何对实数集进行扩充，使方程x2＋1＝0在新的数集中有解活动设计：小组讨论，类比猜想，设想新数的引进，师生共同完成．学情预测：学生讨论可能没有统一结果，无法描述．类比原来不同阶段数系的每一次扩充的特点，在实数集中方程x2＋1＝0无解，需要引进“新数”扩充实数集．让我们设想引入一个新数i，使i满足两个条件：(1)i是方程x2＋1＝0的根，即i2＝－1；(2)新数i与实数之间满足加法、乘法的交换律、结合律以及乘法对加法的分配律．;设计意图面对新问题的需要，感到扩充实数集的必要性，通过类比，猜想增添的新数需满足的条件．提出问题：同学们设想，实数a与新数i相加，实数b与新数i相乘，结果如何表达实数a与实数b和新数i相乘的结果相加，如何表示活动设计：学生动手操作，尝试写出新数与实数加法和乘法的运算，然后教师引导，更正不正确的写法，统一新数的特点，为引出复数的概念做铺垫．活动成果：a＋i，b i，a＋b i.根据条件(2)，i可以与实数b相乘，再与实数a相加．由于满足乘法和加法的交换律，从而都可以把结果写成a＋b i(a，b∈R)的形式．提出问题：形如a＋b i(a，b∈R)的数包括所有实数吗包括你原来没遇到过的新数吗写出实数系经过上述扩充后得到的新数构成的集合C.—活动设计：学生思考，可以讨论，师生共同总结，得出复数的概念．活动成果：形如a＋b i(a，b∈R)的数，包括所有实数，也包括新数b i和a＋b i，实数a 和新数i可以看作是a＋b i(a，b∈R)这样数的特殊形式，即a＝a＋0i，i＝0＋i.实数系经过上述扩充后，得到的新数集C＝{a＋b i|a，b∈R}．我们把形如a＋b i(a，b∈R)的数叫做复数，其中i叫做虚数单位．全体复数所构成的集合C叫做复数集，即C＝{a＋b i|a，b∈R}．复数通常用字母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．注意：今后不做特殊说明，a，b∈R，其中a叫做复数z的实部，b叫做复数z的虚部．设计意图让学生自己添加上这些新数，感受实数系的扩充过程，认识扩充后新数的特点，知道复数的代数形式及有关概念．<提出问题：你认为满足什么条件，可以说这两个复数相等活动设计：学生讨论探究a＋b i＝c＋d i时，实部和虚部应满足的条件，教师补充．活动结果：若a ＋b i ＝c ＋d i(其中a ，b ，c ，d ∈R )，则a ＝b 且c ＝d ，即两个复数相等的充要条件是实部和虚部分别相等．特别地，a ＋b i ＝0⇔a ＝0且b ＝0.设计意图通过探究讨论，让学生对复数相等的概念达成共识，并揭示复数相等的内涵，利用两复数相等，可以得到关于实数的方程组，进而得到a ，b 的值．理解新知提出问题：对于复数z ＝a ＋b i ，当且仅当a ，b 满足什么条件时，z 为实数，为0，为虚数，为纯虚数活动设计：学生思考、讨论，师生总结．>活动结果：当且仅当b ＝0时，复数z ＝a ＋b i 是实数；当且仅当a ＝b ＝0时，复数z ＝a ＋b i 为0；当且仅当b ≠0时，复数z ＝a ＋b i 是虚数；当且仅当a ＝0且b ≠0时，复数z ＝a ＋b i 为纯虚数．设计意图让学生进一步理解复数的代数形式，明确复数z ＝a ＋b i 为实数、虚数和纯虚数的充要条件．提出问题：实数系扩充到复数系后，实数集R 与复数集C 有怎样的关系你能类比实数的分类，对复数进行合理的分类吗试用韦恩图表示复数集、实数集、虚数集和纯虚数集之间的关系．活动设计：小组讨论，学生尝试分类，教师引导归纳．活动结果：实数集R 是复数集C 的真子集.复数z ＝a ＋b i 可以分类如下：复数z ⎩⎪⎨⎪⎧实数b ＝0虚数b≠0当a ＝0时为纯虚数复数集、实数集、虚数集和纯虚数集之间的关系用图表示如下： ?设计意图让学生了解数系扩充后复数的正确分类及各数系之间的包含关系．提出问题：任意两个复数可以比较大小吗若可以，请说明进行比较的方法；若不可以，请说明理由．活动设计：让学生思考，议论后发言，教师点拨．学情预测：学生可能不知所云，无法下结论，也可能类比实数的大小比较，认为可以比较大小．活动结果：若两个复数都是实数，则可以比较大小；否则就不能比较大小．因此，一般说来，两个复数只能说相等或不相等，而不能比较其大小．-运用新知例1请说出下列复数的实部和虚部，并判断它们是实数，虚数还是纯虚数．①2＋3i ；②－3＋12i ；③2＋i ；④π；⑤－3i ；⑥0.思路分析：根据复数的代数形式及实部和虚部的概念找出各复数的实部和虚部，根据虚数、纯虚数的概念判断．解：①的实部为2，虚部为3，是虚数；②的实部为－3，虚部为12，是虚数；③的实部为2，虚部为1，是虚数；④的实部为π，虚部为0，是实数；⑤的实部为0，虚部为－3，是纯虚数；⑥的实部0，虚部为0，是实数．点评：复数a ＋b i 中，实数a 和b 分别叫做复数的实部和虚部．特别注意，b 为复数的虚部而不是虚部的系数，b 连同它的符号叫做复数的虚部．巩固练习符合下列条件的复数一定存在吗若存在，请举出例子；若不存在，请说明理由．;(1)实部为－2的虚数；(2)虚部为－2的虚数；(3)虚部为－2的纯虚数；(4)实部为－2的纯虚数．解答：(1)存在且有无数个，如－2＋i 等；(2)存在且不唯一，如1－2i 等；(3)存在且唯一，即－2i ；(4)不存在，因为纯虚数的实部为0.例2实数m 取什么数值时，复数z ＝m ＋1＋(m －1)i 是(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．#思路分析：因为m ∈R ，所以m ＋1，m －1都是实数．由复数z ＝a ＋b i 是实数、虚数和纯虚数的条件可以确定m 的取值．解：(1)当m －1＝0，即m ＝1时，复数z 是实数；(2)当m －1≠0，即m ≠1时，复数z 是虚数；(3)当m ＋1＝0，且m －1≠0，即m ＝－1时，复数z 是纯虚数．点评：这是一道巩固复数概念的题目，首先要在变化中认识复数代数形式的结构，正确判断复数的实部和虚部；然后依据复数是实数、虚数、纯虚数的条件，用列方程(或不等式)的方法求出相应的m 的取值．变式练习已知集合M ＝{1,2，(a 2－3a －1)＋(a 2－5a －6)i}，N ＝{－1,3}，若M ∩N ＝{3}，则实数a ＝______.提示：由M ∩N ＝{3}知，3∈M ，即有(a 2－3a －1)＋(a 2－5a －6)i ＝3，~所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2－3a －1＝3，a 2－5a －6＝0，解得a ＝－1. 例3已知(2x －1)＋i ＝y －(3－y )i ，其中x ，y ∈R ，求x ，y 的值．思路分析：根据两复数相等的概念，列出关于x 与y 的方程组，可求得x ，y 的值．解：根据复数相等的定义可得，⎩⎪⎨⎪⎧2x －1＝y ，1＝－3－y ，解得x ＝52，y ＝4. 点评：根据两复数相等的定义求其中参数值的问题，应首先将复数转化为代数形式，并确定其实部和虚部，然后利用两复数相等的充要条件，即实部和虚部分别相等列出相应的方程组，然后解方程组求出参数的值．变练演编1．给出实数－1、1和0，你能构成哪些不同的复数2．已知复数z ＝(x 2＋5x ＋6)＋(x 2－2x －15)i(x ∈R )，需要添加条件：____________，即可求实数x 的值．]答案：1.可以构成不同的复数有：－1＋i，－1＋0i，1－i，1＋0i，i，－i；2．可以添加的条件很多，如z为实数，z为虚数，z为纯虚数，z＝0，z＝6－15i等等．达标检测1．下列说法正确的是()①实数是复数；②虚数是复数；③实数集和虚数集的交集不是空集；④实数集与虚数集的并集等于复数集．A．①②③ B．①②④C．②④ D．①②③2．a＝0是复数z＝a＋bi(a，b∈R)为纯虚数的()【A．充分而不必要条件B．必要而不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件3．复数4－3a－a2i与复数a2＋4ai相等，则实数a的值为()A．1 B．1或－4C．－4 D．0或－44．以2i－5的虚部为实部，以5i－2i2的实部为虚部的复数是__________．答案或提示：3．C(提示：由两复数相等的条件列出关于a的方程组)（4．2＋2i(提示：先确定两个已知复数的实部和虚部，注意：i2＝－1)课堂小结可以先给学生1～2分钟的时间默写本节的主要基础知识、方法，例题、题目类型、解题规律等；然后用精练的、精确的语言概括本节的知识脉络、思想方法、解题规律等．1．内容知识：2．解题规律方法：3．思想方法：布置作业设计说明本节课的教学设计以问题为驱动，通过不断提出问题，研究问题，解决问题，使学生回顾旧知识获得新知识，完成数系的扩充和复数概念的教学．复数的概念如果单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味，学生不易接受，本课时将已有知识和新学知识通过问题链设计教学，让学生体验已学过的数集的扩充历史，体会数集的扩充是生产实践的需要，也是数学学科自身发展的需要；通过小组合作学习，使学生了解数的发展过程和规律，对各种数集之间的关系有着比较清晰、完整的认识，从而学生更容易积极主动地建构虚数的概念、复数的概念、复数的分类以及两复数相等的条件．备课资料数的发展史数的概念是从实践中产生和发展起来的．早在人类社会初期，人们在狩猎、采集果实等劳动中，由于计数的需要，就产生了1,2,3,4等数以及表示“没有”的数0.自然数的全体构成自然数集N.随着生产和科学的发展，数的概念也得到发展．为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题，人们引进了分数；为了表示各种具有相反意义的量以及满足记数的需要，人们又引进了负数．这样就把数集扩充到有理数集Q.显然N Q.如果把自然数集(含正整数和0)与负整数集合并在一起，构成整数集Z，则有Z Q、N Z.如果把整数看作分母为1的分数，那么有理数集实际上就是分数集．有些量与量之间的比值，例如用正方形的边长去度量它的对角线所得的结果，无法用有理数表示，为了解决这个矛盾，人们又引进了无理数．所谓无理数，就是无限不循环小数．有理数集与无理数集合并在一起，构成实数集R.因为有理数都可看作循环小数(包括整数、有限小数)，无理数都是无限不循环小数，所以实数集实际上就是小数集．数因为生产和科学发展的需要而逐步扩充，数集的每一次扩充，对数学学科本身来说，也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾，分数解决了在整数集中不能整除的矛盾，负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾，无理数解决了开方开不尽的矛盾．但是，数集扩到实数集R以后，像x2＝－1这样的方程还是无解的，因为没有一个实数的平方等于－1.由于解方程的需要，人们引入了一个新数i，叫做虚数单位．并由此产生了复数．。

新教材北师大版高中数学必修第二册第五章复数学案(知识点考点汇总及配套习题)

第五章复数1复数的概念及其几何意义........................................................................................ - 1 - 2复数的四则运算...................................................................................................... - 14 - 3复数的三角表示...................................................................................................... - 29 -1复数的概念及其几何意义1．1复数的概念学习任务核心素养1．了解引进虚数单位i的必要性，了解数集的扩充过程．(重点)2．理解在数系的扩充中由实数集扩展到复数集出现的一些基本概念．(重点、难点) 3．掌握复数代数形式的表示方法，理解复数相等的充要条件．(重点)1．通过对复数的相关概念的学习，培养学生数学抽象素养．2．借助复数的分类、复数的相等的相关运算，培养学生数学运算素养．五百年前意大利的卡尔丹遇到这样一个问题，将10分成两个部分，使它们的乘积等于40，则x(10－x)＝40即(x－5)2＝－15，该方程无实数解，那么他遇到了什么问题呢？他想：负数为什么不能开方？他是怎样解决的呢？形如a＋b i(其中a，b∈R)的数叫作复数，通常用字母z表示，即z＝a＋b i(a，b∈R).其中a称为复数z的实部，记作Re z, b称为复数z的虚部，记作Im z.知识点2复数的分类根据复数中a，b的取值不同，复数可以有以下的分类：复数a ＋b i(a ，b ∈R )⎩⎨⎧实数（b ＝0）；虚数（b ≠0）⎩⎨⎧纯虚数（a ＝0），非纯虚数（a ≠0）.1.在2＋7，27i, 8＋5i ，(1－3)i, 0.68这几个数中，纯虚数的个数为( ) A ．0 B ．1 C ．2 D ．3C [27i, (1－3)i 是纯虚数，故选C.]知识点3 复数集全体复数构成的集合称为复数集，记作C .显然RC .知识点4 复数相等两个复数a ＋b i 与c ＋d i(a ，b ，c ，d ∈R )相等定义为：它们的实部相等且虚部相等，即a ＋b i ＝c ＋d i 当且仅当a ＝c 且b ＝d ． 1.两个复数一定能比较大小吗？提示：当两个复数为实数时，能够比较大小；否则不能比较大小．2．若复数a ＋2i ＝3＋b i(a ，b ∈R )，则a ＋b 的值是什么？提示：因为a ＋2i ＝3＋b i ，所以a ＝3，b ＝2，所以a ＋b ＝5.2.思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)若a ，b 为实数，则z ＝a ＋b i 为虚数．( ) (2)复数z ＝b i 是纯虚数． ( ) (3)若两个复数的实部的差和虚部的差都等于0，那么这两个复数相等．( )[提示] (1)错误．若b ＝0，则复数z ＝a ＋b i 是实数．(2)错误．若b ＝0，则复数z ＝b i ＝0是实数．(3)正确．若两个复数的实部的差和虚部的差都等于0，则这两个复数的实部和虚部分别相等，所以两个复数相等．[答案] (1)× (2)× (3)√类型1 复数的概念【例1】 (1)给出下列三个命题：①若z ∈C ，则z 2≥0；②2i －1的虚部是2i ；③2i 的实部是0.其中真命题的个数为( )A ．0B ．1C ．2D ．3(2)已知复数z ＝a 2－(2－b )i 的实部和虚部分别是2和3，则实数a ，b 的值分别是________．(1)B (2)±2 5 [(1)对于①，当z ∈R 时，z 2≥0成立，否则不成立，如z ＝i ，z 2＝－1<0，所以①为假命题；对于②，2i －1＝－1＋2i ，其虚部是2，不是2i ，②为假命题；对于③，2i ＝0＋2i ，其实部是0，③为真命题．故选B.(2)由题意知⎩⎨⎧a 2＝2，b －2＝3，∴a ＝±2，b ＝5.](1)复数的代数形式：若z ＝a ＋b i ，只有当a ，b ∈R 时，a 才是z 的实部，b 才是z 的虚部，且注意虚部不是b i ，而是b .(2)不要将复数与虚数的概念混淆，实数也是复数，实数和虚数是复数的两大构成部分．(3)举反例：判断一个命题为假命题，只要举一个反例即可，所以解答这类题时，可按照“先特殊，后一般，先否定，后肯定”的方法进行解答．[跟进训练]1．下列命题：①若a ∈R ，则(a ＋1)i 是纯虚数；②若(x 2－4)＋(x 2＋3x ＋2)i 是纯虚数，则实数x ＝±2；③实数集是复数集的真子集．其中正确说法的个数是( )A ．0B ．1C ．2D ．3B [对于复数a ＋b i(a ，b ∈R )，当a ＝0且b ≠0时，为纯虚数．对于①，若a ＝－1，则(a ＋1)i 不是纯虚数，故①错误．对于②，若x ＝－2，则x 2－4＝0，x 2＋3x ＋2＝0，此时(x 2－4)＋(x 2＋3x ＋2)i ＝0，不是纯虚数，故②错误．显然，③正确．故选B.]类型2 复数相等【例2】 (1)(教材北师版P 165例2改编)已知x 2－y 2＋2xy i ＝2i ，求实数x ，y 的值；(2)关于x 的方程3x 2－a 2x －1＝(10－x －2x 2)i 有实根，求实数a 的值．[解] (1)∵x 2－y 2＋2xy i ＝2i ，∴⎩⎨⎧x 2－y 2＝0，2xy ＝2，解得⎩⎨⎧x ＝1，y ＝1或⎩⎨⎧x ＝－1，y ＝－1. (2)设方程的实数根为x ＝m ，则3m 2－a 2m －1＝(10－m －2m 2)i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧3m 2－a 2m －1＝0，10－m －2m 2＝0，解得a ＝11或a ＝－715.复数相等问题的解题技巧(1)必须是复数的代数形式才可以根据实部与实部相等，虚部与虚部相等列方程组求解．(2)根据复数相等的条件，将复数问题转化为实数问题，为应用方程思想提供了条件，同时这也是复数问题实数化思想的体现．(3)如果两个复数都是实数，可以比较大小，否则是不能比较大小的．[跟进训练]2．复数z 1＝(2m ＋7)＋(m 2－2)i ，z 2＝(m 2－8)＋(4m ＋3)i ，m ∈R ，若z 1＝z 2，则m ＝________．5 [因为m ∈R ，z 1＝z 2，所以(2m ＋7)＋(m 2－2)i ＝(m 2－8)＋(4m ＋3)i.由复数相等的充要条件得⎩⎨⎧2m ＋7＝m 2－8，m 2－2＝4m ＋3，解得m ＝5.] 类型3 复数的分类【例3】当m 为何实数时，复数z ＝m 2－m －6m ＋3＋(m 2－2m －15)i. (1)是虚数；(2)是纯虚数．1. 复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）何时为虚数？[提示] b ≠0．2.复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）何时为纯虚数？[提示] a ＝0，b ≠0. 3.(1)复数z 是虚数→令虚部不等于0→解方程组可得m 的值(2)复数z 是纯虚数→令虚部不等于0且实部等于0→解方程组可得m 的值[解] (1)当⎩⎨⎧m ＋3≠0，m 2－2m －15≠0，即m ≠5且m ≠－3时，z 是虚数． (2)当⎩⎨⎧m 2－m －6m ＋3＝0，m 2－2m －15≠0，即m ＝3或m ＝－2时，z 是纯虚数．1．例3的条件不变，当m 为何值时，z 为实数？[解] 当⎩⎨⎧m ＋3≠0，m 2－2m －15＝0，即m ＝5时，z 是实数． 2．例3的条件不变，当m 为何值时，z >0.[解] 因为z >0，所以z 为实数，需满足⎩⎨⎧m 2－m －6m ＋3>0，m 2－2m －15＝0，解得m ＝5. 3．已知z ＝log 2(1＋m )＋ilog 12(3－m )(m ∈R )，若z 是虚数，求m 的取值范围． [解] ∵z 是虚数，∴log 12(3－m )≠0，且1＋m >0，即⎩⎨⎧3－m >0，3－m ≠1，1＋m >0，∴－1<m <2或2<m <3.∴m 的取值范围为(－1，2)∪(2，3).复数分类的关键(1)利用复数的代数形式，对复数进行分类，关键是根据分类标准列出实部、虚部应满足的关系式．求解参数时，注意考虑问题要全面，当条件不满足代数形式z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )时应先转化形式．(2)注意分清复数分类中的条件,设复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则①z 为实数⇔b ＝0，②z 为虚数⇔b ≠0，③z 为纯虚数⇔a ＝0，b ≠0.④z ＝0⇔a ＝0且b ＝0.当堂达标1．若x i －i 2＝y ＋2i ，x ，y ∈R ，则复数x ＋y i 等于( )A ．－2＋iB ．2＋iC ．1－2iD ．1＋2iB [由i 2＝－1，得x i －i 2＝1＋x i ，则由题意得1＋x i ＝y ＋2i ，根据复数相等的充要条件得x ＝2，y ＝1，故x ＋y i ＝2＋i.]2．以3i －2的虚部为实部，以3i 2＋2i 的实部为虚部的复数是( )A ．3－3iB ．3＋iC ．－2＋2iD ．2＋2iA [3i －2的虚部为3，3i 2＋2i ＝－3＋2i 的实部为－3，故选A.]3．已知复数z 1＝a ＋2i ，z 2＝3＋(a 2－7)i ，a ∈R ，若z 1＝z 2，则a ＝( )A ．2B ．3C ．－3D ．9 B [因为z 1＝a ＋2i ，z 2＝3＋(a 2－7)i ，且z 1＝z 2，所以有⎩⎨⎧a ＝3，a 2－7＝2，解得a ＝3.故选B.]4．已知复数z ＝m 2－1＋(m 2－m －2)i 为实数，则实数m 的值为________．－1或2 [因为复数z ＝m 2－1＋(m 2－m －2)i 为实数，所以m 2－m －2＝0，解得m ＝－1或m ＝2.]5．设m ∈R ，复数z ＝－1－m ＋(2m －3)i.(1)若z 为实数，则m ＝________；(2)若z 为纯虚数，则m ＝________．(1)32(2)－1[(1)若复数z＝－1－m＋(2m－3)i为实数，则2m－3＝0，所以m＝32；(2)若z为纯虚数，则－1－m＝0，所以m＝－1.]回顾本节内容，自我完成以下问题：1.如何正确理解复数的概念？[提示](1)对于复数z＝a＋b i(a，b∈R)，可以限制a，b的值得到复数z的不同情况．(2)当两个复数不全是实数时，不能比较大小，只可判断相等或不相等，但两个复数都是实数时，可以比较大小．2.如何解决复数相等问题？[提示]两个复数相等，要先确定两个复数的实、虚部，再利用两个复数相等的充要条件进行判断．1．2复数的几何意义学习任务核心素养1．理解用复平面内的点或以原点为起点的向量来表示复数及它们之间的一一对应关系．(难点)2．掌握实轴、虚轴、模、共轭复数等概念．(重点、难点)3．掌握用向量的模来表示复数的模的方法．(重点)1．通过学习复数的几何意义，培养学生直观想象素养．2．借助于复数的模和共轭复数的计算，培养学生数学运算素养．18世纪，瑞士人阿甘达注意到负数是正数的一个扩充，它是将方向和大小结合得出来的，他给出了负数的一些几何解释．而在使人们接受复数方面，高斯的工作更为有效，他不仅将复数z＝a＋b i表示为复平面的一点Z(a，b)，而且阐述了复数的几何加法和乘法，这也和向量运算是一致的，使人们对复数不再有种神秘的印象．阅读教材，结合上述情境回答下列问题．问题1：上述材料中，复平面是如何定义的？问题2：复数与复平面内的点及向量的关系如何？问题3：复数的模是实数还是虚数？问题4：复数z＝a＋b i的共轭复数是什么？知识点1复平面通过建立平面直角坐标系来表示复数的平面称为复平面，x轴称为实轴，y轴称为虚轴．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．1.虚轴上的点都对应着唯一的纯虚数吗？提示：不是．除了原点外，虚轴上的点都表示纯虚数．知识点2复数的几何意义2.象限内的点与复数有何对应关系？提示：第一象限的复数特点：实部为正，且虚部为正；第二象限的复数特点：实部为负，且虚部为正；第三象限的复数特点：实部为负，且虚部为负；第四象限的复数特点：实部为正，且虚部为负．1.在复平面内，复数z＝i＋2i2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B [∵z ＝i ＋2i 2＝－2＋i ，∴实部小于0，虚部大于0，故复数z 对应的点位于第二象限．]知识点3 复数的模向量OZ →的模称为复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的模，记作|z |或|a ＋b i|. 由向量模的定义可知，|z |＝|a ＋b i|＝a 2＋b 2．如果b ＝0，那么z ＝a ＋b i 是一个实数a ，它的模等于|z |＝a 2＋b 2＝a 2＝|a |(a 的绝对值).2.已知复数z 的实部为－1，虚部为2，则|z |＝________．5 [|z |＝（－1）2＋22＝ 5.]知识点4 共轭复数(1)定义：若两个复数的实部相等，而虚部互为相反数，则称这两个复数互为共轭复数，复数z 的共轭复数用z 表示．当z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )时，z ＝a －b i ．(2)几何意义：在复平面内，表示两个共轭复数的点关于实轴对称，并且它们的模相等．另外，当复数z ＝a ＋b i 的虚部b ＝0时，有z ＝z .也就是说，任意一个实数的共轭复数仍是它本身，反之亦然．3.复数z ＝－1＋i 的共轭复数对应的点位于第________象限．三 [z ＝－1＋i 的共轭复数为z ＝－1－i ，位于第三象限．]类型1 复数与平面内的点的关系【例1】 (教材北师版P 167练习第2题改编)实数x 分别取什么值时，复数z ＝(x 2＋x －6)＋(x 2－2x －15)i 对应的点Z 在：(1)第三象限；(2)直线x －y －3＝0上．[解] 因为x 是实数，所以x 2＋x －6，x 2－2x －15也是实数．(1)当实数x 满足⎩⎨⎧x 2＋x －6<0，x 2－2x －15<0，即当－3<x <2时，点Z 在第三象限． (2)z ＝x 2＋x －6＋(x 2－2x －15)i 对应点Z (x 2＋x －6，x 2－2x －15)，当实数x 满足(x 2＋x －6)－(x 2－2x －15)－3＝0，即当x ＝－2时，点Z 在直线x －y －3＝0上．按照复数和复平面内所有点组成的集合之间的一一对应关系，每一个复数都对应着一个有序实数对，只要在复平面内找出这个有序实数对所表示的点，就可根据点的位置判断复数实部、虚部的取值． [跟进训练]1．在复平面内，若复数z ＝(m 2－m －2)＋(m 2－3m ＋2)i(m ∈R )的对应点在虚轴上和实轴负半轴上，分别求复数z .[解] 若复数z 的对应点在虚轴上，则m 2－m －2＝0，所以m ＝－1或m ＝2，所以z ＝6i 或z ＝0.若复数z 的对应点在实轴负半轴上，则⎩⎨⎧m 2－m －2<0，m 2－3m ＋2＝0，所以m ＝1，所以z ＝－2.类型2 复数的模的几何意义【例2】 (教材北师版P 166例3改编)设z ∈C ，在复平面内对应点Z ，试说明满足下列条件的点Z 的集合是什么图形．(1)|z |＝3; (2)1≤|z |≤2.[解] (1)|z |＝3说明向量OZ →的长度等于3，即复数z 在复平面内对应的点Z 到原点的距离为3，这样的点Z 的集合是以原点O 为圆心，3为半径的圆．(2)不等式1≤|z |≤2可以转化为不等式组⎩⎨⎧|z |≤2|z |≥1.不等式|z |≤2的解集是圆|z |＝2及该圆内部所有点的集合．不等式|z |≥1的解集是圆|z |＝1及该圆外部所有点的集合．这两个集合的交集，就是满足条件1≤|z |≤2的点的集合．如图中的阴影部分，所求点的集合是以O 为圆心，以1和2为半径的两圆所夹的圆环，并且包括圆环的边界．解决复数的模的几何意义问题解决复数的模的几何意义的问题，应把握两个关键点：一是|z |表示点Z 到原点的距离，可依据|z |满足的条件判断点Z 的集合表示的图形；二是利用复数的模的概念，把模的问题转化为几何问题来解决． [跟进训练] 2．若复数z 满足|z |≤2，则z 在复平面所对应的图形的面积为________． 2π [满足|z |≤2的点Z 的集合是以原点O 为圆心，以2为半径的圆及其内部所有的点构成的集合，∴所求图形的面积为S ＝2π.故填2π.]类型3 复数、共轭复数与复平面内的向量的关系【例3】 (1)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(2)设O 是原点，向量OA →，OB →对应的复数分别为2－3i ，－3＋2i ，那么向量BA→对应的复数是( )A ．－5＋5iB ．－5－5iC ．5＋5iD ．5－5i1.复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）在复平面内对应的向量OZ →和点Z 分别是什么？[提示] 向量OZ →＝（a ，b ），点Z 的坐标为（a ，b ）.2.设复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）的共轭复数为z ，z 和z 在复平面内对应的点分别为A ，B ，则点A ，B 有什么关系？[提示] 点A ，B 关于x 轴对称．(1)C (2)D [(1)由复数的几何意义，可得OZ →1＝(5，－4)，OZ →2＝(－5，4)，所以OZ →1＋OZ →2＝(5，－4)＋(－5，4)＝(0，0)，所以OZ →1＋OZ →2对应的复数为0.(2)由复数的几何意义，得OA →＝(2，－3)，OB →＝(－3，2)，BA →＝OA →－OB →＝(2，－3)－(－3，2)＝(5，－5).所以BA →对应的复数是5－5i.] 1．在例3(2)中若BA →对应的复数是z ，求z .[解] 由例3(2)的解析可知BA →对应的复数是5－5i ，即z ＝5－5i ，所以z ＝5＋5i.2．在例3(2)中，若点A 关于实轴的对称点为点C ，求向量OC →对应的复数．[解] 复数2－3i 表示的点A (2，－3)关于实轴对称的点为C (2，3)，∴向量OC→对应的复数为2＋3i.(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在原点时，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问题时，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．[跟进训练]3．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] ∵OZ 1对应的复数为－3＋4i ，OZ 2对应的复数为2a ＋i ，∴OZ 1＝(－3，4)，OZ 2＝(2a ，1).又∵OZ 1与OZ 2共线，∴(－3)×1－4×2a ＝0，解之得a ＝－38.当堂达标1．若OZ →＝(0，－3)，则OZ →对应的复数为( )A ．0B ．－3C ．－3iD ．3C [OZ →对应的复数为－3i.]2．已知复数z 1＝m ＋2i ，z 2＝1＋i ，若z 1＋z 2为纯虚数，则实数m 的值为( )A ．－1B ．1C ．4D ．－4A [z 1＋z 2＝m ＋1＋3i 为纯虚数，故m ＋1＝0，m ＝－1，故选A.]3．已知z ＝m －1＋(m ＋2)i 在复平面内对应的点在第二象限，则实数m 的取值范围是( )A ．(－1，2)B ．(－2，1)C ．(1，＋∞)D ．(－∞，－2)B [∵z ＝m －1＋(m ＋2)i 在复平面内对应的点在第二象限，∴m －1<0，m ＋2>0，解得－2<m <1，则实数m 的取值范围是(－2，1).]4．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 ≠1B ．a ≠2或a ≠－1C ．a ＝2或a ＝0D ．a ＝0C [由题知a 2－2a ＝0解得a ＝0或a ＝2，故选C.]5．已知复数z ＝1＋2i ，则|z |＝________．5 [∵z ＝1＋2i ，∴|z |＝ 5.]回顾本节内容，自我完成以下问题：复数的模的几何意义是什么？提示：(1)复数z在复平面内对应的点为Z，复数z0在复平面内对应的点为Z0，r表示一个大于0的常数，则：①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；②满足条件|z－z0|＝r的点Z的轨迹为以Z0为圆心，r为半径的圆，|z－z0|＜r 表示圆的内部，|z－z0|＞r表示圆的外部．(2)复数的几何意义有两种：复数和复平面内的点一一对应，复数和复平面内以原点为起点的向量一一对应．如图所示：2复数的四则运算2．1复数的加法与减法学习任务核心素养1．掌握复数代数形式的加法和减法运算．(重点、难点)2．理解复数加法和减法所满足的交换律和结合律．(重点、难点)1．通过学习复数的加法和减法运算，培养学生数学运算素养．2．通过学习复数加法和减法运算所满足的运算律，培养学生数学抽象素养．随着生产发展的需要，我们将数的范围扩展到了复数．运算是“数”的主要功能，复数不同于实数，它是由实部、虚部两部分复合构造而成的整体．阅读教材，回答下列问题问题1：复数如何进行加、减运算呢？问题2：类比多项式的加、减运算，想一想复数又如何进行加、减法运算？问题3：两个复数的和或差得到的结果是什么？问题4：复数的加法法则可以推广吗？知识点1复数的加法与减法(1)复数加法的运算法则两个复数的和仍是一个复数，两个复数的和的实部是它们的实部的和，两个复数的和的虚部是它们的虚部的和，也就是(a＋b i)＋(c＋d i)＝(a＋c)＋(b＋d)i．(2)复数减法的运算法则两个复数的差仍是一个复数，两个复数的差的实部是它们的实部的差，两个复数的差的虚部是它们的虚部的差，也就是(a＋b i)－(c＋d i)＝(a－c)＋(b－d)i．(3)复数的加法运算的运算律：结合律：(z1＋z2)＋z3＝z1＋(z2＋z3)；交换律：z1＋z2＝z2＋z1．1.两个复数的和是个什么数，它的值唯一确定吗？[提示]是复数，唯一确定．1.已知复数z1＝3＋4i，z2＝3－4i，则z1＋z2等于()A．8i B．6 C．6＋8i D．6－8iB[z1＋z2＝3＋4i＋3－4i＝(3＋3)＋(4－4)i＝6.]知识点2复数加法的几何意义如图，z1＝a＋b i，z2＝c＋d i(a，b，c，d∈R)分别与向量OZ1＝(a，b)，OZ2＝(c，d)对应，根据平面向量的坐标运算，得OZ1＋OZ2＝(a＋c，b＋d)，这说明两个向量OZ1，OZ2的和就是与复数(a＋c)＋(b＋d)i对应的向量．因此，复数的加法可以按照向量的加法来进行，这是复数加法的几何意义．2.若复数z 1，z 2满足z 1－z 2＞0，能否认为z 1＞z 2?提示：不能，例如可取z 1＝3＋2i ，z 2＝2i.2.计算(3＋i)－(2＋i)的结果为________．1 [(3＋i)－(2＋i)＝3＋i －2－i ＝1.]类型1 复数的加法和减法【例1】 (教材北师版P 169例1改编)(1)计算：⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋12i ＋(2－i)－⎝ ⎛⎭⎪⎫43－32i . (2)已知复数z 满足z ＋1－3i ＝5－2i ，求z .(3)已知复数z 满足|z |＋z ＝1＋3i ，求z .[解] (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋12i ＋(2－i)－⎝ ⎛⎭⎪⎫43－32i ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13＋2－43＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－1＋32i ＝1＋i. (2)法一：设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，因为z ＋1－3i ＝5－2i ，所以x ＋y i ＋(1－3i)＝5－2i ，即x ＋1＝5且y －3＝－2，解得x ＝4，y ＝1，所以z ＝4＋i.法二：因为z ＋1－3i ＝5－2i ，所以z ＝(5－2i)－(1－3i)＝4＋i.(3)设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，|z |＝x 2＋y 2，∴|z |＋z ＝(x 2＋y 2＋x )＋y i ＝1＋3i ，∴⎩⎨⎧x 2＋y 2＋x ＝1，y ＝3，解得⎩⎨⎧x ＝－4，y ＝3，∴z ＝－4＋3i.复数代数形式的加、减法运算技巧(1)复数代数形式的加、减法运算实质就是将实部与实部相加减，虚部与虚部相加减之后分别作为结果的实部与虚部，因此要准确地提取复数的实部与虚部．(2)算式中若出现字母，首先确定其是否为实数，再确定复数的实部与虚部，最后把实部与实部、虚部与虚部分别相加减．(3)复数的运算可以类比多项式的运算：若有括号，括号优先；若无括号，可以从左到右依次进行计算． [跟进训练] 1．(1)若复数z 满足z ＋i －3＝3－i ，则z ＝________．(2)(a ＋b i)－(2a －3b i)－3i ＝________(a ，b ∈R ).(1)6－2i (2)－a ＋(4b －3)i [(1)∵z ＋i －3＝3－i ，∴z ＝6－2i.(2)(a ＋b i)－(2a －3b i)－3i ＝(a －2a )＋(b ＋3b －3)i ＝－a ＋(4b －3)i.]类型2 复数加、减法的几何意义【例2】 (教材北师版P 170例4改编)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；(3)对角线OB →表示的复数．确定向量对应的复数→进行向量的运算→确定向量对应的复数[解] (1)因为AO →＝－OA →，所以AO →表示的复数为－3－2i.(2)因为CA →＝OA →－OC →，所以对角线CA →表示的复数为(3＋2i)－(－2＋4i)＝5－2i.(3)因为对角线OB →＝OA →＋OC →，所以对角线OB →表示的复数为(3＋2i)＋(－2＋4i)＝1＋6i.例2的条件不变，求向量AB →表示的复数．[解] 因为AB →＝AO →＋OB →，由例2的解析可知，AO →表示的复数为－3－2i ，OB→表示的复数为1＋6i ，所以向量AB →表示的复数为(－3－2i)＋(1＋6i)＝－2＋4i.复数与向量的对应关系的两个关注点(1)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )是与以原点为起点，Z (a ，b )为终点的向量一一对应的．(2)一个向量可以平移，其对应的复数不变，但是其起点与终点所对应的复数可能改变．[跟进训练]2．△ABC 的三个顶点所对应的复数分别为z 1，z 2，z 3，复数z 满足|z －z 1|＝|z －z 2|＝|z －z 3|，则z 对应的点是△ABC 的( )A ．外心B ．内心C ．重心D ．垂心A [由复数模及复数减法运算的几何意义，结合条件可知复数z 的对应点P 到△ABC 的顶点A ，B ，C 距离相等，∴P 为△ABC 的外心．]当堂达标1．复数(1－i)－(2＋i)＋3i 等于( )A ．－1＋iB ．1－iC ．iD ．－iA [原式＝1－i －2－i ＋3i ＝－1＋i.]2．若复数z 满足z ＋(3－4i)＝1，则z 的虚部是( )A ．－2B ．4C ．3D ．－4B [z ＝1－(3－4i)＝－2＋4i ，故选B.]3．在复平面内，复数1＋i 与1＋3i 分别对应向量OA →和OB →，其中O 为坐标原点，则|AB →|等于( )A ． 2B ．2C ．10D ．4B [向量AB →对应的复数为(1＋3i)－(1＋i)＝2i ，所以AB →＝(0，2)，故|AB →|＝2.]4．(5－i)－(3－i)－5i ＝________．2－5i [(5－i)－(3－i)－5i ＝2－5i.]5．设z 1＝x ＋2i ，z 2＝3－y i(x ，y ∈R )，且z 1＋z 2＝5－6i ，则z 1－z 2＝________．－1＋10i [∵z 1＝x ＋2i ，z 2＝3－y i ，∴z 1＋z 2＝x ＋3＋(2－y )i ＝5－6i ， ∴⎩⎨⎧x ＋3＝5，2－y ＝－6，解得⎩⎨⎧x ＝2，y ＝8，∴z 1＝2＋2i ，z 2＝3－8i ， ∴z 1－z 2＝(2＋2i)－(3－8i)＝－1＋10i.]回顾本节内容，自我完成以下问题：1.复数代数形式的加减运算之间有怎样的关系？[提示] 复数代数形式的加法满足交换律、结合律，复数的减法是加法的逆运算．2.复数加减法的几何意义是什么？[提示] 复数加法的几何意义就是向量加法的平行四边形法则．复数减法的几何意义就是向量减法的三角形法则．2．2 复数的乘法与除法*2．3 复数乘法几何意义初探学习任务核心素养1．掌握复数代数形式的乘法和除法运算．(重点、难点)2．理解复数乘法的交换律、结合律和乘法对加法的分配律．(难点)3．了解复数乘法的几何意义．1．通过学习复数的乘法和除法，培养学生数学运算素养．2．通过学习复数乘法运算所满足的运算律，培养学生数学抽象素养．在研究复数的加、减法运算时，我们注意到复数的形式就像一个二项式，类比二项式乘二项式的法则，我们可以得到复数乘法的法则，让第一项与第二项的各项分别相乘，再合并“同类项”，即得到乘法的结果．阅读教材，回答下列问题．问题1：复数的乘法和除法运算法则各是什么？问题2：复数乘法的运算律有哪些？问题3：如何在复数范围内求方程的解？(1)复数的乘法法则设z1＝a＋b i，z2＝c＋d i是任意两个复数，那么它们的积(a＋b i)(c＋d i)＝(ac－bd)＋(ad＋bc)i．(2)复数乘法的运算律对于任意z1，z2，z3∈C，有交换律z1·z2＝z2·z1结合律(z1·z2)·z3＝z1·_(z2·z3)乘法对加法的分配律z1·(z2＋z3)＝z1·z2＋z1·z3(3)对复数z，z1，z2和正整数m，n，有z m·z n＝z m＋n，(z m)n＝z mn，(z1·z2)n＝z n1·z n2．(4)虚数单位i乘方的周期性对于任意自然数n，有i4n＋1＝i，i4n＋2＝－1，i4n＋3＝－i，i4n＋4＝1．(5)共轭复数的性质：互为共轭复数的两个复数的乘积是实数，等于这个复数(或其共轭复数)模的平方．即若z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则z ·z ＝|z |2＝|z |2＝a 2＋b 2．(6)复数乘法的几何意义设复数z 1＝a ＋b i(a ，b ∈R )所对应的向量为OZ 1．①z 2＝(a ＋b i)·c (c >0)所对应的向量为OZ 2，则OZ 2是OZ 1与c 的数乘，即OZ 2是将OZ 1沿原方向拉伸或压缩c 倍得到的．②z 3＝(a ＋b i)·i 所对应的向量为OZ 3，则OZ 3是由OZ 1逆时针旋转π2得到的．1.复数乘法的多项式运算与实数的多项式运算法则是否相似？ [提示] 相似，但是运算的结果要把i 2写成－1.1.复数(1＋i)(1－i)＝________． 2 [(1＋i)(1－i)＝1－i 2＝2.] 知识点2 复数的除法 (1)复数的除法：对任意的复数z 1＝a ＋b i(a ，b ∈R )和非零复数z 2＝c ＋d i(c ，d ∈R )，规定复数的除法：z 1z 2＝z 1·1z 2.即除以一个复数等于乘这个复数的倒数．因此z 1z 2＝a ＋b i c ＋d i ＝(a ＋b i)⎝ ⎛⎭⎪⎫cc 2＋d 2－d c 2＋d 2i ＝ac ＋bd c 2＋d 2－ad －bc c 2＋d 2i ． (2)复数除法的运算：在实际计算a ＋b ic ＋d i时，通常把分子和分母同乘分母c ＋d i 的共轭复数c －d i ，化简后就得到上面的结果：a ＋b i c ＋d i ＝（a ＋b i ）（c －d i ）（c ＋d i ）（c －d i ）＝ac ＋bd c 2＋d 2－ad －bcc 2＋d 2i ．由此可见，在进行复数除法运算时，实际上是将分母“实数化”．2.类比根式除法的分母有理化，比如1＋33－2＝（1＋3）（3＋2）（3－2）（3＋2），你能写出复数的除法法则吗？提示：设z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i(c ＋d i ≠0)，则z 1z 2＝a ＋b i c ＋d i ＝ac ＋bd c 2＋d 2＋bc －adc 2＋d 2i.2.设复数z 满足i z ＝1，其中i 为虚数单位，则z 等于( ) A ．－i B ．i C ．－1 D ．1A [z ＝1i ＝－i.]类型1 复数的乘法及其几何意义【例1】 (1)(教材北师版P 171例5改编)计算：①(2＋i)(2－i)；②(1＋2i)2. (2)设O 是坐标原点，在矩形OABC (点O ，A ，B ，C 按逆时针排列)中，OA ＝3OC ，若A 对应的复数是3＋4i ，求点B ，C 所对应的复数．[解] (1)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.(2)因为在矩形OABC 中，OA ＝3OC ，且A 对应的复数是3＋4i ，所以点C 对应的复数为(3＋4i)·13i ＝－43＋i ，因为OA →＝(3，4)，OC →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－43，1，所以OB →＝OA →＋OC →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫53，5，所以点B 对应的复数为53＋5i.1.两个复数代数形式乘法的运算步骤 (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.[跟进训练]1．(1)计算：(1－i)2－(2－3i)(2＋3i)＝( ) A ．2－13i B ．13＋2i C ．13－13iD ．－13－2i(2)复数(1－i)2(2－3i)的值为( )A ．6－4iB ．－6－4iC ．6＋4iD ．－6＋4i(3)设复数2＋i 对应的向量为OZ →，把OZ →沿原方向拉伸3倍所得到的向量对应的复数是( )A ．－1＋2iB ．6＋3iC ．6＋iD ．－6－3i(1)D (2)B (3)B [(1)(1－i)2－(2－3i)(2＋3i)＝1－2i ＋i 2－(4－9i 2)＝－13－2i.(2)(1－i)2(2－3i)＝(－2i)(2－3i)＝－6－4i.(3)把OZ →沿原方向拉伸3倍所得到的向量对应的复数是(2＋i)·3＝6＋3i.] 类型2 复数的除法【例2】 (1)已知i 为虚数单位，图中复平面内的点A 表示复数z ，则表示复数z1＋i的点是( )A ．MB ．NC ．PD ．Q(2)设复数z ＝1＋2i ，则z 2＋3z －1＝( )A ．2iB ．－2iC ．2D ．－2(3)设复数z 满足1＋z1－z＝i ，则|z |等于( ) A ．1 B ． 2 C ． 3D ．2(1)D (2)C (3)A [(1)由图可知z ＝3＋i ，所以复数z1＋i ＝3＋i 1＋i＝（3＋i ）（1－i ）（1＋i ）（1－i ）＝4－2i2＝2－i ，表示的点是Q (2，－1).故选D.(2)z 2＋3z －1＝（1＋2i ）2＋31＋2i －1＝12＋4i ＋4i 2＋32i ＝4i 2i ＝2.故选C.(3)由1＋z 1－z ＝i ，得z ＝－1＋i 1＋i＝（－1＋i ）（1－i ）2＝2i2＝i ，所以|z |＝|i|＝1.故选A.]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．[跟进训练] 2．(1)3＋i1＋i＝( ) A ．1＋2i B ．1－2i C ．2＋iD ．2－i(2)已知i 为虚数单位，则1＋i3－i ＝( )A ．2－i5 B ．2＋i 5 C ．1－2i5 D ．1＋2i 5(1)D (2)D [(1)3＋i 1＋i ＝（3＋i ）（1－i ）（1＋i ）（1－i ）＝4－2i2＝2－i. (2)1＋i 3－i ＝（1＋i ）（3＋i ）（3－i ）（3＋i ）＝1＋2i5.] 类型3 复数几何意义的综合应用【例3】 (1)已知i 是虚数单位，设复数z 1＝1＋i ，z 2＝1＋2i ，则z 1z 2在复平面内对应的点在( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限(2)若复数(1－i)(a ＋i)在复平面内对应的点在第二象限，则实数a 的取值范围是( )A ．(－∞，1)B ．(－∞，－1)C ．(1，＋∞)D ．(－1，＋∞)1. 复数z ＝－2＋i 在复平面内对应的点在第几象限？[提示] 因为复数z ＝－2＋i 在复平面内对应的点为（－2，1），它在第二象限． 2.若复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）在复平面内对应的点在第四象限，则实数a ，b 应满足什么条件？[提示] a >0，b <0.3.(1)计算z 1z 2→求复数z 1z 2在复平面内对应的点→判断其所在的象限(2)计算（1－i ）（a ＋i ）→求复数（1－i ）（a ＋i ）在复平面内对应的点→构建方程组并求解(1)D (2)B [(1)由题可得，z 1z 2＝1＋i1＋2i ＝（1＋i ）（1－2i ）（1＋2i ）（1－2i ）＝35－15i ，对应在复平面上的点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫35，－15，在第四象限．(2)因为z ＝(1－i)(a ＋i)＝a ＋1＋(1－a )i ，所以它在复平面内对应的点为(a ＋1，1－a )，又此点在第二象限，所以⎩⎨⎧a ＋1<0，1－a >0，解得a ＜－1.]1．把例3(1)中的复数“z 1z 2”换为“11＋i ”，答案是哪个？[解]11＋i ＝1－i （1＋i ）（1－i ）＝12－12i ，对应的点为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，－12，在第四象限，故选D.2．把例3(2)中的复数“(1－i)(a ＋i)”换为“1－2ia ＋i”，其余条件不变，求实数a 的取值范围．[解] 因为1－2i a ＋i ＝（1－2i ）（a －i ）（a ＋i ）（a －i ）＝a －2a 2＋1－2a ＋1a 2＋1i ，由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a －2a 2＋1<0－2a ＋1a 2＋1>0，解得a <－12.(1)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )Z (a ，b )OZ →＝(a ，b ).(2)由于复数、点、向量之间建立了一一对应的关系，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，使问题的解法更加直观．[跟进训练]3．已知复数z 满足(1＋2i)z ＝4＋3i(i 为虚数单位)，求z 及z z .[解] ∵(1＋2i)z ＝4＋3i ， ∴z ＝4＋3i 1＋2i ＝（4＋3i ）（1－2i ）（1＋2i ）（1－2i ）＝2－i ， ∴z ＝2＋i ，∴zz ＝2－i 2＋i ＝（2－i ）2（2＋i ）（2－i ）＝3－4i 5＝35－45i. 当堂达标1．复数(1＋i)2(2＋3i)的值为( ) A ．6－4i B ．－6－4i C ．6＋4iD ．－6＋4iD [(1＋i)2(2＋3i)＝2i(2＋3i)＝－6＋4i.]2．已知i 是虚数单位，若复数z 满足z i ＝1＋i ，则z 2＝( ) A ．－2iB ．2iC ．－2D ．2A [∵z i ＝1＋i ，∴z ＝1＋i i ＝1i ＋1＝1－i. ∴z 2＝(1－i)2＝1＋i 2－2i ＝－2i.] 3. 在复平面内，复数11－i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D [11－i ＝1＋i 2＝12＋12i ，其共轭复数为12－12i ，∴复数11－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.]4．计算：(1－i)(1＋i)＋(－1＋i)＝________． 1＋i [(1－i)(1＋i)＋(－1＋i)＝1－i 2－1＋i ＝1＋i.] 5．设复数z ＝1＋2i ，则z 2－2z ＝________．－3 [ ∵z ＝1＋2i ，∴z 2－2z ＝z (z －2)＝(1＋2i)(1＋2i －2)＝(1＋2i)(－1＋2i)＝－3.]回顾本节内容，自我完成以下问题： 1.如何进行复数代数形式的乘除运算？[提示] (1)复数代数形式的乘法类似于多项式乘以多项式，复数的乘法满足交换律、结合律以及乘法对加法的分配律．(2)在进行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．2.解决复数问题的基本思想是什么？[提示] 复数问题实数化是解决复数问题的基本思想方法，其桥梁是设复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，利用复数相等的充要条件转化．利用复数产生分形图以前我们学过的函数，定义域都是实数集的子集．但函数概念还可以推广：定义域是复数集的子集的函数称为复变函数．类似地，我们还可以得到多项式复变函数的概念．例如，f(z)＝z2就是一个多项式复变函数，此时f(i)＝i2＝－1，f(1＋i)＝(1＋i)2＝2i.给定多项式复变函数f(z)之后，对任意一个复数z0，通过计算公式z n＋1＝f(z n)，n∈N可以得到一列值z0，z1，z2，…，z n，….如果存在一个正数M，使得|z n|＜M对任意n∈N都成立，则称z n为f(z)的收敛点；否则，称z n为f(z)的发散点．f(z)的所有收敛点组成的集合称为f(z)的充满茹利亚集．例如，当f(z)＝z2时，如果z n＝i，则得到的一列值是i，－1，1，1，…，1，…；如果z n＝1＋i，则算出的一列值是1＋i，2i，－4，…，22n－1，….显然，对于f(z)＝z2来说，i为收敛点，1＋i为发散点．事实上，利用|z2|＝|z|2可以证明，f(z)＝z2的充满茹利亚集是一个单位圆盘(即由满足|z|≤1的所有z组成的集合).让人惊讶的是，当f(z)＝z2＋c时，对于某些复数c来说，f(z)的充满茹利亚集是非常复杂的．如果利用计算机对不同形态的收敛点和发散点进行不同的着色，就可以得到分形图．而且，如果按照一定的规则对c进行分类，并进行着色，可以得到如图所示的芒德布罗分形图．。

2021年高中数学新人教A版必修第二册 7.1复数的概念教案

教学目标1.在问题情境中,了解数系的扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾,在数系的扩充过程中的作用,感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系.2.理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件.3了解复数的代数表示教学重点1.理解复数的概念及复数相等的充要条件.2.了解复数的代数表示教学难点1.理解复数相等的充要条件.2.理解复数的概念及数系的扩充过程.高考考点课型新授课教具教法诱思探究教学过程教学环节教师活动预设学生活动预设新课引入诱思探究引导学生思考理解数的扩充过程.生活中的数学数学发展的需要问题1.昨天新冠状病毒肺炎确诊病例达到40239（14:00），新增病例有3073人，昨天钟南山院士发表的一篇文章中称根据最新的数据病毒致死率约为1.4%。

那么同学们通过上面一段话，得到了哪些信息？答：确诊人数，新增人数，可以进一步的通过运算算出增长率，以及病毒致死率。

希望同学们在家里也要注意个人卫生，少出门，不出门，做好每天的学习。

问题 2.数应用于生活的方方面面，那么咱们这些数在生活中又是如何产生和发展的呢?数学的生活中的发展过程,远古时期人们为了统计捕获的猎物和采集的野果等用手指、石子或刻痕数个数，从而创造了自然数1,2,3，……，后来人们把表示无的0也归入自然数，形成了自然数集。

大约在四千年前，在公平分配物质的时候，人们发现自然数不够用.于是产生了分数.两千年前中国人发现,具有相反意义的两种量,例如收入与支出,上升与下降,入库与出库等等,可以用相反数表示,从此数的研究进入了有理数的范畴.后来为了表示边长为1的正方形的对角线的长度为多少,我们进一步把数的范围扩展到无理数,此时有理数和无理数构成了我们目前为止所研究的数的最大范围实数.数的扩展是我们生活的实际需要,也是数学自身发展所要求的.请大家自己来看一下这个表格中的问题:方程在该集合内有解吗?为了求出该方程的解我们要把数集扩展到______?N 无ZZ 无QQ 无RR 无我们为了解决方程的解的问题,数学家欧拉在1777年首次提出了用平方表示-1.学生回答2=a 练习：1.已知复数||||.z z 且为何值时，最小，并求最小值22||zx x i xRz z z mx n mn n已知复数为何值时，最小?的模最小时，对应的复平面内的点的图象上，其中的最小值.。

高中数学必修二教案复数

高中数学必修二教案复数
教学重点：掌握复数的概念和运算方法，能够灵活运用复数解决实际问题。

教学难点：理解复数的概念和运算规则，掌握复数的乘法和除法运算方法。

教学准备：复数的相关知识点、教材、教学课件、黑板、彩色粉笔等。

教学步骤：
一、复数的概念
1. 复数的引入和概念解释：复数是实部和虚部的和，表示为a+bi，其中a为实部，b为虚部，i为虚数单位。

2. 复数的表示形式：复数可以表示为直角坐标系中的点，也可以表示为二位向量。

二、复数的加减法
1. 复数的加法规则：将实部和虚部分别相加得到结果。

2. 复数的减法规则：将实部和虚部分别相减得到结果。

三、复数的乘法
1. 复数的乘法规则：使用分配律进行计算，实部和虚部的乘积交叉相乘后相加得到结果。

2. 复数的乘法实例讲解：给出一些实例，让学生通过计算复数的乘法来加深理解。

四、复数的除法
1. 复数的除法规则：利用共轭复数进行计算，分母乘以共轭复数，分子也乘以相同的共轭复数，然后化简得到结果。

2. 复数的除法实例演练：给出一些实例，让学生通过计算复数的除法来加深理解。

五、综合练习
1. 综合练习：为学生提供一些综合性的练习题目，让他们独立解决问题。

2. 教师点评和讲解：对学生完成的练习进行点评，讲解解题思路和方法。

教学反馈：作业检查、学生提问、订正巩固。

教学延伸：拓展相关知识，引导学生深入理解复数的概念和运算规则。

新教材高中数学第5章复数的几何意义学案含解析北师大版必修第二册

新教材高中数学学案含解析北师大版必修第二册：1．2 复数的几何意义学习任务核心素养1．理解用复平面内的点或以原点为起点的向量来表示复数及它们之间的一一对应关系．(难点)2．掌握实轴、虚轴、模、共轭复数等概念．(重点、难点) 3．掌握用向量的模来表示复数的模的方法．(重点)1．通过学习复数的几何意义，培养学生直观想象素养．2．借助于复数的模和共轭复数的计算，培养学生数学运算素养．18世纪，瑞士人阿甘达注意到负数是正数的一个扩充，它是将方向和大小结合得出来的，他给出了负数的一些几何解释．而在使人们接受复数方面，高斯的工作更为有效，他不仅将复数z＝a＋b i表示为复平面的一点Z(a，b)，而且阐述了复数的几何加法和乘法，这也和向量运算是一致的，使人们对复数不再有种神秘的印象．阅读教材，结合上述情境回答下列问题．问题1：上述材料中，复平面是如何定义的？问题2：复数与复平面内的点及向量的关系如何？问题3：复数的模是实数还是虚数？问题4：复数z＝a＋b i的共轭复数是什么？知识点1复平面通过建立平面直角坐标系来表示复数的平面称为复平面，x轴称为实轴，y轴称为虚轴．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．1.虚轴上的点都对应着唯一的纯虚数吗？提示：不是．除了原点外，虚轴上的点都表示纯虚数．知识点2复数的几何意义2.象限内的点与复数有何对应关系？提示：第一象限的复数特点：实部为正，且虚部为正；第二象限的复数特点：实部为负，且虚部为正；第三象限的复数特点：实部为负，且虚部为负；第四象限的复数特点：实部为正，且虚部为负．1.在复平面内，复数z ＝i ＋2i 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B [∵z ＝i ＋2i 2＝－2＋i ，∴实部小于0，虚部大于0，故复数z 对应的点位于第二象限．] 知识点3 复数的模向量OZ →的模称为复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的模，记作|z |或|a ＋b i|. 由向量模的定义可知，|z |＝|a ＋b i|＝a 2＋b 2．如果b ＝0，那么z ＝a ＋b i 是一个实数a ，它的模等于|z |＝a 2＋b 2＝a 2＝|a |(a 的绝对值).2.已知复数z 的实部为－1，虚部为2，则|z |＝________．5 [|z |＝（－1）2＋22＝ 5.]知识点4 共轭复数(1)定义：若两个复数的实部相等，而虚部互为相反数，则称这两个复数互为共轭复数，复数z 的共轭复数用z 表示．当z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )时，z ＝a －b i ．(2)几何意义：在复平面内，表示两个共轭复数的点关于实轴对称，并且它们的模相等．另外，当复数z ＝a ＋b i 的虚部b ＝0时，有z ＝z .也就是说，任意一个实数的共轭复数仍是它本身，反之亦然．3.复数z ＝－1＋i 的共轭复数对应的点位于第________象限．三 [z ＝－1＋i 的共轭复数为z ＝－1－i ，位于第三象限．]类型1 复数与平面内的点的关系【例1】 (教材北师版P 167练习第2题改编)实数x 分别取什么值时，复数z ＝(x 2＋x －6)＋(x 2－2x －15)i 对应的点Z 在：(1)第三象限；(2)直线x －y －3＝0上．[解] 因为x 是实数，所以x 2＋x －6，x 2－2x －15也是实数．(1)当实数x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋x －6<0，x 2－2x －15<0，即当－3<x <2时，点Z 在第三象限． (2)z ＝x 2＋x －6＋(x 2－2x －15)i 对应点Z (x 2＋x －6，x 2－2x －15)，当实数x 满足(x 2＋x －6)－(x 2－2x －15)－3＝0，即当x ＝－2时，点Z 在直线x －y －3＝0上．按照复数和复平面内所有点组成的集合之间的一一对应关系，每一个复数都对应着一个有序实数对，只要在复平面内找出这个有序实数对所表示的点，就可根据点的位置判断复数实部、虚部的取值． [跟进训练]1．在复平面内，若复数z ＝(m 2－m －2)＋(m 2－3m ＋2)i(m ∈R )的对应点在虚轴上和实轴负半轴上，分别求复数z .[解] 若复数z 的对应点在虚轴上，则m 2－m －2＝0，所以m ＝－1或m ＝2，所以z ＝6i 或z ＝0.若复数z 的对应点在实轴负半轴上，则⎩⎪⎨⎪⎧m 2－m －2<0，m 2－3m ＋2＝0，所以m ＝1，所以z ＝－2. 类型2 复数的模的几何意义【例2】 (教材北师版P 166例3改编)设z ∈C ，在复平面内对应点Z ，试说明满足下列条件的点Z 的集合是什么图形．(1)|z |＝3; (2)1≤|z |≤2.[解] (1)|z |＝3说明向量OZ →的长度等于3，即复数z 在复平面内对应的点Z 到原点的距离为3，这样的点Z 的集合是以原点O 为圆心，3为半径的圆．(2)不等式1≤|z |≤2可以转化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧|z |≤2|z |≥1. 不等式|z |≤2的解集是圆|z |＝2及该圆内部所有点的集合．不等式|z |≥1的解集是圆|z |＝1及该圆外部所有点的集合．这两个集合的交集，就是满足条件1≤|z |≤2的点的集合．如图中的阴影部分，所求点的集合是以O 为圆心，以1和2为半径的两圆所夹的圆环，并且包括圆环的边界．解决复数的模的几何意义问题解决复数的模的几何意义的问题，应把握两个关键点：一是|z |表示点Z 到原点的距离，可依据|z |满足的条件判断点Z 的集合表示的图形；二是利用复数的模的概念，把模的问题转化为几何问题来解决． [跟进训练] 2．若复数z 满足|z |≤2，则z 在复平面所对应的图形的面积为________．2π [满足|z |≤2的点Z 的集合是以原点O 为圆心，以2为半径的圆及其内部所有的点构成的集合，∴所求图形的面积为S ＝2π.故填2π.]类型3 复数、共轭复数与复平面内的向量的关系【例3】 (1)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 (2)设O 是原点，向量OA →，OB →对应的复数分别为2－3i ，－3＋2i ，那么向量BA →对应的复数是( )A ．－5＋5iB ．－5－5iC ．5＋5iD ．5－5i1.复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）在复平面内对应的向量OZ →和点Z 分别是什么？[提示] 向量OZ →＝（a ，b ），点Z 的坐标为（a ，b ）.2.设复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）的共轭复数为z ，z 和z 在复平面内对应的点分别为A ，B ，则点A ，B 有什么关系？[提示] 点A ，B 关于x 轴对称．(1)C (2)D [(1)由复数的几何意义，可得OZ →1＝(5，－4)，OZ →2＝(－5，4)，所以OZ →1＋OZ →2＝(5，－4)＋(－5，4)＝(0，0)，所以OZ →1＋OZ →2对应的复数为0.(2)由复数的几何意义，得OA →＝(2，－3)，OB →＝(－3，2)，BA →＝OA →－OB →＝(2，－3)－(－3，2)＝(5，－5).所以BA →对应的复数是5－5i.] 1．在例3(2)中若BA →对应的复数是z ，求z .[解] 由例3(2)的解析可知BA →对应的复数是5－5i ，即z ＝5－5i ，所以z ＝5＋5i.2．在例3(2)中，若点A 关于实轴的对称点为点C ，求向量OC →对应的复数．[解] 复数2－3i 表示的点A (2，－3)关于实轴对称的点为C (2，3)，∴向量OC →对应的复数为2＋3i.(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在原点时，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问题时，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．[跟进训练]3．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] ∵OZ 1对应的复数为－3＋4i ，OZ 2对应的复数为2a ＋i ，∴OZ 1＝(－3，4)，OZ 2＝(2a ，1).又∵OZ 1与OZ 2共线，∴(－3)×1－4×2a ＝0，解之得a ＝－38.1．若OZ →＝(0，－3)，则OZ →对应的复数为( )A ．0B ．－3C ．－3iD ．3C [OZ →对应的复数为－3i.]2．已知复数z 1＝m ＋2i ，z 2＝1＋i ，若z 1＋z 2为纯虚数，则实数m 的值为( )A ．－1B ．1C ．4D ．－4A [z 1＋z 2＝m ＋1＋3i 为纯虚数，故m ＋1＝0，m ＝－1，故选A.]3．已知z ＝m －1＋(m ＋2)i 在复平面内对应的点在第二象限，则实数m 的取值范围是( )A ．(－1，2)B ．(－2，1)C ．(1，＋∞)D ．(－∞，－2)B [∵z ＝m －1＋(m ＋2)i 在复平面内对应的点在第二象限，∴m －1<0，m ＋2>0，解得－2<m <1，则实数m 的取值范围是(－2，1).]4．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 ≠1B ．a ≠2或a ≠－1C ．a ＝2或a ＝0D ．a ＝0C [由题知a 2－2a ＝0解得a ＝0或a ＝2，故选C.]5．已知复数z ＝1＋2i ，则|z |＝________． 5 [∵z ＝1＋2i ，∴|z |＝ 5.]回顾本节内容，自我完成以下问题：复数的模的几何意义是什么？提示：(1)复数z 在复平面内对应的点为Z ，复数z 0在复平面内对应的点为Z 0，r 表示一个大于0的常数，则：①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；②满足条件|z －z 0|＝r 的点Z 的轨迹为以Z 0为圆心，r 为半径的圆，|z －z 0|＜r 表示圆的内部，|z －z 0|＞r 表示圆的外部．(2)复数的几何意义有两种：复数和复平面内的点一一对应，复数和复平面内以原点为起点的向量一一对应．如图所示：。

新人教版高中数学必修二复数全套教案

复数的概念【第一课时】【教学过程】一、问题导入预习教材内容，思考以下问题：1．复数是如何定义的？其表示方法又是什么？2．复数分为哪两大类？3．复数相等的条件是什么？二、新知探究探究点1：复数的概念下列命题：①若a∈R，则（a＋1）i是纯虚数；②若a，b∈R，且a>b，则a＋i>b＋i；③若（x2－4）＋（x2＋3x＋2）i是纯虚数，则实数x＝±2；④实数集是复数集的真子集．其中正确的命题是（）A．①B．②C．③D．④解析：对于复数a＋b i（a，b∈R），当a＝0且b≠0时，为纯虚数．对于①，若a＝－1，则（a＋1）i不是纯虚数，即①错误；两个虚数不能比较大小，则②错误；对于③，若x＝－2，则x2－4＝0，x2＋3x＋2＝0，此时（x2－4）＋（x2＋3x＋2）i＝0不是纯虚数，则③错误；显然，④正确．故选D．答案：D判断与复数有关的命题是否正确的方法（1）举反例：判断一个命题为假命题，只要举一个反例即可，所以解答这种类型的题时，可按照“先特殊，后一般，先否定，后肯定”的方法进行解答．（2）化代数形式：对于复数实部、虚部的确定，不但要把复数化为a ＋b i 的形式，更要注意这里a ，b 均为实数时，才能确定复数的实部、虚部．提醒：解答复数概念题，一定要紧扣复数的定义，牢记i 的性质．探究点2：复数的分类当实数m 为何值时，复数z ＝m2＋m －6m＋（m 2－2m ）i ：（1）为实数？（2）为虚数？（3）为纯虚数？解：（1）当⎩⎨⎧m 2－2m ＝0，m ≠0，即m ＝2时，复数z 是实数．（2）当m 2－2m ≠0且m ≠0，即m ≠0且m ≠2时，复数z 是虚数．（3）当⎩⎪⎨⎪⎧m ≠0，m 2＋m －6m ＝0，m 2－2m ≠0，即m ＝－3时，复数z 是纯虚数．解决复数分类问题的方法与步骤（1）化标准式：解题时一定要先看复数是否为a ＋b i （a ，b ∈R ）的形式，以确定实部和虚部．（2）定条件：复数的分类问题可以转化为复数的实部与虚部应该满足的条件问题，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）即可．（3）下结论：设所给复数为z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）， ①z 为实数⇔b ＝0； ②z 为虚数⇔b ≠0；③z 为纯虚数⇔a ＝0且b ≠0．探究点3：复数相等（1）（2019·浙江杭州期末考试）若z 1＝－3－4i ，z 2＝（n 2－3m －1）＋（n 2－m －6）i （m ，n ∈R ），且z 1＝z 2，则m ＋n ＝（）A ．4或0B ．－4或0C ．2或0D ．－2或0（2）若log 2（x 2－3x －2）＋ilog 2（x 2＋2x ＋1）>1，则实数x 的值是________．解析：（1）由z 1＝z 2，得n 2－3m －1＝－3且n 2－m －6＝－4，解得m ＝2，n ＝±2，所以m ＋n ＝4或0，故选A ．（2）因为log 2（x 2－3x －2）＋ilog 2（x 2＋2x ＋1）>1，所以⎩⎨⎧log 2（x 2－3x －2）>1，log 2（x 2＋2x ＋1）＝0，即⎩⎨⎧x 2－3x －2>2，x 2＋2x ＋1＝1，解得x ＝－2．【答案：（1）A （2）－2复数相等的充要条件复数相等的充要条件是“化虚为实”的主要依据，多用来求解参数．解决复数相等问题的步骤是：分别分离出两个复数的实部和虚部，利用实部与实部相等、虚部与虚部相等列方程（组）求解．注意：在两个复数相等的充要条件中，注意前提条件是a ，b ，c ，d ∈R ，即当a ，b ，c ，d ∈R 时，a ＋b i ＝c ＋d i ⇔a ＝c 且b ＝d ．若忽略前提条件，则结论不能成立．三、课堂总结1．复数的有关概念（1）复数的定义形如a ＋b i （a ，b ∈R ）的数叫做复数，其中i 叫做虚数单位，满足i 2＝－1．（2）复数集全体复数所构成的集合C ＝{a ＋b i|a ，b ∈R }叫做复数集．（3）复数的表示方法复数通常用字母z 表示，即z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ），其中a 叫做复数z 的实部，b 叫做复数z 的虚部．2．复数相等的充要条件在复数集C ＝{a ＋b i|a ，b ∈R }中任取两个数a ＋b i ，c ＋d i （a ，b ，c ，d ∈R ），我们规定：a ＋b i 与c ＋d i 相等当且仅当a ＝c 且b ＝d ．3．复数的分类（1）复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）⎩⎨⎧实数（b ＝0），虚数（b ≠0）⎩⎨⎧纯虚数a ＝0，非纯虚数a ≠0Ｗ.（2）复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系■名师点拨复数b i （b ∈R ）不一定是纯虚数，只有当b ≠0时，复数b i （b ∈R ）才是纯虚数．四、课堂检测1．若复数z ＝a i 2－b i （a ，b ∈R ）是纯虚数，则一定有（） A ．b ＝0 B ．a ＝0且b ≠0 C ．a ＝0或b ＝0D ．ab ≠0解析：选B ．z ＝a i 2－b i ＝－a －b i ，由纯虚数的定义可得a ＝0且b ≠0． 2．若复数z ＝m 2－1＋（m 2－m －2）i 为实数，则实数m 的值为（） A ．－1 B ．2 C ．1D ．－1或2解析：选D ．因为复数z ＝m 2－1＋（m 2－m －2）i 为实数，所以m 2－m －2＝0，解得m ＝－1或m ＝2．3．若复数z ＝（m ＋1）＋（m 2－9）i ＜0，则实数m 的值等于____________．解析：因为z ＜0，所以⎩⎨⎧m 2－9＝0，m ＋1＜0，解得m ＝－3．答案：－34．已知x 2－x －6x ＋1＝（x 2－2x －3）i （x ∈R ），则x ＝________．解析：因为x ∈R ，所以x 2－x －6x ＋1∈R ，由复数相等的条件得⎩⎪⎨⎪⎧x 2－x －6x ＋1＝0，x 2－2x －3＝0，x ＋1≠0，解得x ＝3．答案：3【第二课时】【教学过程】一、问题导入预习教材内容，思考以下问题： 1．复平面是如何定义的？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虚数？ 3．复数z ＝a ＋b i 的共轭复数是什么？二、新知探究探究点1：复数与复平面内的点已知复数z ＝（a 2－1）＋（2a －1）i ，其中a ∈R ．当复数z 在复平面内对应的点Z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．解：（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．故a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，12．互动探究：变条件：本例中复数z 不变，若点Z 在抛物线y 2＝4x 上，求a 的值．解：若z 对应的点（a 2－1，2a －1）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．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．探究点2：复数与复平面内的向量在复平面内，复数i ，1，4＋2i 对应的点分别是A ，B ，C ．求平行四边形ABCD 的顶点D 所对应的复数．解：法一：由复数的几何意义得A （0，1），B （1，0），C （4，2），则AC 的中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫2，32，由平行四边形的性质知该点也是BD 的中点，设D （x ，y ），则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋12＝2，y ＋02＝32，所以⎩⎨⎧x ＝3，y ＝3，即点D的坐标为（3，3），所以点D 对应的复数为3＋3i ．法二：由已知得OA →＝（0，1），OB →＝（1，0），OC →＝（4，2），所以BA →＝（－1，1），BC →＝（3，2），所以BD →＝BA →＋BC →＝（2，3），所以OD →＝OB →＋BD →＝（3，3），即点D 对应的复数为3＋3i ．复数与平面向量的对应关系（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在原点时，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问题时，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．探究点3：复数的模（1）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<a <1 B ．a <－1或a >1 C ．a >1D ．a >0（2）（2019·贵州遵义贵龙中学期中测试）已知复数z 满足|z |2－2|z |－3＝0，则复数z 在复平面内对应点的集合是（）A ．1个圆B ．线段C ．2个点D ．2个圆解析：（1）由题意得a 2＋22<（－2）2＋12，即a 2＋4<5（a ∈R ），所以－1<a <1．（2）由题意知（|z |－3）（|z |＋1）＝0，即|z |＝3或|z |＝－1，因为|z |≥0，所以|z |＝3，所以复数z 在复平面内对应点的集合是1个圆．答案：（1）A （2）A求解复数的模的思路解决复数的模的求解问题，应先把复数表示成标准的代数形式，再根据复数的模的定义求解．三、课堂总结1．复平面建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面，x 轴叫做实轴，y 轴叫做虚轴．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．2．复数的两种几何意义（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．复数的模复数z ＝a ＋b i （a ，b ∈R ）对应的向量为OZ →，则OZ →的模叫做复数z 的模或绝对值，记作|z |或|a ＋b i|，即|z |＝|a ＋b i|4．共轭复数（1）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．（2）虚部不等于0的两个共轭复数也叫做共轭虚数．（3）复数z 的共轭复数用z －表示，即如果z ＝a ＋b i ，那么z －＝a －b i ． ■名师点拨复数z ＝a ＋b i 在复平面内对应的点为（a ，b ），复数z －＝a －b i 在复平面内对应的点为（a ，－b ），所以两个互为共轭复数的复数，它们所对应的点关于x 轴对称．四、课堂检测1．已知z ＝（m ＋3）＋（m －1）i （m ∈R ）在复平面内对应的点在第四象限，则实数m 的取值范围是（）A ．（－3，1）B ．（－1，3）C ．（1，＋∞）D ．（－∞，－3）解析：选A ．由题意得⎩⎨⎧m ＋3>0，m －1<0，解得－3<m <1．2．在复平面内，O 为原点，向量OA →对应的复数为－1－2i ，若点A 关于实轴的对称点为B ，则向量OB→对应的复数为（） A ．－2－i B ．2＋i C ．1＋2iD ．－1＋2i解析：选D ．由题意可知，点A 的坐标为（－1，－2），则点B 的坐标为（－1，2），故向量OB→对应的复数为－1＋2i ． 3．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____________．解析：依题意，可知z ＝a ＋i （a ∈R ），则|z |2＝a 2＋1．因为0＜a ＜2，所以a 2＋1∈（1，5），即|z |∈（1，5）．答案：（1，5）4．若复数z 1＝2＋b i 与复数z 2＝a －4i 互为共轭复数，则a ＝________，b ＝________．解析：因为z 1与z 2互为共轭复数，所以a ＝2，b ＝4．答案：2 4复数的三角表示【教学过程】一、问题导入预习教材内容，思考以下问题：1．复数z ＝a ＋b i 的三角形式是什么？ 2．复数的辐角、辐角的主值是什么？ 3．复数三角形式的乘、除运算公式是什么？ 4．复数三角形式乘、除运算的几何意义是什么？二、基础知识1．复数的三角表示式及复数的辐角和辐角的主值一般地，任何一个复数z ＝a ＋b i 都可以表示成r (cos θ＋isin θ)的形式，其中，r 是复数z 的模；θ是以x 轴的非负半轴为始边，向量OZ→所在射线(射线OZ →)为终边的角，叫做复数z ＝a＋b i 的辐角，我们规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值，通常记作arg z .r (cos θ＋isin θ)叫做复数z ＝a ＋b i 的三角表示式，简称三角形式．a ＋b i 叫做复数的代数表示式，简称代数形式．■名师点拨（1）任何一个不为零的复数的辐角有无限多个值，且这些值相差2π的整数倍．（2）复数0的辐角是任意的．（3）在0≤θ＜2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值，通常记作arg z ，且0≤arg z ＜2π. （4）两个非零复数相等当且仅当它们的模与辐角的主值分别相等． 2．复数三角形式的乘、除运算若复数z 1＝r 1(cos θ1＋isin θ1)，z 2＝r 2(cos θ2＋isin θ2)，且z 1≠z 2，则（1）z 1z 2＝r 1(cos θ1＋isin θ1)·r 2(cos θ2＋isin θ2) ＝r 1r 2[cos(θ1＋θ2)＋isin(θ1＋θ2)]．（2）z 1z 2＝r 1（cos θ1＋isin θ1）r 2（cos θ2＋isin θ2）＝r 1r 2[cos(θ1－θ2)＋isin(θ1－θ2)]．即：两个复数相乘，积的模等于各复数的模的积，积的辐角等于各复数的辐角的和．两个复数相除，商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商，商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差．三、合作探究1．复数的代数形式与三角形式的互化角度一代数形式化为三角形式把下列复数的代数形式化成三角形式：（1）3＋i ；（2）2－2i.【解】（1）r ＝3＋1＝2，因为3＋i 对应的点在第一象限，所以cos θ＝32，即θ＝π6，所以3＋i ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π6＋isin π6.（2）r ＝2＋2＝2，cos θ＝22，又因为2－2i 对应的点位于第四象限，所以θ＝7π4.所以2－2i ＝2⎝⎛⎭⎪⎫cos 7π4＋isin7π4.复数的代数形式化三角形式的步骤（1）先求复数的模．（2）决定辐角所在的象限．（3）根据象限求出辐角．（4）求出复数的三角形式．[提醒]一般在复数三角形式中的辐角，常取它的主值这既使表达式简便，又便于运算，但三角形式辐角不一定取主值．角度二三角形式化为代数形式分别指出下列复数的模和辐角的主值，并把这些复数表示成代数形式．（1）4⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π6＋isin π6；（2）32(cos 60°＋isin 60°)；（3）2⎝⎛⎭⎪⎫cos π3－isin π3.【解】（1）复数4⎝⎛⎭⎪⎫cos π6＋isin π6的模r ＝4，辐角的主值为θ＝π6.4⎝⎛⎭⎪⎫cos π6＋isin π6＝4cos π6＋4isin π6＝4×32＋4×12i＝23＋2i.（2）32(cos 60°＋isin 60°)的模r ＝32，辐角的主值为θ＝60°. 32(cos 60°＋isin 60°)＝32×12＋32×32i ＝34＋34i.（3）2⎝⎛⎭⎪⎫cos π3－isin π3＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π－π3＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π－π3＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 53π＋isin 53π. 所以复数的模r ＝2，辐角的主值为53π.2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 53π＋isin 53π＝2cos 53π＋2isin 53π ＝2×12＋2×⎝ ⎛⎭⎪⎫－32i＝1－3i.复数的三角形式z ＝r (cos θ＋isin θ)必须满足“模非负、余正弦、＋相连、角统一、i 跟sin ”，否则就不是三角形式，只有化为三角形式才能确定其模和辐角，如本例（3）．2．复数三角形式的乘、除运算计算：（1）8⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 43π＋isin 43π×4⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 56π＋isin 56π；（2）3(cos 225°＋isin 225°)÷[2(cos 150°＋isin 150°)]；（3）4÷⎝⎛⎭⎪⎫cos π4＋isin π4.【解】（1）8⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 43π＋isin 43π×4⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 56π＋isin 56π＝32⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫43π＋56π＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫43π＋56π＝32⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 136π＋isin 136π＝32⎝⎛⎭⎪⎫cos π6＋isin π6＝32⎝ ⎛⎭⎪⎫32＋12i＝163＋16i.（2）3(cos 225°＋isin 225°)÷[2(cos 150°＋isin 150°)] ＝32[cos(225°－150°)＋isin(225°－150°)] ＝62(cos 75°＋isin 75°) ＝62⎝ ⎛⎭⎪⎫6－24＋6＋24i ＝6－238＋6＋238i ＝3－34＋3＋34i.（3）4÷⎝⎛⎭⎪⎫cos π4＋isin π4＝4(cos 0＋isin 0)÷⎝⎛⎭⎪⎫cos π4＋isin π4＝4⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π4＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π4 ＝22－22i.（1）乘法法则：模相乘，辐角相加．（2）除法法则：模相除，辐角相减．（3）复数的n 次幂，等于模的n 次幂，辐角的n 倍． 3．复数三角形式乘、除运算的几何意义在复平面内，把复数3－3i 对应的向量分别按逆时针和顺时针方向旋转π3，求所得向量对应的复数．【解】因为3－3i ＝23⎝ ⎛⎭⎪⎫32－12i＝23⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 116π＋isin 116π所以23⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 116π＋isin 116π×⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π3＋isin π3＝23⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π＋π3＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π＋π3＝23⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 136π＋isin 136π＝23⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π6＋isin π6＝3＋3i ，23⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 116π＋isin 116π×⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π3＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π3＝23⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π－π3＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π－π3＝23⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 32π＋isin 32π＝－23i.故把复数3－3i 对应的向量按逆时针旋转π3得到的复数为3＋3i ，按顺时针旋转π3得到的复数为－23i.两个复数z 1，z 2相乘时，先分别画出与z 1，z 2对应的向量OZ 1→，OZ 2→，然后把向量OZ 1→绕点O 按逆时针方向旋转角θ2(如果θ2<0，就要把OZ 1→绕点O 按顺时针方向旋转角|θ2|)，再把它的模变为原来的r 2倍，得到向量OZ →，OZ →表示的复数就是积z 1z 2．四、课堂检测1．复数1－3i 的辐角的主值是( ) A ．53π B ．23π C ．56πD ．π3解析：选A ．因为1－3i ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫12－32i ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 53π＋isin 53π，所以1－3i 辐角的主值为53π.2．复数9(cos π＋isin π)的模是________．答案：93．arg(－2i)＝________．答案：32π 4．计算：（1）(cos 75°＋isin 75°)(cos 15°＋isin 15°)；（2）2(cos 300°＋isin 300°)÷⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 34π＋isin 34π. 解：（1）(cos 75°＋isin 75°)(cos 15°＋isin 15°) ＝cos(75°＋15°)＋isin(75°＋15°) ＝cos 90°＋isin 90° ＝i.（2）2(cos 300°＋isin 300°)÷⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 34π＋isin 34π＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 53π＋isin 53π÷⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 34π＋isin 34π ＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫53π－34π＋isin ⎝ ⎛⎭⎪⎫53π－34π＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 1112π＋isin 1112π＝－1＋32＋3－12i.复数的四则运算【第一课时】【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 ，所以⎩⎨⎧3＋x ＝5，2－y ＝－6，所以⎩⎨⎧x ＝2，y ＝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 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫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 ．5－3i B ．3＋5i C ．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 是纯虚数，得⎩⎨⎧a 2－2＋a ＝0，a 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】【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＋32i （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 的共轭复数记作z －，已知（1＋2i ） z －＝4＋3i ，求z ．解：（1）选B ．（1－i ）⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＋32i （1＋i ）＝（1－i ）（1＋i ）⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＋32i＝（1－i 2）⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＋32i＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＋32i ＝－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 ＝4，2a －b ＝3，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 ．1 B ．－1 C ．iD ．－i（2）⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋i 1－i 2 019等于________．解析：（1）z 2＝⎝⎛⎭⎪⎫1－i 1＋i 2＝－1，所以ω＝－1＋1－1＋1－1＝－1．（2）⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋i 1－i 2 019＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤（1＋i ）（1＋i ）（1－i ）（1＋i ）2 019＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2i 22 019＝i 2 019＝（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－i 1＋i ＝－i ，1＋i 1－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）x 2＋5＝0；（2）x 2＋4x ＋6＝0．解：（1）因为x 2＋5＝0，所以x 2＝－5，又因为（5i ）2＝（－5i ）2＝－5，所以x ＝±5i ，所以方程x 2＋5＝0的根为±5i ．（2）法一：因为x 2＋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x 2＋4x ＋6＝0的根为x ＝－2±2i ．法二：由x 2＋4x ＋6＝0知Δ＝42－4×6＝－8<0，所以方程x 2＋4x ＋6＝0无实数根．在复数范围内，设方程x 2＋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a 2＋2ab i －b 2＋4a ＋4b i ＋6＝0，整理得（a 2－b 2＋4a ＋6）＋（2ab ＋4b ）i ＝0，所以⎩⎨⎧a 2－b 2＋4a ＋6＝0，2ab ＋4b ＝0，又因为b ≠0，所以⎩⎨⎧a 2－b 2＋4a ＋6＝0，2a ＋4＝0，解得a ＝－2，b ＝±2．所以x ＝－2±2i ，即方程x 2＋4x ＋6＝0的根为x ＝－2±2i ．在复数范围内，实系数一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0（a ≠0）的求解方法（1）求根公式法①当Δ≥0时，x ＝－b ±b 2－4ac2a．②当Δ<0时，x ＝－b ±－（b 2－4ac ）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2．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．－1 2C．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i2－i＝i（2＋i）（2－i）（2＋i）＝i（2＋i）5＝－15＋25i，所以|i2－i |＝|－15＋25i|＝（－15）2＋（25）2＝55，故选D．3．计算：（1）2＋2i（1－i）2＋⎝⎛⎭⎪⎫21＋i2 018；（2）（4－i5）（6＋2i7）＋（7＋i11）（4－3i）．解：（1）2＋2i（1－i）2＋⎝⎛⎭⎪⎫21＋i2 018＝2＋2i－2i＋⎝⎛⎭⎪⎫22i1 009＝i（1＋i）＋⎝⎛⎭⎪⎫1i1 009＝－1＋i＋（－i）1 009＝－1＋i－i＝－1．（2）原式＝（4－i）（6－2i）＋（7－i）（4－3i）＝22－14i＋25－25i＝47－39i．。

复数教案高中

复数教案高中教案标题：复数教案高中教案目标：1. 学生能够理解复数的概念和基本规则。

2. 学生能够正确使用复数形式的名词。

3. 学生能够运用所学的知识，正确使用复数形式的名词进行交流和写作。

教学重点：1. 复数的定义和基本规则。

2. 不规则复数形式的名词。

3. 复数形式在交流和写作中的应用。

教学准备：1. 复数形式的名词卡片。

2. 复数形式的名词练习题。

3. 复数形式的名词的示例句子和练习题。

教学过程：引入：1. 利用图片或实物引入复数的概念，让学生观察并猜测复数形式。

2. 引导学生思考复数形式的规则，例如在名词后面加-s或-es。

讲解：1. 介绍复数的定义和基本规则，例如在大多数情况下，在名词后面加-s来表示复数形式。

2. 解释特殊情况下的复数形式，例如以-s、-sh、-ch、-x和-o结尾的名词需要在后面加-es。

3. 引导学生注意不规则复数形式的名词，例如man变为men，child变为children等。

示范与练习：1. 准备一些复数形式的名词卡片，让学生根据规则和示例进行分类和匹配。

2. 给学生分发复数形式的名词练习题，让他们练习正确使用复数形式的名词。

3. 给学生提供一些示例句子，让他们根据上下文选择合适的复数形式填空。

拓展与应用：1. 给学生一些情境，让他们运用所学的知识，进行口头交流或书面表达。

2. 给学生一些写作任务，要求他们在文章中正确使用复数形式的名词。

总结与评价：1. 回顾复数的定义和基本规则。

2. 检查学生对于复数形式的名词的掌握程度，可以进行小组讨论或个人答题。

3. 对学生的学习情况进行评价，并给予必要的反馈和指导。

延伸活动：1. 邀请学生制作一份复数形式的名词表格，包括规则和不规则复数形式。

2. 给学生提供一些复数形式的名词，让他们编写一段小故事或对话。

教学资源：1. 复数形式的名词卡片。

2. 复数形式的名词练习题。

3. 复数形式的名词的示例句子和练习题。

教学反思：在教学过程中，要注意引导学生理解复数的概念和基本规则，并通过示范和练习帮助他们掌握正确使用复数形式的名词。

高中数学必修二复数教案

高中数学必修二复数教案教学内容：复数一、复数的定义1. 定义：形如a+bi的数称为复数，其中a为实部，b为虚部，i为单位虚数，满足i²=-1。

2. 实部和虚部：复数a+bi中，a称为实部，bi称为虚部。

3. 复数的运算：加法、减法、乘法、除法。

二、复数的表示形式1. 代数形式：a+bi2. 幅角形式：r(cosθ + isinθ)，其中r为模，θ为幅角。

三、复数的性质1. 复数相等：两个复数相等当且仅当它们的实部和虚部分别相等。

2. 共轭复数：若z=a+bi是一个复数，则其共轭复数为z*=a-bi。

3. 模运算法则：|z|^2 = a² + b²四、复数的运算1. 加法和减法：实部相加/相减，虚部相加/相减。

2. 乘法：展开后应用i²=-1。

3. 除法：分母有理化后可以使用乘法的性质。

五、复数在平面直角坐标系中的表示1. 复数a+bi可以在平面直角坐标系中表示为(a,b)。

2. 复平面：横坐标为实部，纵坐标为虚部。

3. 复数的加减乘除对应平面向量的加减乘除。

六、复数的应用1. 解方程：一元二次方程、二次函数。

2. 解几何问题：平面几何中的相关问题。

3. 电路分析：交流电路中的应用。

七、练习题1. 计算以下复数的和、差、积、商：(3+2i)、(1-i)、(-4+5i)。

2. 计算以下复数的共轭：(2+3i)、(4-2i)、(-1+i)。

3. 求以下复数的模：(3+4i)、(2-i)、(-5+12i)。

八、实例分析1. 一根长度为4单位的棍子和一根长度为3单位的棍子交叉后，交点到两个端点的距离分别为1单位和2单位，求这两根棍子的夹角。

2. 求下列方程的所有实数根：x² + 2x + 5 = 0；x² + 4x + 5 = 0。

教学结束。

人教版高中数学必修二《第七章复数》单元导学案及答案

人教版高中数学必修二《第七章复数》单元导学案《7.1.1数系得扩充和复数得概念》导学案【学习目标】1.了解引进复数的必要性，理解并掌握虚数单位i2.理解复数的基本概念及复数相等的充要条件. 【自主学习】知识点1 复数的引入在实数范围内，方程x 2＋1＝0无解.为了解决x 2＋1＝0这样的方程在实数系中无解的问题，我们设想引入一个新数i ，使i 是方程x 2＋1＝0的根，即使i·i＝－1.把这个新数i 添加到实数集中去，得到一个新数集.把实数a 与实数b 和i 相乘的结果相加，结果记作a ＋b i(a ，b ∈R )，这些数都应在新数集中.再注意到实数a 和数i ，也可以看作是a ＋b i(a ，b ∈R )这样的数的特殊形式，所以实数系经过扩充后得到的新数集应该是C ＝{a ＋b i|a ，b ∈R }，称i 为虚数单位. 知识点2 复数的概念、分类 1.复数的有关概念(1)复数的概念：形如a ＋b i 的数叫做复数，其中a ，b ∈R ，i 叫做虚数单位.a 叫做复数的实部，b 叫做复数的虚部.(2)复数的表示方法：复数通常用字母z 表示，即z ＝a ＋b i.(3)复数集定义：全体复数所构成的集合叫做复数集.通常用大写字母C 表示. 2.复数的分类及包含关系(1)复数(a ＋b i ，a ，b ∈R )⎩⎨⎧实数(b ＝0)虚数(b ≠0)⎩⎪⎨⎪⎧纯虚数(a ＝0)非纯虚数(a ≠0)(2)集合表示：知识点3 复数相等复数相等的充要条件设a ，b ，c ，d 都是实数，那么a ＋b i ＝c ＋d i ⇔a ＝c 且b ＝d .即它们的实部与虚部分别对应相等.【合作探究】探究一复数的概念【例1】写出下列复数的实部和虚部，并判断它们是实数，虚数，还是纯虚数. ①2＋3i ；②－3＋12i ；③2＋i ；④π；⑤－3i ；⑥0.解 ①的实部为2，虚部为3，是虚数；②的实部为－3，虚部为12，是虚数；③的实部为2，虚部为1，是虚数；④的实部为π，虚部为0，是实数；⑤的实部为0，虚部为－3，是纯虚数；⑥的实部为0，虚部为0，是实数.【练习1】下列命题中，正确命题的个数是( ) ①若x ，y ∈C ，则x ＋y i ＝1＋i 的充要条件是x ＝y ＝1； ②若a ，b ∈R 且a ＞b ，则a ＋i ＞b ＋i ； ③若x 2＋y 2＝0，则x ＝y ＝0. A.0 B.1 C.2 D.3 【答案】 A解析 ①由于x ，y ∈C ，所以x ＋y i 不一定是复数的代数形式，不符合复数相等的充要条件，所以①是假命题.②由于两个虚数不能比较大小，所以②是假命题.③当x ＝1，y ＝i 时，x 2＋y 2＝0成立，所以③是假命题.故选A.探究二复数的分类【例2】设z ＝12log (m －1)＋ilog 2(5－m )(m ∈R ).(1)若z 是虚数，求m 的取值范围； (2)若z 是纯虚数，求m 的值.解 (1)因为z 是虚数，故其虚部log 2(5－m )≠0， m 应满足的条件是⎩⎪⎨⎪⎧m －1＞0，5－m ＞0，5－m ≠1，解得1＜m ＜5，且m ≠4.(2)因为z 是纯虚数，故其实部12log (m －1)＝0，虚部log 2(5－m )≠0，m 应满足的条件是⎩⎪⎨⎪⎧m －1＝1，5－m ＞0，5－m ≠1，解得m ＝2.【练习2】实数k 为何值时，复数z ＝(1＋i)k 2－(3＋5i)k －2(2＋3i)分别是(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数；(4)零.解由z ＝(1＋i)k 2－(3＋5i)k －2(2＋3i)＝(k 2－3k －4)＋(k 2－5k －6)i. (1)当k 2－5k －6＝0时，z ∈R ，即k ＝6或k ＝－1. (2)当k 2－5k －6≠0时，z 是虚数，即k ≠6且k ≠－1.(3)当⎩⎪⎨⎪⎧k 2－3k －4＝0，k 2－5k －6≠0时，z 是纯虚数，解得k ＝4.(4)当⎩⎪⎨⎪⎧k 2－3k －4＝0，k 2－5k －6＝0时，z ＝0，解得k ＝－1.探究三两个复数相等【例3】(1)已知x 2－y 2＋2xy i ＝2i ，求实数x ，y 的值.(2)关于x 的方程3x 2－a2x －1＝(10－x －2x 2)i 有实根，求实数a 的值.解 (1)∵x 2－y 2＋2xy i ＝2i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2－y 2＝0，2xy ＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝1，或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝－1.(2)设方程的实数根为x ＝m ，则原方程可变为 3m 2－a2m －1＝(10－m －2m 2)i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧3m 2－a 2m －1＝0，10－m －2m 2＝0，解得a ＝11或a ＝－715.【练习3】已知复数z ＝3x －1－x ＋(x 2－4x ＋3)i ＞0，求实数x 的值. 解 ∵z ＞0，∴z ∈R ，∴x 2－4x ＋3＝0，解得x ＝1或x ＝3.∵z ＞0，∴3x －1－x ＞0，且x 2－4x ＋3＝0.对于不等式3x －1－x ＞0，x ＝1满足，x ＝3不满足，故x ＝1.《7.1.2复数的几何意义》导学案【学习目标】1.理解用复平面内的点或以原点为起点的向量表示复数，及它们之间的一一对应关系2.掌握实轴、虚轴、模等概念.3.掌握用向量的模表示复数的模的方法. 【自主学习】知识点1 复平面的概念和复数的几何意义 1.复平面的概念根据复数相等的定义，任何一个复数z ＝a ＋b i ，都可以由一个有序实数对(a ，b )唯一确定.因为有序实数对(a ，b )与平面直角坐标系中的点一一对应，所以复数与平面直角坐标系中的点之间可以建立一一对应.如图所示，点Z 的横坐标是a ，纵坐标是b ，复数z ＝a ＋b i 可用点Z (a ，b )表示.这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面，x 轴叫做实轴，y 轴叫做虚轴.显然，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.2.复数的几何意义按照这种表示方法，每一个复数，有复平面内唯一的一个点和它对应；反过来，复平面内的每一个点，有唯一的一个复数和它对应.因此，复数集C 和复平面内所有的点所成的集合是一一对应的，即复数z ＝a ＋b i 复平面内的点Z (a ，b )，这是复数的一种几何意义.3.复数集与复平面中的向量的一一对应关系在平面直角坐标系中，每一个平面向量都可以用一个有序实数对来表示，而有序实数对与复数是一一对应的.这样，我们还可以用平面向量来表示复数.如图所示，设复平面内的点Z 表示复数z ＝a ＋b i ，连接OZ ，显然向量OZ →由点Z 唯一确定；反过来，点Z (相对于原点来说)也可以由向量OZ →唯一确定.因此，复数集C 与复平面内的向量所成的集合也是一一对应的(实数0与零向量对应)，即复数z ＝a ＋b i 平面向量OZ →，这是复数的另一种几何意义.知识点2 复数的模1.如图所示，向量OZ →的模r 叫做复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的模，记作|z |或|a ＋b i|.如果b ＝0，那么z ＝a ＋b i 是一个实数a ，它的模等于|a |(就是a 的绝对值).由模的定义可知：|z |＝|a ＋b i|＝r ＝a 2＋b 2(r ≥0，r ∈R ).2.复数的模的性质，设z 1，z 2是任意两个复数，则 (1)|z 1·z 2|＝|z 1|·|z 2|，||21Z Z ＝|z 1||z 2|(|z 2|≠0)(复数的乘、除法将在下节学习到). (2)|z n 1|＝|z 1|n (n ∈N *).(3)|||z 1|－|z 2|≤|z 1＋z 2|≤|z 1|＋|z 2|，等号成立的条件是： ①当|z 1＋z 2|＝|z 1|＋|z 2|时，即z 1，z 2所对应的向量同向共线； ②当||z 1|－|z 2||＝|z 1＋z 2|时，即z 1，z 2所对应的向量反向共线.(4)||z 1|－|z 2||≤|z 1－z 2|≤|z 1|＋|z 2|，等号成立的条件是：①当|z 1－z 2|＝|z 1|＋|z 2|时，即z 1，z 2所对应的向量反向共线；②当||z 1|－|z 2||＝|z 1－z 2|时，即z 1，z 2所对应的向量同向共线.【合作探究】探究一复数与复平面内的点【例1】在复平面内，若复数z ＝(m 2－2m －8)＋(m 2＋3m －10)i 对应的点：(1)在虚轴上；(2)在第二象限；(3)在第二、四象限；(4)在直线y ＝x 上，分别求实数m 的取值范围.解复数z ＝(m 2－2m －8)＋(m 2＋3m －10)i 的实部为m 2－2m －8，虚部为m 2＋3m －10.(1)由题意得m 2－2m －8＝0. 解得m ＝－2或m ＝4.(2)由题意，⎩⎪⎨⎪⎧m 2－2m －8＜0，m 2＋3m －10＞0，∴2<m <4.(3)由题意，(m 2－2m －8)(m 2＋3m －10)<0， ∴2<m <4或－5<m <－2.(4)由已知得m 2－2m －8＝m 2＋3m －10，故m ＝25.【练习1】实数m 取什么值时，复数z ＝(m 2＋5m ＋6)＋(m 2－2m －15)i. (1)对应的点在x 轴上方； (2)对应的点在直线x ＋y ＋4＝0上.解 (1)由m 2－2m －15>0，得m <－3或m >5，所以当m <－3或m >5时，复数z 对应的点在x 轴上方.(2)由(m 2＋5m ＋6)＋(m 2－2m －15)＋4＝0，得m ＝1或m ＝－52，所以当m ＝1或m ＝－52时，复数z 对应的点在直线x ＋y ＋4＝0上.探究二复数的模的几何意义【例2】设z ∈C ，在复平面内对应点Z ，试说明满足下列条件的点Z 的集合是什么图形. (1)|z |＝2； (2)1≤|z |≤2.解 (1)方法一 |z |＝2说明复数z 在复平面内对应的点Z 到原点的距离为2，这样的点Z 的集合是以原点O 为圆心，2为半径的圆.方法二设z ＝a ＋b i ，由|z |＝2，得a 2＋b 2＝4.故点Z 对应的集合是以原点O 为圆心，2为半径的圆.(2)不等式1≤|z |≤2可以转化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧|z |≤2，|z |≥1.不等式|z |≤2的解集是圆|z |＝2及该圆内部所有点的集合.不等式|z|≥1的解集是圆|z|＝1及该圆外部所有点的集合.这两个集合的交集，就是满足条件1≤|z|≤2的点的集合.如图中的阴影部分，所求点的集合是以O为圆心，以1和2为半径的两圆所夹的圆环，并且包括圆环的边界.【练习2】若复数z满足|z－i|≤2(i为虚数单位)，则z在复平面所对应的图形的面积为 .答案2π解析设z＝x＋y i(x，y∈R)，则z－i＝x＋y i－i＝x＋(y－1)i，∴|z－i|＝x2＋(y－1)2，由|z－i|≤2知x2＋(y－1)2≤2，x2＋(y－1)2≤2.∴复数z对应的点(x，y)构成以(0,1)为圆心，2为半径的圆面(含边界)，∴所求图形的面积为S＝2π.故填2π.探究三复数的模及其应用【例3】已知复数z＝3＋a i，且|z|<4，求实数a的取值范围.解方法一∵z＝3＋a i(a∈R)，∴|z|＝32＋a2，由已知得32＋a2<42，∴a2<7，∴a∈(－7，7).方法二利用复数的几何意义，由|z|<4知，z在复平面内对应的点在以原点为圆心，以4为半径的圆内(不包括边界)，由z＝3＋a i知z对应的点在直线x＝3上，所以线段AB(除去端点)为动点Z的集合.由图可知：－7<a<7.【练习3】已知复数|z|＝1，求复数3＋4i＋z的模的最大值及最小值.解令ω＝3＋4i＋z，则z＝ω－(3＋4i).∵|z|＝1，∴|ω－(3＋4i)|＝1，∴复数ω在复平面内对应的点的轨迹是以(3,4)为圆心，1为半径的圆，如图，容易看出，圆上的点A 所对应的复数ωA 的模最大，为32＋42＋1＝6；圆上的点B 所对应的复数ωB 的模最小，为32＋42－1＝4，∴复数3＋4i ＋z 的模的最大值和最小值分别为6和4.《7.2.1复数的加、减运算及其几何意义》导学案【学习目标】1.熟练掌握复数的代数形式的加、减法运算法则2.理解复数加、减法的几何意义，能够利用“数形结合”的思想解题. 【自主学习】知识点1 复数的加、减法法则及几何意义与运算律复数的和z 1＋z 2与向量OZ 1→＋OZ 2→＝OZ →的坐标对应复数的差z 1－z 2与向量OZ 1→－OZ 2→＝Z 2Z 1→的坐标对应z ＋z ＝z ＋z【合作探究】探究一复数加、减法的运算【例1】(1)计算(2＋4i)＋(3－4i)； (2)计算(－3－4i)＋(2＋i)－(1－5i). 解 (1)原式＝(2＋3)＋(4－4)i ＝5.(2)原式＝(－3＋2－1)＋(－4＋1＋5)i ＝－2＋2i.【练习1】计算(1－2i)－(2－3i)＋(3－4i)－(4－5i)＋…＋(2 011－2 012i)－(2 012－2 013i).解方法一原式＝(1－2＋3－4＋…＋2 011－2 012)＋(－2＋3－4＋5＋…－2 012＋2 013)i ＝－1 006＋1 006i.方法二 (1－2i)－(2－3i)＝－1＋i ， (3－4i)－(4－5i)＝－1＋i ，…，(2 011－2 012i)－(2 012－2 013i)＝－1＋i. 将上列1 006个式子累加可得原式＝1 006(－1＋i)＝－1 006＋1 006i.探究二复数加、减法的几何意义【例2】如图所示，在平行四边形OABC 中，顶点O ，A ，C 分别表示0,3＋2i ，－2＋4i.求：(1)AO →所表示的复数，BC →所表示的复数； (2)对角线CA →所表示的复数；(3)对角线OB →所表示的复数及OB →的长度. 解 (1)因为AO →＝0－(3＋2i)＝－3－2i ，所以AO →所表示的复数为－3－2i. 因为BC →＝AO →，所以BC →所表示的复数为－3－2i. (2)因为CA →＝OA →－OC →，所以CA →所表示的复数为(3＋2i)－(－2＋4i)＝5－2i. (3)因为对角线OB →＝OA →＋AB →＝OA →＋OC →，所以OB →所表示的复数为(3＋2i)＋(－2＋4i)＝1＋6i ，所以|OB →|＝12＋62＝37.【练习2】满足条件|z ＋1－i|＝|4－3i|的复数z 在复平面内对应的点的轨迹是( ) A.一条直线 B.两条直线 C.一个圆 D.一个椭圆【答案】 C解析根据复数减法的几何意义，|z ＋1－i|表示复平面内复数z 对应的点Z 到点(－1,1)的距离，而|4－3i|表示复数4－3i 的模，等于5，故满足|z ＋1－i|＝5的复数z 在复平面内对应的点的轨迹是以(－1,1)为圆心，5为半径的圆.探究三复数加、减法的综合应用【例3】已知|z 1|＝|z 2|＝|z 1－z 2|＝1，求|z 1＋z 2|. 解方法一设z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i(a ，b ，c ，d ∈R )， ∵|z 1|＝|z 2|＝|z 1－z 2|＝1， ∴a 2＋b 2＝c 2＋d 2＝1，① (a －c )2＋(b －d )2＝1，② 由①②得2ac ＋2bd ＝1， ∴|z 1＋z 2|＝(a ＋c )2＋(b ＋d )2＝a 2＋c 2＋b 2＋d 2＋2ac ＋2bd ＝ 3. 方法二设O 为坐标原点，z 1，z 2，z 1＋z 2对应的点分别为A ，B ，C .∵|z 1|＝|z 2|＝|z 1－z 2|＝1， ∴△OAB 是边长为1的正三角形，又以OA ，OB 为邻边作平行四边形OACB ，∴四边形OACB 是一个内角为60°，边长为1的菱形，且|z 1＋z 2|是菱形的较长的对角线OC 的长， ∴|z 1＋z 2|＝|OC →| ＝(|OA →|2＋|AC →|2＋2|OA →||AC →|cos 60°)＝ 3.【练习3】已知|z 1|＝|z 2|＝1，z 1＋z 2＝12＋32i ，求复数z 1，z 2及|z 1－z 2|.解由于|z 1＋z 2|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪12＋32i ＝1，设z 1，z 2，z 1＋z 2对应的向量分别为OA →，OB →，OC →，则因|OA →|＝|OB →|＝|OC →|＝1，故A ，B ，C 三点均在以原点为圆心，1为半径的圆上，如图所示，由平行四边形法则和余弦定理易得cos∠AOC ＝|OA →|2＋|OC →|2－|AC →|22|OA →||OC →|＝12，故∠AOC ＝60°，所以平行四边形OACB 为菱形，且△BOC ，△COA 都是等边三角形，即∠AOB ＝120°.又∵OC →与x 轴正半轴的夹角为60°，故点A 在x 轴上，即A (1,0). 而x B ＝|OB →|cos 120°＝－12，y B ＝|OB →|sin 120°＝32，∴B 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫－12，32.∴⎩⎪⎨⎪⎧z 1＝1，z 2＝－12＋32i ，或⎩⎪⎨⎪⎧z 1＝－12＋32i ，z 2＝1.方法一 |z 1－z 2|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪32－32i ＝ 3.方法二由结论|z 1＋z 2|2＋|z 1－z 2|2＝2(|z 1|2＋|z 2|2)知，|z 1－z 2|2＝2|z 1|2＋2|z 2|2－|z 1＋z 2|2＝3，∴|z 1－z 2|＝ 3. 方法三由余弦定理可得|AB →|2＝|OA →|2＋|OB →|2－2|OA →||OB →|cos 120°＝3，又∵z 1－z 2＝OA →－OB →＝BA →，∴|z 1－z 2|＝|BA →|＝|AB →|＝ 3.《7.2.1复数的乘、除运算》导学案【学习目标】1.掌握复数代数形式的乘法和除法计算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. 【自主学习】知识点1 复数的乘法 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)＝(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 ，有知识点2 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 ＋b i ，则Z ＝a －b i.知识点3 复数的除法设z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i(c ＋d i≠0)，则z 1z 2＝a ＋b i c ＋d i ＝(a ＋b i )(c －d i )(c ＋d i )(c －d i )＝ac ＋bd c 2＋d 2＋bc －adc 2＋d 2i.【合作探究】探究一复数乘法的运算【例1】计算：(1)(2＋i)(2－i)；(2)(1＋2i)2. 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.【练习1】计算：(1)(1－2i)(3＋4i)(－2＋i)； (2)(3＋4i)(3－4i)； (3)(1＋i)2.解 (1)(1－2i)(3＋4i)(－2＋i)＝(11－2i)(－2＋i) ＝－20＋15i ；(2)(3＋4i)(3－4i)＝32－(4i)2＝9－(－16)＝25； (3)(1＋i)2＝1＋2i ＋i 2＝2i.探究二复数除法的运算【例2】计算：(1)(i －2)(i －1)(1＋i )(i －1)＋i ＋－3－2i2－3i ；(2)(－1＋3i )3(1＋i )6＋－2＋i 1＋2i. [分析] 复数的除法法则，通过分子、分母都乘以分母的共轭复数，使“分母实数化”，这个过程与“分母有理化”类似．[解] (1)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，－3－2i 2－3i ＝(－3－2i )(2＋3i )(2－3i )(2＋3i )＝－13i13＝－i. 所以(i －2)(i －1)(1＋i )(i －1)＋i ＋－3－2i 2－3i＝i －1＋(－i)＝－1.(2)(－1＋3i )3(1＋i )6＋－2＋i 1＋2i ＝(－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.【练习2】计算：(1)7＋i 3＋4i ；(2)(－1＋i )(2＋i )－i .解 (1)7＋i 3＋4i ＝(7＋i )(3－4i )(3＋4i )(3－4i )＝25－25i25＝1－i ；(2)(－1＋i )(2＋i )－i ＝－3＋i －i ＝(－3＋i )·i－i·i＝－1－3i.探究三共轭复数【例3】已知复数z 满足z ·z ＋2i·z ＝4＋2i ，求复数z .[分析] 设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )→由题意得到方程组求x ，y 的值→得到复数z . [解] 设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，则z ＝x －y i ，由题意，得(x ＋y i)(x －y i)＋2(x ＋y i)i ＝(x 2＋y 2－2y )＋2x i ＝4＋2i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2－2y ＝4，2x ＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝3或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝－1，∴z ＝1＋3i 或z ＝1－i.【练习3】若f (z )＝2z ＋z －3i ，f (z ＋i)＝6－3i ，求f (－z ). 解因为f (z )＝2z ＋z －3i ，所以f (z ＋i)＝2(z ＋i)＋()i z +(z ＋i)－3i ＝2z ＋2i ＋z －i －3i ＝2z ＋z －2i. 又f (z ＋i)＝6－3i ，所以2z ＋z －2i ＝6－3i.设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则z ＝a －b i ，所以2(a －b i)＋(a ＋b i)＝6－i ，即3a －b i ＝6－i.由复数相等的定义，得⎩⎪⎨⎪⎧3a ＝6，－b ＝－1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝1，所以z ＝2＋i ，故f (－z )＝2(－2－i)＋(－2＋i)－3i ＝－6－4i.《7.3.1复数的三角表示式》导学案【学习目标】1.知道复数的模和辐角的定义2.会求复数的模和辐角主值3.能求出复数的三角形式【自主学习】知识点1 复数的三角形式1．定义：r (cos θ＋isin θ)叫做复数z ＝a ＋b i 的三角表示式，简称三角形式．其中，r 是复数z 的模；θ是以x 轴的非负半轴为始边，向量OZ →所在射线(射线OZ )为终边的角，叫做复数z ＝a ＋b i 的辐角．为了与三角形式区分开来，a ＋b i 叫做复数的代数表示式，简称代数形式．2．非零复数z 辐角θ的多值性以x 轴正半轴为始边，向量OZ →所在的射线为终边的角θ叫复数z ＝a ＋b i 的辐角，因此复数z 的辐角是θ＋2k π(k ∈Z ) (k ∈Z )．3．辐角主值(1)表示法：用arg z 表示复数z 的辐角主值． (2)定义：适合[0,2π)的角θ叫辐角主值． (3)唯一性：复数z 的辐角主值是确定的、唯一的．知识点2 复数的代数形式与三角形式的互化复数z ＝a ＋b i ＝r (cos θ＋isin θ)的两种表示式之间的关系为⎩⎨⎧a ＝r ·cos θ，b＝r ·sin θ，r ＝a 2＋b 2.【合作探究】探究一代数形式与三角形式的转换【例1】下列各式是否是三角形式，若不是，化为三角形式：(1)z 1＝－2(cos θ＋isin θ)； (2)z 2＝cos θ－isin θ.[解] (1)由“模非负”知，不是三角形式，需做变换：z 1＝2(－cos θ－isin θ)，复平面上点Z 1(－2cos θ，－2sin θ)在第三象限(假定θ为锐角)，余弦“－cos θ”已在前，不需再变换三角函数名称，因此可用诱导公式“π＋θ”将θ变换到第三象限．∴z 1＝2(－cos θ－isin θ)＝2[cos(π＋θ)＋isin(π＋θ)]．(2)由“加号连”知，不是三角形式，复平面上点Z 2(cos θ，－sin θ)在第四象限(假定θ为锐角)，不需改变三角函数名称，可用诱导公式“2π－θ”或“－θ”将θ变换到第四象限．∴z 2＝cos θ－isin θ＝cos(－θ)＋isin(－θ)或z 2＝cos θ－isin θ＝c os(2π－θ)＋isin(2π－θ)，考虑到复数辐角的不唯一性，复数的三角形式也不唯一．归纳总结：对这类与三角形式很相似的式子，如何将之变换为三角形式，对于初学者来讲是个难点.有了“定点→定名→定角”这样一个可操作的步骤，应能够很好地解决此类问题.【练习1】下列各式是否是三角形式，若不是，化为三角形式：(1)z 3＝－sin θ＋icos θ； (2)z 4＝－sin θ－icos θ； (3)z 5＝cos60°＋isin30°.解：(1)由“余弦前”知，不是三角形式，复平面上点Z 3(－sin θ，cos θ)在第二象限(假定θ为锐角)，需改变三角函数名称，可用诱导公式“π2＋θ”将θ变换到第二象限．∴z 3＝－sin θ＋icos θ＝cos(π2＋θ)＋isin(π2＋θ)．(2)不是三角形式，同理(1)可得z 4＝－sin θ－icos θ＝cos(32π－θ)＋isin(32π－θ)．(3)由“角相同”知，不是三角形式，z 5＝cos60°＋isin30°＝12＋12i ＝12(1＋i)＝12×2(cos π4＋isin π4)＝22(cos π4＋isin π4)．探究二将复数的三角形式化为代数形式【例2】将复数⎪⎭⎫⎝⎛+32sin32cos 23ππi 化为代数形式为________．【答案】－322＋362i[解析]⎪⎭⎫ ⎝⎛+32sin32cos 23ππi ＝32⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+i 2321- ＝－322＋362i.归纳总结：将复数的三角形式r (cos θ＋isin θ)化为代数形式a ＋b i (a ，b ∈R )时，其中a ＝r cos θ，b ＝r sin θ.【练习2】复数⎪⎭⎫⎝⎛34sin-34cos 6ππi 的代数形式是 .【答案】－3－33i解析：⎪⎭⎫ ⎝⎛34sin-34cos 6ππi ＝6⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛i 23-21-＝－3－33i.探究三复数的模与辐角主值【例3】求复数z ＝1＋cos θ＋isin θ(π<θ<2π)的模与辐角主值． [解] z ＝1＋cos θ＋isin θ＝1＋(2cos 2θ2－1)＋2i·sinθ2cosθ2＝2cosθ2(cosθ2＋isin θ2)，①∵π<θ<2π，∴π2<θ2<π，∴cos θ2<0，∴①式右端＝－2cos θ2(－cos θ2－isin θ2) ＝－2cos θ2[cos(π＋θ2)＋isin(π＋θ2)]，∴r ＝－2cos θ2，z 的辐角为π＋θ2＋2k π(k ∈Z )． ∵π2<θ2<π，∴32π<π＋θ2<2π， ∴arg z ＝π＋θ2.归纳总结：复数的三角形式z ＝r (cos θ＋isin θ)中，模r ≥0，θ为任意角，若θ为辐角主值，则θ∈[0，2π).【练习3】将z ＝1＋itan θ1－itan θ(114π<θ<3π)化为三角形式，并求其辐角主值．解：z ＝1＋itan θ1－itan θ＝1＋isin θcos θ1－isin θcos θ＝cos θ＋isin θcos θ－isin θ＝(cos θ＋isin θ)2(cos θ－isin θ)(cos θ＋isin θ)＝cos2θ＋isin2θ. ∵114π<θ<3π， ∴112π<2θ<6π， ∴32π<2θ－4π<2π， ∴arg z ＝2θ－4π.探究四复数辐角的应用【例4】复数z 满足arg(z ＋3)＝56π，求|z ＋6|＋|z －3i|最小值．[解] 由arg(z ＋3)＝56π，知z ＋3的轨迹是射线OA ，则z 轨迹应是平行于OA ，且过点(－3,0)的射线BM (如图)，∴|z ＋6|＋|z －3i|就表示射线BM 上点到点P (－6,0)和点Q (0,3)距离之和，连接PQ 与射线BM 交于点N ，当复数z 在复平面内的点为N 点时，|z ＋6|＋|z －3i|所取的值最小，即|z ＋6|＋|z －3i|＝|PN |＋|NQ |＝|PQ |＝35， ∴所求最小值＝3 5.归纳总结：解此类题的本质是将数学式子利用其几何意义转化成几何问题进行解决.如果纯粹用代数方法求解，难度会很大.对有关最值问题，尤其是模(距离)和辐角主值最值问题，用数形结合方法显然较为简便【练习4】已知|z －2i|≤1，求arg(z －4i)最大值．解：∵|z －2i|≤1，∴点Z 轨迹是以(0,2)为圆心，1为半径的圆面．如图，在其上任取一点Z ，连接Z 与点(0,4)得一以(0,4)为起点，Z 为终点的向量，将起点平移到原点，则θ为其对应的辐角主值，显然arg(z －4i)最大值为53π.《7.3.2复数乘、除运算的三角表示及其几何意义》导学案【学习目标】1.利用复数三角形式熟练进行复数乘除运算，并能根据乘除运算的几何意义解决相关问题2.注意多种解题方法的灵活运用，体会数形结合、分类讨论等数学思想方法【自主学习】知识点1 复数的三角形式的运算设z 1＝r 1(cos θ1＋isin θ1)，z 2＝r 2(cos θ2＋isin θ2)，则(1)乘法：z 1·z 2＝r 1r 2[cos(θ1＋θ2)＋isin(θ1＋θ2)]，这就是说，两个复数相乘，积的模等于各复数的模的积，积的辐角等于各复数的辐角的和．(2)除法：z 1÷z 2＝z 1z 2＝r 1r 2[cos(θ1－θ2)＋isin(θ1－θ2)](其中z 2≠0)，这就是说，两个复数相除，商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商，商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差．(3)乘方：z n＝r n(cos nθ＋isin nθ)． (4)开方：n z ＝nr (cos θ＋2k πn ＋isin θ＋2k πn)(k ＝0,1,2，…，n －1)．知识点2 复数三角形式乘、除运算的几何意义两个复数z 1，z 2相乘时，可以像图中所示那样，先分别画出与z 1，z 2对应的向量OZ1→，OZ2→，然后把向量OZ1→绕点O 按逆时针方向旋转一个角θ2(如果θ2<0，就要把OZ1→按顺时针方向旋转一个角|θ2|)，再把它的模变为原来的r 2倍，得到向量OZ →，OZ →表示的复数就是积z 1z 2.这就是复数乘法的几何意义．z 2≠0，z 1z 2的几何意义是把z 的对应向量OZ1→按顺时针方向旋转一个角θ2(如果θ2<0，就要把OZ1→按逆时针方向旋转一个角|θ2|)，再把它的模变为原来的1r 2倍，所得的向量即表示商z 1z 2.【合作探究】探究一复数的三角形式的乘、除运算【例1】2(cos π12＋isin π12)·3(cos π6＋isin π6)．[解]2(cos π12＋isin π12)·3(cos π6＋isin π6)＝2·3[cos(π12＋π6)＋isin(π12＋π6)]＝6(cos π4＋isin π4)＝6(22＋22i)＝3＋3i.归纳总结：r 1(cos θ1＋isin θ1)·r 2(cos θ2＋isin θ2)＝r 1r 2[cos (θ1＋θ2)＋isin (θ1＋θ2)]计算，简便得多.这就是复数的三角形式乘法运算公式.【练习1】设复数z ＝cos θ＋isin θ，θ∈(π，2π)，求复数z 2＋z 的模和辐角．解：z 2＋z ＝(cos θ＋isin θ)2＋cos θ＋isin θ＝cos2θ＋isin2θ＋cos θ＋isin θ＝(cos2θ＋cos θ)＋i(sin2θ＋sin θ)＝2cos 3θ2cos θ2＋i(2sin 3θ2cos θ2) ＝2cos θ2(cos 32θ＋isin 32θ) ＝－2cos θ2 ⨯ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos (－π＋32θ)＋isin (－π＋32θ). ∵θ∈(π，2π)，∴θ2∈(π2，π)， ∴－2cos θ2>0，所以复数z 2＋z 的模为－2cos θ2，辐角为(2k －1)π＋3θ2(k ∈Z )．探究二复数的乘、除运算的几何意义【例2】向量OZ →与－1＋i 对应，把OZ →按逆时针方向旋转120°，得到OZ ′→，求与向量OZ ′→对应的复数[解] 将向量OZ →逆时针方向旋转120°，得到OZ ′→，由于模未发生变化，应当是OZ →对应复数乘以1·(cos120°＋isin120°)，即z ′＝(－1＋i)(cos120°＋isin120°)＝2(cos135°＋isin135°)(cos120°＋isin120°)＝2(cos255°＋isin255°)＝1－32－1＋32i. 归纳总结：利用复数乘、除法的几何意义来解决三角形中角的大小问题，十分方便【练习2】如图，已知平面内并列的三个相等的正方形，利用复数证明∠1＋∠2＋∠3＝π2.证明：∠1，∠2，∠3分别等于复数1＋i,2＋i,3＋i 的辐角主值，这样∠1＋∠2＋∠3就是(1＋i)(2＋i)(3＋i)＝10i 的辐角，∠1，∠2，∠3都是锐角，所以∠1＋∠2＋∠3＝π2.。

高中数学人教A版2019必修第二册 7 2 1 复数的加减法运算及其几何意义导学案

7.2.1 复数的加、减法运算及其几何意义学习目标1.知识目标1.掌握复数代数形式的加、减运算法则；2.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.2.核心素养1.逻辑推理：根据复数与平面向量的对应关系推导其几何意义;2.数学运算：复数加、减运算及有其几何意义求相关问题;3.数学建模：结合复数加、减运算的几何意义和平面图形，数形结合，综合应用.重点难点重点：复数的代数形式的加、减运算及其几何意义．难点：加、减运算及其几何意义.学习过程一、预习导入阅读课本75-76页，填写。

1．复数加法与减法的运算法则(1)设z1＝a＋b i，z2＝c＋d i是任意两个复数，则①z1＋z2＝__________________________；②z1－z2＝__________________________.(2)对任意z 1，z 2，z 3∈C ，有 ①z 1＋z 2＝___________； ②(z 1＋z 2)＋z 3＝___________． 2．复数加减法的几何意义图321如图321所示，设复数z 1，z 2对应向量分别为OZ →1，OZ →2，四边形OZ 1ZZ 2为平行四边形，向量OZ →与复数___________对应，向量Z 2Z 1→与复数___________对应．思考：类比绝对值|x －x 0|的几何意义，|z －z 0|(z ，z 0∈C)的几何意义是什么？提示 |z －z 0|(z ，z 0∈C)的几何意义是复平面内点Z 到点Z 0的距离．小试牛刀1．判断下列命题是否正确(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． ( ) 2．已知复数z 1＝3＋4i ，z 2＝3－4i ，则z 1＋z 2等于( )A ．8iB ．6C ．6＋8iD ．6－8i3．在复平面内，复数1＋i 与1＋3i 分别对应向量OA ―→和OB ―→，其中O 为坐标原点，则|AB ―→|等于( ) A ． 2 B ．2 C ．10 D ．4 4．(5－i)－(3－i)－5i ＝________.自主探究题型一复数的加减运算例1计算：(1)(－3＋2i)－(4－5i)； (2)(5－6i)＋(－2－2i)－(3＋2i)； (3)(a ＋b i)＋(2a －3b i)＋4i(a ，b ∈R)．跟踪训练一1．计算：(1)2i －[3＋2i ＋3(－1＋3i)]；(2)(a ＋2b i)－(3a －4b i)－5i(a ，b ∈R)．题型二复数加减运算的几何意义例2根据复数及其运算的几何意义，求复平面内的两点Z 1(x 1,y 1),Z 2(x 2,y 2)间的距离. 跟踪训练二1、已知四边形ABCD 是复平面上的平行四边形，顶点A ，B ，C 分别对应于复数－5－2i ，－4＋5i,2，求点D 对应的复数及对角线AC ，BD 的长．题型三复数加、减运算几何意义的应用例3 已知z ∈C ，且|z ＋3－4i|＝1，求|z |的最大值与最小值．跟踪训练三1．设z 1，z 2∈C ，已知|z 1|＝|z 2|＝1，|z 1＋z 2|＝2，求|z 1－z 2|.当堂检测1. a ，b 为实数，设z 1＝2＋b i ，z 2＝a ＋i ，当z 1＋z 2＝0时，复数a ＋b i 为( )A ．1＋iB ．2＋iC ．3D ．－2－i2．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3．计算|(3－i)＋(－1＋2i)－(－1－3i)|＝________.4．已知复数z 1＝(a 2－2)＋(a －4)i ，z 2＝a －(a 2－2)i(a ∈R )，且z 1－z 2为纯虚数，则a ＝________.5．在复平面内，复数－3－i 与5＋i 对应的向量分别是OA →与OB →，其中O 是原点，求向量OA →＋OB →，BA →对应的复数及A ，B 两点间的距离．答案小试牛刀 1. (1) × (2) × (3) × 2．B. 3．B. 4. 2－5i. 自主探究例1 【答案】(1)－7＋7i. (2)－10i. (3)3a ＋(4－2b )i. 【解析】(1)(－3＋2i)－(4－5i)＝(－3－4)＋[2－(－5)]i ＝－7＋7i.(2)(5－6i)＋(－2－2i)－(3＋2i)＝[5＋(－2)－3]＋[(－6)＋(－2)－2]i ＝－10i. (3)(a ＋b i)＋(2a －3b i)＋4i ＝(a ＋2a )＋(b －3b ＋4)i ＝3a ＋(4－2b )i. 跟踪训练一1．【答案】(1)－9i. (2)－2a ＋(6b －5)i.【解析】(1)原式＝2i －(3＋2i －3＋9i)＝2i －11i ＝－9i.(2)原式＝－2a ＋6b i －5i ＝－2a ＋(6b －5)i. 例2【答案】|Z 1Z 2|=√(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)2．【解析】因为复平面内的点Z 1(x 1,y 1),Z 2(x 2,y 2)对应的复数分别为Z 1=x 1+y 1i,Z 2=x 2+y 2i . 所以Z 1,Z 2之间的距离为|Z 1Z 2|=|Z 1Z 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=|Z 1−Z 2|=|(x 1−x 2)+(y 1−y 2)|=√(x 1−x 2)2+(y 1−y 2)2跟踪训练二1、【答案】D 对应的复数是1－7i ，AC 与BD 的长分别是53和13.【解析】如图，因为AC 与BD 的交点M 是各自的中点，所以有z M ＝z A ＋z C 2＝z B ＋z D2，所以z D ＝z A ＋z C －z B＝1－7i ，因为AC ―→：z C －z A ＝2－(－5－2i)＝7＋2i ，所以|AC ―→|＝|7＋2i|＝72＋22＝53，因为BD ―→：z D －z B ＝(1－7i)－(－4＋5i)＝5－12i ，所以|BD ―→|＝|5－12i|＝52＋122＝13.故点D 对应的复数是1－7i ，AC 与BD 的长分别是53和13. 例3 【答案】 |z |max ＝6，|z |min ＝4.【解析】由于|z ＋3－4i|＝|z －(－3＋4i)|＝1，所以在复平面上，复数z 对应的点Z与复数－3＋4i 对应的点C 之间的距离等于1，故复数z 对应的点Z 的轨迹是以C (－3,4)为圆心，半径等于1的圆．而|z |表示复数z 对应的点Z 到原点O 的距离，又|OC |＝5，所以点Z 到原点O 的最大距离为5＋1＝6，最小距离为5－1＝4. 即|z |max ＝6，|z |min ＝4. 跟踪训练三1．【答案】|z 1－z 2|＝ 2.【解析】设z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i(a ，b ，c ，d ∈R)，由题设知a 2＋b 2＝1，c 2＋d 2＝1，(a ＋c )2＋(b ＋d )2＝2，又(a ＋c )2＋(b ＋d )2＝a 2＋2ac ＋c 2＋b 2＋2bd ＋d 2，可得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， ∴|z 1－z 2|＝ 2. 当堂检测1-2.DB 3. 5 4. -15. 【答案】向量OA →＋OB →对应的复数为2.向量BA →对应的复数为－8－2i. A ，B 两点间的距离为217. 【解析】向量OA →＋OB →对应的复数为(－3－i)＋(5＋i)＝2.∵BA →＝OA →－OB →，∴向量BA →对应的复数为(－3－i)－(5＋i)＝－8－2i.∴A ，B 两点间的距离为|－8－2i|＝217.。

2021新教材高中数学第7章复数教学用书教案新人教A版必修第二册

第七章复数 7.1 复数的概念7.1.1 数系的扩充和复数的概念素养目标·定方向素养目标学法指导1．了解引进虚数单位i 的必要性，了解数系的扩充过程，理解复数集出现的一些基本概念.(逻辑推理)2．掌握复数代数形式的表示方法，理解复数相等的充要条件.(逻辑推理)3．会根据复数相等的充要条件解方程.(数学运算)1．每一种数的出现都是在研究代数方程的过程中产生的，学习时可以查阅一元多项式方程求解的历史，感受数的产生，体会复数产生的必要性.2．类比数的分类方法，感受复数的分类.必备知识·探新知知识点1 复数及相关概念 1．复数的定义我们把形如a ＋b i(a ，b ∈R )的数叫做复数，其中i 叫做__虚数单位__，满足i 2＝__－1__.全体复数所构成的集合C ＝__{a ＋b i|a ，b ∈R }__叫做复数集.2．复数的表示复数通常用字母z 表示，即z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，其中的a 与b 分别叫做复数z 的__实部__与__虚部__.3．复数相等的充要条件在复数集C ＝{a ＋b i|a ，b ∈R }中任取两个数a ＋b i ，c ＋d i(a ，b ，c ，d ∈R )，规定a ＋b i 与c ＋d i 相等当且仅当__a ＝c 且b ＝d __.知识点2 复数的分类 1．复数a ＋b i(a ，b ∈R )⎩⎪⎨⎪⎧__实数__(b ＝0)，__虚数__(b ≠0)(当a ＝0时为纯虚数). 2．集合表示：[知识解读]1．数系扩充的脉络自然数集→整数集→有理数集→实数集→复数集.2．复数概念的三点说明(1)复数集是最大的数集，任何一个数都可以写成a＋b i(a，b∈R)的形式，其中0＝0＋0i.(2)复数的虚部是实数b而非b i.(3)复数z＝a＋b i只有在a，b∈R时才是复数的代数形式，否则不是.3．两个复数相等的条件(1)在两个复数相等的条件中，注意前提条件是a，b，c，d∈R，即当a，b，c，d∈R 时，a＋b i＝c＋d i⇔a＝c且b＝d.若忽略前提条件，则结论不能成立.(2)利用该条件把复数的实部和虚部分离出来，达到“化虚为实”的目的，从而将复数问题转化为实数问题来求解.关键能力·攻重难题型探究题型一复数的概念典例1(1)给出下列三个命题：①若z∈C，则z2≥0；②2i－1虚部是2i；③2i 的实部是0．其中真命题的个数为(B)A．0B．1C．2D．3(2)(2019·启东高二检测)已知复数z＝a2－(2－b)i的实部和虚部分别是2和3，则实数a，b的值分别是__±2，5__.(3)判断下列命题的真假.①若x，y∈C，则x＋y i＝1＋2i的充要条件是x＝1，y＝2；②若实数a与a i对应，则实数集与纯虚数集一一对应；③实数集的补集是虚数集.[解析](1)对于①，当z∈R时，z2≥0成立，否则不成立，如z＝i，z2＝－1＜0，所以①为假命题；对于②，2i－1＝－1＋2i，其虚部为2，不是2i，所以②为假命题；对于③，2i＝0＋2i，其实部是0，所以③为真命题.(2)由题意得：a 2＝2，－(2－b )＝3，所以a ＝±2，b ＝5．(3)①由于x ，y 都是复数，故x ＋y i 不一定是代数形式，因此不符合两个复数相等的充要条件，故①是假命题.②当a ＝0时，a i ＝0为实数，故②为假命题. ③由复数集的分类知，③正确，是真命题.[归纳提升] 判断与复数有关的命题是否正确的方法1．举反例：判断一个命题为假命题，只要举一个反例即可，所以解答这类型题时，可按照“先特殊，后一般，先否定，后肯定”的方法进行解答.2．化代数式：对于复数实部、虚部的确定，不但要把复数化为a ＋b i 的形式，更要注意这里a ，b 均为实数时，才能确定复数的实、虚部.特别提醒：解答复数概念题，一定要紧扣复数的定义，牢记i 的性质.【对点练习】❶ 给出下列说法：①复数由实数、虚数、纯虚数构成；②若复数z ＝3m ＋2n i ，则其实部与虚部分别为3m,2n ；③在复数z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )中，若x ≠0，则复数z 一定不是纯虚数；④若a ∈R ，a ≠0，则(a ＋3)i 是纯虚数.其中正确的说法的序号是__③__.[解析] ①错，复数由实数与虚数构成，在虚数中又分为纯虚数和非纯虚数. ②错，只有当m ，n ∈R 时，才能说复数z ＝3m ＋2n i 的实部与虚部分别为3m,2n . ③正确，复数z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )为纯虚数的条件是x ＝0且y ≠0，只要x ≠0，则复数z 一定不是纯虚数.④错，只有当a ∈R ，且a ≠－3时，(a ＋3)i 才是纯虚数. 题型二复数的分类及其应用典例2 已知复数z ＝(m 2－2m )＋m 2－2m －8mi ，其中m ∈R .试求当m 为何值时， (1)z 是实数？ (2)z 是虚数？ (3)z 是纯虚数？[分析] 根据复数分类的标准及条件，建立关于实数m 的方程或不等式(组)，求解m 满足的条件.[解析] (1)当z 是实数时，应有m 2－2m －8m＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧ m 2－2m －8＝0，m ≠0，解得m ＝4或－2； (2)当z 是虚数时，应满足m 2－2m －8m≠0，即⎩⎪⎨⎪⎧m 2－2m －8≠0，m ≠0，因此m ≠4，且m ≠－2，且m ≠0；(3)当z 是纯虚数时，应满足⎩⎪⎨⎪⎧m 2－2m ＝0，m 2－2m －8m ≠0，解得m ＝2．[归纳提升] 利用复数的分类求参数的方法及注意事项.1．利用复数的分类求参数时，首先应将复数化为标准的代数形式z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，若不是这种形式，应先化为这种形式，得到实部与虚部，再求解；2．要注意确定使实部、虚部的式子有意义的条件，再结合实部与虚部的取值求解； 3．要特别注意复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )为纯虚数的充要条件是a ＝0，且b ≠0．【对点练习】❷ m 取何实数时，复数z ＝m 2－m －6m ＋3＋(m 2－2m －15)i.(1)是实数？ (2)是虚数？ (3)是纯虚数？[解析] (1)由条件得⎩⎪⎨⎪⎧m 2－2m －15＝0，m ＋3≠0，∴⎩⎪⎨⎪⎧ m ＝5或m ＝－3，m ≠－3. ∴当m ＝5时，z 是实数.(2)由条件得⎩⎪⎨⎪⎧m 2－2m －15≠0，m ＋3≠0.∴⎩⎪⎨⎪⎧m ≠5且m ≠－3，m ≠－3.， ∴当m ≠5且m ≠－3时，z 是虚数. (3)由条件得⎩⎪⎨⎪⎧m 2－m －6＝0，m ＋3≠0，m 2－2m －15≠0，∴⎩⎪⎨⎪⎧m ＝3或m ＝－2，m ≠－3，m ≠5且m ≠－3.∴当m ＝3或m ＝－2时，z 是纯虚数. 题型三复数相等的条件典例3 已知x 是实数，y 是纯虚数，且满足(3x －10)＋i ＝y －3i ，求x 与y .[分析] 因为y 是纯虚数，所以可设y ＝b i(b ∈R ，b ≠0)代入等式，把等式的左、右两边都整理成a ＋b i 的形式后，可利用复数相等的充要条件得到关于x 与b 的方程组，求解后得x 与b 的值.[解析] 设y ＝b i(b ∈R 且b ≠0)代入(3x －10)＋i ＝y －3i ，整理得(3x －10)＋i ＝b i －3i ，由复数相等的充要条件得⎩⎪⎨⎪⎧3x －10＝0，1＝b －3，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝103，b ＝4，∴x ＝103，y ＝4i.[归纳提升] 一般利用复数相等的充要条件，可由一个复数等式得到两个实数等式组成的方程组，从而可确定两个独立参数.复数相等是实现复数向实数转化的桥梁.【对点练习】❸ (1)若4－3a －a 2i ＝a 2＋4a i ，则实数a 的值为( C ) A ．1 B ．1或－4 C ．－4D ．0或－4(2)已知复数z ＝(a ＋1)－(a 2－1)i ，若z ＝0，则实数a 的值为__－1__.[解析] (1)易知⎩⎪⎨⎪⎧4－3a ＝a2－a 2＝4a ，解得a ＝－4．(2)∵z ＝0，∴⎩⎪⎨⎪⎧a ＋1＝0a 2－1＝0，解得a ＝－1．易错警示对复数相关概念的理解不清致误典例4 给出下列命题：(1)若x ＋y i ＝0，则x ＝y ＝0；(2)若a ＋b i ＝3＋8i ，则a＝3，b ＝8；(3)若x 为实数，且(x 2－4)＋(x 2＋2x )i 是纯虚数，则x ＝±2；(4)若x ，m ∈R 且3x ＋m i<0，则有x <0．其中正确命题的序号是__(4)__.[错解] (1)(2)(4)[错因分析] a ，b ∈R 是复数代数形式定义中的必不可少的条件，忽视了这一条件，就会导致错误的答案.[正解] 命题(1)和(2)都是错误的，原因是没有x ，y ∈R ，a ，b ∈R 的限制条件，因此相应结论都是错误的；命题(3)也是错误的，事实上，当(x 2－4)＋(x 2＋2x )i 是纯虚数时，应有⎩⎪⎨⎪⎧ x 2－4＝0，x 2＋2x ≠0，所以x ＝2；(4)是正确的，因为由3x ＋m i<0可得⎩⎪⎨⎪⎧3x <0，m ＝0，即x <0． [点评] 复数中的许多结论，都是建立在复数为标准的代数形式这一条件下的，如果没有这一条件，相应结论不一定能够成立.例如：a ＋b i ＝0⇒a ＝b ＝0成立的条件是a ，b ∈R ；a ＋b i ＝c ＋d i ⇒a ＝c ，b ＝d 成立的条件是a ，b ，c ，d ∈R .另外，复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )为纯虚数的条件是a ＝0，且b ≠0，切记不能丢掉“b ≠0”这一条件.7.1.2 复数的几何意义素养目标·定方向素养目标学法指导1．理解可以用复平面内的点或以原点为起点的向量来表示复数及它们之间的一一对应关系.(直观想象)2．掌握实轴、虚轴、模及共轭复数等概念.(直观想象)3．掌握用向量的模来表示复数的模的方法并能够解决与模有关的问题.(直观想象)1．类比向量的坐标表示理解复数的几何意义及模的概念.2．类比向量的形式特征，感受复数的形式特征.必备知识·探新知知识点1 复平面建立直角坐标系来表示复数的平面叫做__复平面__，x 轴叫做__实轴__，y 轴叫做__虚轴__.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.知识点2 复数的几何意义知识点3 复数的模向量OZ →的模称为复数z ＝a ＋b i 的模或绝对值，记作__|z |__或__|a ＋b i|__.即|z |＝|a ＋b i|＝__a 2＋b 2__，其中a ，b ∈R .如果b ＝0，那么z ＝a ＋b i 是一个实数a ，它的模就等于__|a |__(a 的绝对值).知识点4 共轭复数(1)定义：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.虚部不等于0的两个共轭复数也叫做共轭虚数.(2)表示方法：复数z 的共轭复数用z －表示，即如果z ＝a ＋b i ，那么z －＝__a －b i__. [要点解读] 1．复平面、实轴、虚轴与复数的对应(1)复平面内点的坐标与复数实部虚部的对应：点Z 的横坐标是a ，纵坐标是b ，复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )可用点Z (a ，b )表示.(2)实轴与复数的对应：实轴上的点都表示实数.(3)虚轴与复数的对应：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.2．复数几何意义的两个注意点(1)复数与复平面上的点：复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的对应点的坐标为(a ，b )而不是(a ，b i). (2)复数与向量的对应：复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的对应向量是以原点O 为起点的，否则就谈不上一一对应，因为复平面上与OZ →相等的向量有无数个.3．对复数模的三点说明(1)数学上所谓大小的定义是：在(实)数轴上右边的比左边的大，而复数的表示要引入虚数轴，在平面上表示，所以也就不符合关于大和小的定义，而且定义复数的大小也没有什么意义，所以我们说两个复数不能比较大小.(2)数的角度理解：复数a ＋b i(a ，b ∈R )的模|a ＋b i|＝a 2＋b 2，两个虚数不能比较大小，但它们的模表示实数，可以比较大小.(3)几何角度理解：表示复数的点Z 到原点的距离.|z 1－z 2|表示复数z 1，z 2对应的点之间的距离.关键能力·攻重难题型探究题型一复数与复平面内点的关系典例1 已知复数z ＝(a 2－4)＋(2a －3)i ，其中a ∈R .当复数z 在复平面内对应的点Z 满足以下条件时，求a 的值(或取值范围).(1)Z 在实轴上； (2)Z 在第二象限；(3)Z 在抛物线y 2＝4x 上.[分析] 根据复数与点的对应关系，得到复数的实部与虚部之间应满足的条件，建立关于a 的方程或不等式，即可求得实数a 的值(或取值范围).[解析] 因为z ＝(a 2－4)＋(2a －3)i ，所以复数z 在复平面内对应的点Z 的坐标为(a 2－4,2a －3).(1)若点Z 在实轴上，则有2a －3＝0，解得a ＝32.(2)若点Z 在第二象限，则有⎩⎪⎨⎪⎧a 2－4<0，2a －3>0，即⎩⎪⎨⎪⎧－2<a <2，a >32，解得32<a <2．(3)若点Z 在抛物线y 2＝4x 上，则有(2a －3)2＝4(a 2－4)，整理得12a －25＝0，解得a ＝2512.[归纳提升] 1．复数与复平面内点的对应关系的实质：复数的实部就是其对应点的横坐标，复数的虚部就是其对应点的纵坐标.2．已知复数在复平面内对应点满足的条件求参数值(或取值范围)时，可根据复数与点的对应关系，找到复数实部与虚部应满足的条件，通过解方程(组)或不等式(组)求得参数值(或取值范围).【对点练习】❶ (1)复数z ＝－1－2i(i 为虚数单位)在复平面内对应的点位于( C ) A ．第一象限 B ．第二象限 C ．第三象限 D ．第四象限(2)复数z ＝(3m －2)＋(m －1)i(m ∈R ，i 为虚数单位)在复平面内对应的点不可能位于( B )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限 [解析] (1)z ＝－1－2i 对应点Z (－1，－2)，位于第三象限.(2)复数z ＝(3m －2)＋(m －1)i 在复平面内的对应点P (3m －2，m －1)，当m >1时，P 在第一象限；当m <23时，P 在第三象限，当23<m <1时，P 在第四象限，当m ＝23时，P 在y 轴上，当m ＝1时，P 在x 轴上，故选B ．题型二复数与复平面内向量的关系典例2 (1)在复平面内，复数10＋7i ，－6＋i 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( C )A ．4＋8iB ．16＋6iC ．2＋4iD ．8＋3i(2)在复平面内，A ，B ，C 三点对应的复数分别为1,2＋i ，－1＋2i.①求向量AB →，AC →，BC →对应的复数； ②判定△ABC 的形状.[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：OA →＝(1,0)，OB →＝(2,1)，OC →＝(－1,2)，所以AB →＝OB →－OA →＝(1,1)，AC →＝OC →－OA →＝(－2,2)，BC →＝OC →－OB →＝(－3,1)，所以AB →，AC →，BC →对应的复数分别为1＋i ，－2＋2i ，－3＋i.②因为|AB →|＝2，|AC →|＝22，|BC →|＝10，所以|AB →|2＋|AC →|2＝|BC →|2，所以△ABC 是以BC 为斜边的直角三角形.[归纳提升] 1．若复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )则复数z 在复平面内对应的向量OZ →＝(a ，b ). 2．复平面内向量对应的复数可通过向量的坐标运算求得.3．一个向量不管怎样平移，它所对应的复数是不变的，但其起点与终点对应的复数可能改变.【对点练习】❷ (1)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x 轴的对称点为B ，则向量OB →对应的复数为( A )A ．－1－2iB ．－2＋iC ．1＋2iD ．－1＋2i(2)已知复数4＋3i 与－2－5i 分别表示向量OA →与OB →，则向量AB →表示的复数是__－6－8i__.[解析] (1)∵A (－1,2)关于x 轴的对称点为B (－1，－2)，∴向量OB →对应的复数为－1－2i.(2)因为复数4＋3i 与－2－5i 分别表示向量OA →与OB →，所以OA →＝(4,3)，OB →＝(－2，－5)，又AB →＝OB →－OA →＝(－2，－5)－(4,3)＝(－6，－8)，所以向量AB →表示的复数是－6－8i.题型三复数的模典例3 (1)已知复数z 1＝3＋i ，z 2＝－12＋32i ，求|z 1|及|z 2|并比较大小；(2)已知复数z 满足z ＋|z |＝2＋8i ，求复数z . [分析] (1)根据求模公式进行计算；(2)设z ＝a ＋b i(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] (1)|z 1|＝|3＋i|＝(3)2＋12＝2，|z 2|＝⎝⎛⎭⎫－122＋⎝⎛⎭⎫322＝1，所以|z 1|>|z 2|.(2)解法一：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＝2b ＝8，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－15b ＝8.∴z ＝－15＋8i.解法二：原式可化为z ＝2－|z |＋8i ， ∵|z |∈R ，∴2－|z |是z 的实部，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.[归纳提升] (1)复数的模是非负实数，因此复数的模可以比较大小.(2)根据复数模的计算公式|a ＋b i|＝a 2＋b 2可把复数模的问题转化为实数问题解决. 【对点练习】❸ 若复数z ＝2a －1a ＋2＋(a 2－a －6)i 是实数，则z 1＝(a －1)＋(1－2a )i 的模为__29__.[解析] ∵z 为实数， ∴a 2－a －6＝0， ∴a ＝－2或3． ∵a ＝－2时，z 无意义， ∴a ＝3， ∴z 1＝2－5i ， ∴|z 1|＝29.易错警示混淆复数的模与实数的绝对值致误典例4 已知复数z 满足|z |2－2|z |－3＝0，则复数z 对应点的轨迹是( A )A ．1个圆B ．线段C ．2个点D ．2个圆[错解] 由题意可知(|z |－3)(|z |＋1)＝0，即|z |＝3或|z |＝－1，故选D ． [错因分析] 错解中忽视了“|z |”的几何意义导致错误.[正解]由题意可知(|z|－3)(|z|＋1)＝0，即|z|＝3或|z|＝－1．∵|z|≥0，∴|z|＝－1应舍去，故应选A．[点评]由复数模的定义和复数的几何意义知，|z|表示z在复平面内的对应点到原点的距离．．，因此|z|≥0．z＝i时，z2＝－1，但|z|≠－1，不要作错误的迁移.【对点练习】❹已知复数z1＝2－2i，(1)求|z1|；(2)若|z|＝1，试求复数z和z1所对应的两点间的距离的最大值.[解析](1)|z1|＝22＋(－2)2＝2 2.(2)由于|z|＝1，故复数z所对应的点的轨迹是以原点为圆心，以1为半径的圆，而z1所对应的点为Z1(2，－2)，则所求距离的最大值可以看成点(2，－2)到圆心的距离再加1．由图可知，最大值为22＋1．7.2 复数的四则运算7.2.1复数的加、减运算及其几何意义素养目标·定方向素养目标学法指导1．掌握复数代数形式的加、减运算法则，并会简单应用.(数学运算)2．了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.(直观想象)1．类比向量加、减的坐标运算，感受和把握复数的加、减运算.2．类比向量运算的平行四边形法则与三角形法则，感受和把握复数加、减法的几何意义.必备知识·探新知知识点1复数的加、减法运算法则设z1＝a＋b i，z2＝c＋d i(a，b，c，d∈R)，则z1＋z2＝__(a＋c)＋(b＋d)i__，z1－z2＝__(a－c)＋(b－d)i__.知识点2 复数加法的运算律 (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)__.知识点3 复数加、减法的几何意义如图，设在复平面内复数z 1，z 2对应的向量分别为OZ 1→，OZ 2→，以OZ 1，OZ 2为邻边作平行四边形，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→__.[知识解读] 对复数的加法、减法运算应注意以下几点(1)一种规定：复数代数形式的加法法则是一种规定，减法是加法的逆运算；特殊情形：当复数的虚部为零时，与实部的加法、减法法则一致.(2)运算律：实数加法的交换律、结合律在复数集中仍成立.实数的移项法则在复数中仍然成立.(3)运算结果：两个复数的和(差)是唯一确定的复数.关键能力·攻重难题型探究题型一复数代数表示式的加、减法运算典例1 (1)计算：(2－3i)＋(－4＋2i)＝__－2－i__.(2)已知z 1＝(3x －4y )＋(y －2x )i ，z 2＝(－2x ＋y )＋(x －3y )i ，x ，y 为实数，若z 1－z 2＝5－3i ，则|z 1＋z 2|＝__2__.[分析] 直接运用复数的加减运算法则进行计算.[解析] (1)(2－3i)＋(－4＋2i)＝(2－4)＋(－3＋2)i ＝－2－i.(2)z 1－z 2＝[(3x －4y )＋(y －2x )i]－[(－2x ＋y )＋(x －3y )i]＝[(3x －4y )－(－2x ＋y )]＋[(y －2x )－(x －3y )]i ＝(5x －5y )＋(－3x ＋4y )i ＝5－3i ，所以⎩⎪⎨⎪⎧5x －5y ＝5，－3x ＋4y ＝－3，解得x ＝1，y ＝0，所以z 1＝3－2i ，z 2＝－2＋i ，则z 1＋z 2＝1－i ，所以|z 1＋z 2|＝ 2.[归纳提升] 复数加、减运算的法则(1)复数代数形式的加、减法运算实质就是将实部与虚部相加减，虚部与虚部相加减之后分别作为结果的实部与虚部，因此要准确地提取复数的实部与虚部.(2)复数的运算可以类比多项式的运算(类似于合并同类项)：若有括号，括号优先；若无括号，可以从左到右依次进行计算.【对点练习】❶ (1)－i －(－1＋5i)＋(－2－3i)－(i －1)＝__－10i__.(2)已知复数z 1＝a 2－3－i ，z 2＝－2a ＋a 2i ，若z 1＋z 2是纯虚数，则实数a ＝__3__. [解析] (1)－i －(－1＋5i)＋(－2－3i)－(i －1)＝－i ＋1－5i －2－3i －i ＋1＝－10i. (2)由条件知z 1＋z 2＝a 2－2a －3＋(a 2－1)i ，又z 1＋z 2是纯虚数，所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2－2a －3＝0，a 2－1≠0，解得a ＝3．题型二复数加减法及复数模的几何意义典例2 如图，平行四边形OABC 的顶点O ，A ，C 对应复数分别为0,3＋2i ，－2＋4i ，试求(1)AO →所表示的复数，BC →所表示的复数； (2)对角线CA →所表示的复数；(3)对角线OB →所表示的复数及OB →的长度.[分析] 要求某个向量对应的复数，只要找出所求向量的始点和终点，或者用向量的相等直接给出所求的结论.[解析] (1)AO →＝－OA →，∴AO →所表示的复数为－3－2i. ∵BC →＝AO →，∴BC →所表示的复数为－3－2i. (2)CA →＝OA →－OC →.∴CA →所表示的复数为(3＋2i)－(－2＋4i)＝5－2i.(3)对角线OB →＝OA →＋OC →，它所对应的复数z ＝(3＋2i)＋(－2＋4i)＝1＋6i ，|OB →|＝12＋62＝37.[归纳提升] 利用复数加减运算的几何意义解题的技巧及常见结论①形转化为数：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数转化为形：对于一些复数运算也可以给予几何解释，使复数作为工具运用于几何之中.【对点练习】❷ 已知四边形ABCD 是复平面上的平行四边形，顶点A ，B ，C 分别对应于复数－5－2i ，－4＋5i,2，求点D 对应的复数及对角线AC ，BD 的长.[解析] 如图，因为AC 与BD 的交点M 是各自的中点，所以有z M ＝z A ＋z C 2＝z B ＋z D2，所以z D ＝z A ＋z C －z B ＝1－7i ，因为AC →：z C －z A ＝2－(－5－2i)＝7＋2i ，所以|AC →|＝|7＋2i|＝72＋22＝53，因为BD →：z D －z B ＝(1－7i)－(－4＋5i)＝5－12i ，所以|BD →|＝|5－12i|＝52＋122＝13．故点D 对应的复数是1－7i ，AC 与BD 的长分别是53和13．题型三复数加法、减法几何意义的应用典例3 (1)如果复数z 满足|z ＋i|＋|z －i|＝2，那么|z ＋i ＋1|的最小值是( A )A ．1B ．12C ．2D ． 5(2)若复数z 满足|z ＋3＋i|≤1，求|z |的最大值和最小值.[分析] 涉及复数模的最值问题以及点的轨迹问题，均可从两点间距离公式的复数表达形式入手进行分析判断，然后通过几何方法进行求解.[解析] (1)设复数－i ，i ，－1－i 在复平面内对应的点分别为Z 1，Z 2，Z 3，因为|z ＋i|＋|z －i|＝2，|Z 1Z 2|＝2，所以点Z 的集合为线段Z 1Z 2．问题转化为：动点Z 在线段Z 1Z 2上移动，求|ZZ 3|的最小值，因为|Z 1Z 3|＝1．所以|z ＋i ＋1|min ＝1．(2)如图所示，|OM →|＝(－3)2＋(－1)2＝2．所以|z |max ＝2＋1＝3，|z |min ＝2－1＝1．[归纳提升] 两个复数差的模的几何意义(1)|z －z 0|表示复数z ，z 0的对应点之间的距离，在应用时，要把绝对值号内变为两复数差的形式.(2)|z －z 0|＝r 表示以z 0对应的点为圆心，r 为半径的圆.【对点练习】❸ 若本例(2)条件改为已知|z |＝1且z ∈C ，求|z －2－2i|(i 为虚数单位)的最小值.[解析] 因为|z |＝1且z ∈C ，作图如图：所以|z －2－2i|的几何意义为单位圆上的点M 到复平面上的点P (2,2)的距离，所以|z －2－2i|的最小值为|OP |－1＝22－1．易错警示典例4 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( B )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[错解] A[错因分析] 向量加法、减法运算的平行四边形法则和三角形法则是复数加法、减法几何意义的依据.利用加法“首尾相接”和减法“指向被减数”的特点，在三角形内可求得第三个向量及其对应的复数.注意向量AB →对应的复数是z B －z A (终点对应的复数减去起点对应的复数).[正解] 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.【对点练习】❹ △ABC 的三个顶点所对应的复数分别为z 1，z 2，z 3，复数z 满足|z －z 1|＝|z －z 2|＝|z －z 3|，则z 对应的点是△ABC 的( A )A ．外心B ．内心C ．重心D ．垂心 [解析] 由复数模及复数减法运算的几何意义，结合条件可知复数z 的对应点P 到△ABC 的顶点A 、B 、C 距离相等，∴P 为△ABC 的外心.7.2.2 复数的乘、除运算素养目标·定方向素养目标学法指导1．掌握复数代数形式的乘法和除法运算，并会简单应用.(数学运算)2．理解复数乘法的交换律、结合律和乘法对加法的分配律.(逻辑推理)1．对比向量坐标的数量积运算，感觉复数乘法运算的差异，体会复数乘法运算与实数运算的异同.2．对比复数除法运算与实数除法运算的差异，类比分母有理化与共轭的关系.必备知识·探新知知识点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)＝__(ac －bd )＋(ad ＋bc )i__.知识点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 3__知识点3 复数代数形式的除法法则(a ＋b i)÷(c ＋d i)＝a ＋b i c ＋d i ＝__ac ＋bd c ＋d ＋bc －adc ＋d i__(c ＋d i ≠0).[知识解读] 1．对复数乘法的三点说明(1)类比多项式运算：复数的乘法运算与多项式乘法运算很类似，可仿多项式乘法进行，但结果要将实部、虚部分开(i 2换成－1).(2)运算律：多项式乘法的运算律在复数乘法中仍然成立，乘法公式也适用. (3)常用结论①(a ±b i)2＝a 2±2ab i －b 2(a ，b ∈R )； ②(a ＋b i)(a －b i)＝a 2＋b 2(a ，b ∈R )； ③(1±i)2＝±2i.2．对复数除法的两点说明(1)实数化：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.(2)代数式：注意最后结果要将实部、虚部分开. 特别提醒：复数的除法类似于根式的分母有理化.关键能力·攻重难题型探究题型一复数代数表示式的乘法运算典例1 (1)(2020·全国Ⅰ卷理)若z ＝1＋i ，则|z 2－2z |＝( D )A ．0B ．1C ．2D ．2(2)(2019·全国卷Ⅱ)设z ＝i(2＋i)，则z －＝( D ) A ．1＋2i B ．－1＋2i C ．1－2iD ．－1－2i(3)若复数(1－i)(a ＋i)在复平面内对应的点在第二象限，则实数a 的取值范围是( B ) A ．(－∞，1) B ．(－∞，－1) C ．(1，＋∞)D ．(－1，＋∞)[分析] 利用乘法公式进行运算.[解析] (1)由题意可得z 2－2z ＝2i －2(1＋i)＝－2．故|z 2－2z |＝|－2|＝2．故选D ．(2)因为z ＝i(2＋i)＝－1＋2i ，所以z －＝－1－2i.故选D ．(3)z ＝(1－i)(a ＋i)＝(a ＋1)＋(1－a )i ，因为对应的点在第二象限，所以⎩⎪⎨⎪⎧a ＋1<0，1－a >0，解得a <－1，故选B ．[归纳提升] 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. 【对点练习】❶ (1)计算：(1－i)2－(2－3i)(2＋3i)＝( D ) A ．2－13i B ．13＋2i C ．13－13iD ．－13－2i(2)(2017·全国卷Ⅰ)下列各式的运算结果为纯虚数的是( C ) A ．i(1＋i)2 B ．i 2(1－i) C ．(1＋i)2D ．i(1＋i)[解析] (1)(1－i)2－(2－3i)(2＋3i)＝1－2i ＋i 2－(4－9i 2)＝－13－2i.故选D ． (2)A 项，i(1＋i)2＝i·2i ＝－2，不是纯虚数； B 项，i 2(1－i)＝－(1－i)＝－1＋i ，不是纯虚数； C 项，(1＋i)2＝2i,2i 是纯虚数；D 项，i(1＋i)＝i ＋i 2＝－1＋i ，不是纯虚数.故选C ．题型二复数代数形式的除法运算典例2 (1)(2020·全国Ⅰ)2－i1＋2i＝( D )A ．1B ．－1C ．iD ．－i(2)若复数z 满足z (2－i)＝11＋7i(i 是虚数单位)，则z 为( A ) A ．3＋5i B ．3－5i C ．－3＋5iD ．－3－5i[分析] 复数的除法运算就是分子分母同乘分母的共轭复数，转化为乘法进行. [解析] (1)2－i 1＋2i ＝(2－i )(1－2i )(1＋2i )(1－2i )＝－5i5＝－i.故选D ．(2)∵z (2－i)＝11＋7i ，∴z ＝11＋7i 2－i ＝(11＋7i )(2＋i )(2－i )(2＋i )＝15＋25i5＝3＋5i.[归纳提升] 1．两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. 【对点练习】❷ (1)在复平面内，复数5i 2－i 的对应点位于( B )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限(2)计算：(1＋i )(4＋3i )(2－i )(1－i )＝__－2＋i__.[解析] (1)5i2－i ＝5i (2＋i )(2－i )(2＋i )＝5i (2＋i )5＝－1＋2i ，对应的点的坐标为(－1,2)，位于第二象限.(2)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.题型三实系数一元二次方程在复数范围内根的问题典例3 已知x ＝－1＋i 是方程x 2＋ax ＋b ＝0(a ，b ∈R )的一个根.(1)求实数a ，b 的值；(2)结合根与系数的关系，猜测方程的另一个根，并给予证明. [分析] 解决实系数一元二次方程的基本方法是复数相等的充要条件. [解析] (1)把x ＝－1＋i 代入方程x 2＋ax ＋b ＝0，得(－a ＋b )＋(a －2)i ＝0， ∴{ －a ＋b ＝0，a －2＝0，解得{ a ＝2，b ＝2.(2)由(1)知方程为x 2＋2x ＋2＝0．设另一个根为x 2，由根与系数的关系，得－1＋i ＋x 2＝－2， ∴x 2＝－1－i.把x 2＝－1－i 代入方程x 2＋2x ＋2＝0，则左边＝(－1－i)2＋2(－1－i)＋2＝0＝右边， ∴x 2＝－1－i 是方程的另一个根.[归纳提升] (1)实系数一元二次方程的虚根是成对出现的，即若复数a ＋b i(a ，b ∈R ，b ≠0)是实系数一元二次方程的根，则其共轭复数a －b i 是该方程的另一根.(2)和在实数范围内对比，在复数范围内解决实系数一元二次方程问题，韦达定理和求根公式仍然适用，但是判别式判断方程根的功能就发生改变了.【对点练习】❸ (1)方程x 2＋6x ＋13＝0的一个根是( A ) A ．－3＋2i B ．3＋2i C ．－2＋3iD ．2＋3i(2)已知a ，b ∈R ，且2＋a i ，b ＋i(i 是虚数单位)是实系数一元二次方程x 2＋px ＋q ＝0的两个根，求p ，q 的值.[解析] (1)∵Δ＝36－4×13＝－16， ∴x ＝－6±－162＝－3±2i.(2)由根与系数的关系可得⎩⎪⎨⎪⎧(2＋a i )＋(b ＋i )＝－p ，(2＋a i )·(b ＋i )＝q ，即⎩⎪⎨⎪⎧p ＝－(2＋b )－(a ＋1)i ，q ＝2b －a ＋(2＋ab )i ，因为p ，q 均为实数，所以⎩⎪⎨⎪⎧－(a ＋1)＝0，2＋ab ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－1，b ＝2，从而有⎩⎪⎨⎪⎧p ＝－4，q ＝5.易错警示误认为|z |2＝z 2典例4 已知复数z 满足条件z 2－|z |－6＝0，求复数z .[错解] 由z 2－|z |－6＝0⇒(|z |－3)(|z |＋2)＝0．因为|z |＋2≠0，所以|z |＝3．则在复平面内以原点为圆心，3为半径的圆上的所有点对应的复数均符合要求. [错因分析] 本题将复数z 的模等同于实数的绝对值，误认为|z |2＝z 2．[正解] 设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，则由条件得x 2－y 2＋2xy i －x 2＋y 2－6＝0．由复数相等的充要条件得⎩⎨⎧x 2－y 2－x 2＋y 2－6＝0，2xy ＝0，解得⎩⎨⎧ x 2－x 2－6＝0，y ＝0或⎩⎨⎧y 2＋y 2＋6＝0，x ＝0(无解)，即⎩⎨⎧ (x 2－3)(x 2＋2)＝0，y ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝±3，y ＝0. 故z ＝3或z ＝－3．[误区警示] 设复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则z 2＝(a ＋b i)2＝a 2－b 2＋2ab i ，|z |2＝a 2＋b 2，即z 2≠|z |2，二者不可混淆.【对点练习】❹ (2019·湖南省长沙市检测)已知复数z 满足z ＝－|z |，则z 的实部( B ) A ．不小于0 B ．不大于0 C ．大于0D ．小于0[解析] 设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )， ∵z ＝－|z |，∴a ＋b i ＝－a 2＋b 2，∴⎩⎨⎧a ＝－a 2＋b 2，b ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ≤0，b ＝0.故z 的实部不大于0．7.3* 复数的三角表示7.3.1 复数的三角表示式7.3.2 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义素养目标·定方向素养目标学法指导1．复数的三角表示.(数学抽象) 2．复数的代数表示与三角表示之间的关系.(数学运算)3．复数乘、除运算的三角表示及其几何意义.(数学运算与直观想象)1．在复数几何意义的基础上感受复数的三角表示.2．类比三角函数的单位圆定义体会复数三角表示的特征.3．类比三角函数的特点，结合复数的几何意义，体会复数运算的三角表示与三角函数之间的关联.必备知识·探新知知识点1 复数的三角形式一般地，任何一个复数z ＝a ＋b i 都可以表示成__r (cos θ＋isin θ)__的形式，其中，r 是复数z 的模；θ是以x 的非负半轴为始边，向量OZ →所在射线(射线OZ )为终边的角，叫做复数z ＝a ＋b i 的__辐角__，r (cos θ＋isin θ)叫做复数z ＝a ＋b i 的三角表示式，简称__三角形式__，为了与三角形式区分开来，a ＋b i 叫做复数的代数表示式，简称__代数形式__.知识点2 辐角主值规定在__0≤θ<2π__范围内的辐角θ的值为辐角的主值，通常记作__arg_z __.知识点3 复数三角形式的乘法两个复数相乘，积的模等于各复数模的__积__，积的辐角等于各复数的辐角的__和__. r 1(cos θ1＋isin θ1)·r 2(cos θ2＋isin θ2)＝__r 1r 2[cos(θ1＋θ2)＋isin(θ1＋θ2)]__.知识点4 复数三角形式的除法两个复数相除，商的模等于被除数的模除以除数的模所得的__商__，商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的__差__.r 1(cos θ1＋isin θ1)r 2(cos θ2＋isin θ2)＝__r 1r 2[cos(θ1－θ2)＋isin(θ1－θ2)]__.[知识解读] 1．复数三角式的特征。

新人教A版必修二复数学案

2019-2020学年新人教A 版必修二复数学案1．复数的有关概念(1)定义：形如a ＋b i(a ，b ∈R )的数叫作复数，其中a 叫作复数z 的实部，b 叫作复数z 的虚部(i 为虚数单位)．(2)分类：(3)复数相等：a ＋b i ＝c ＋d i ⇔a ＝c 且b ＝d (a ，b ，c ，d ∈R )．(4)共轭复数：a ＋b i 与c ＋d i 共轭⇔a ＝c ，b ＝－d (a ，b ，c ，d ∈R )．(5)模：向量OZ →的模叫作复数z ＝a ＋b i 的模，记作|a ＋b i|或|z |，即|z |＝|a ＋b i|＝a 2＋b 2(a ，b ∈R )．2．复数的几何意义复数z ＝a ＋b i 与复平面内的点Z (a ，b )及平面向量OZ →＝(a ，b )(a ，b ∈R )是一一对应关系．3．复数的运算(1)运算法则：设z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i ，a ，b ，c ，d ∈R .(2)几何意义：复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行．如图给出的平行四边形OZ 1ZZ 2可以直观地反映出复数加减法的几何意义，即OZ →＝OZ 1→＋OZ 2→，Z 1Z 2→＝OZ 2→－OZ 1→.题组一思考辨析1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)方程x 2＋x ＋1＝0没有解．( × )(2)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )中，虚部为b i.( × )(3)复数中有相等复数的概念，因此复数可以比较大小．( × )(4)原点是实轴与虚轴的交点．( √ )(5)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离，也就是复数对应的向量的模．( √ )题组二教材改编2．设复数z 满足1＋z 1－z＝i ，则|z |等于( ) A ．1 B.2 C. 3D ．2答案 A解析 1＋z ＝i(1－z )，z (1＋i)＝i －1，z ＝i －11＋i ＝－(1－i )22＝i ，∴|z |＝|i|＝1.3．在复平面内，向量AB →对应的复数是2＋i ，向量CB →对应的复数是－1－3i ，则向量CA →对应的复数是( )A ．1－2iB ．－1＋2iC ．3＋4iD ．－3－4i 答案 D解析 CA →＝CB →＋BA →＝－1－3i ＋(－2－i)＝－3－4i.4．若复数z ＝(x 2－1)＋(x －1)i 为纯虚数，则实数x 的值为( )A ．－1B ．0C ．1D ．－1或1 答案 A解析 ∵z 为纯虚数，∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2－1＝0，x －1≠0，∴x ＝－1. 题组三易错自纠5．设a ，b ∈R 且b ≠0，若复数(a ＋b i)3是实数，则( )A ．b 2＝3a 2B ．a 2＝3b 2C ．b 2＝9a 2D ．a 2＝9b 2 答案 A解析 (a ＋b i)3＝a 3＋3a 2b i ＋3ab 2i 2＋(b i)3＝a 3－3ab 2＋(3a 2b －b 3)i.∵(a ＋b i)3是实数，∴3a 2b －b 3＝0，∴3a 2＝b 2.6．设i 是虚数单位，若z ＝cos θ＋isin θ，且其对应的点位于复平面内的第二象限，则θ位于( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限答案 B解析 ∵z ＝cos θ＋isin θ对应的点的坐标为(cos θ，sin θ)，且点(cos θ，sin θ)位于第二象限，∴⎩⎪⎨⎪⎧cos θ<0，sin θ>0， ∴θ为第二象限角，故选B.7．i 2 011＋i 2 012＋i 2 013＋i 2 014＋i 2 015＋i 2 016＋i 2 017＝________.答案 1解析原式＝i 3＋i 4＋i 1＋i 2＋i 3＋i 4＋i ＝1.题型一复数的概念1．(2017·全国Ⅰ)设有下列四个命题：p 1：若复数z 满足1z∈R ，则z ∈R ； p 2：若复数z 满足z 2∈R ，则z ∈R ；p 3：若复数z 1，z 2满足z 1z 2∈R ，则z 1＝z －2；p 4：若复数z ∈R ，则z －∈R .其中的真命题为( )A ．p 1，p 3B ．p 1，p 4C ．p 2，p 3D ．p 2，p 4答案 B解析设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，z 1＝a 1＋b 1i(a 1，b 1∈R )，z 2＝a 2＋b 2i(a 2，b 2∈R )．对于p 1，若1z ∈R ，即1a ＋b i ＝a －b i a 2＋b 2∈R ，则b ＝0，故z ＝a ＋b i ＝a ∈R ，所以p 1为真命题；对于p 2，若z 2∈R ，即(a ＋b i)2＝a 2＋2ab i －b 2∈R ，则ab ＝0.当a ＝0，b ≠0时，z ＝a ＋b i ＝b i ∉R ，所以p 2为假命题；对于p 3，若z 1z 2∈R ，即(a 1＋b 1i)(a 2＋b 2i)＝(a 1a 2－b 1b 2)＋(a 1b 2＋a 2b 1)i ∈R ，则a 1b 2＋a 2b 1＝0.而z 1＝z 2，即a 1＋b 1i ＝a 2－b 2i ⇔a 1＝a 2，b 1＝－b 2.因为a 1b 2＋a 2b 1＝0D ⇒/a 1＝a 2，b 1＝－b 2，所以p 3为假命题；对于p 4，若z ∈R ，即a ＋b i ∈R ，则b ＝0，故z ＝a －b i ＝a ∈R ，所以p 4为真命题．故选B.2．(2017·武邑中学期末)设i 是虚数单位，复数a ＋i 2－i是纯虚数，则实数a 等于( )A ．2B.12 C ．－12D ．－2答案 B 解析 ∵a ＋i 2－i＝(a ＋i )(2＋i )5＝(2a －1)＋(a ＋2)i 5是纯虚数，∴2a －1＝0且a ＋2≠0，∴a ＝12，故选B.3．(2017·河南六市联考)如果复数2－b i 1＋2i(其中i 为虚数单位，b 为实数)的实部和虚部互为相反数，则b ＝______.答案－23解析由2－b i 1＋2i＝(2－b i )(1－2i )5＝2－2b －(b ＋4)i 5，得2－2b ＝b ＋4，得b ＝－23. 4．已知复数z 满足z 2＝－4，若z 的虚部大于0，则z ＝________.答案 2i解析设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R ，b >0)，则z 2＝a 2－b 2＋2ab i ＝－4，因此a ＝0，－b 2＝－4，b ＝±2，又b >0，∴b ＝2，∴z ＝2i.思维升华解决复数概念问题的方法及注意事项(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问题，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 ＋b i(a ，b ∈R )的形式，以确定实部和虚部．题型二复数的运算命题点1 复数的乘法运算典例 (1)(2018·长春质检)设复数z 1，z 2在复平面内的对应点关于虚轴对称，z 1＝2＋i ，则z 1z 2等于( )A ．－5B ．5C ．－4＋iD ．－4－i答案 A解析 ∵z 1＝2＋i 在复平面内的对应点的坐标为(2,1)，又z 1与z 2在复平面内的对应点关于虚轴对称，则z 2的对应点的坐标为(－2,1)，即z 2＝－2＋i ，∴z 1z 2＝(2＋i)(－2＋i)＝i 2－4＝－5.(2)若a 为实数，且(2＋a i)(a －2i)＝－4i ，则a 等于( )A ．－1B ．0C ．1D ．2答案 B解析因为a 为实数，且(2＋a i)(a －2i)＝4a ＋(a 2－4)i ＝－4i ，得4a ＝0且a 2－4＝－4，解得a ＝0，故选B.(3)(2017·江苏)已知复数z ＝(1＋i)(1＋2i)，其中i 是虚数单位，则z 的模是________．答案 10解析方法一 ∵z ＝(1＋i)(1＋2i)＝1＋2i ＋i －2＝－1＋3i ，∴|z |＝(－1)2＋32＝10.方法二 |z |＝|1＋i||1＋2i|＝2×5＝10.命题点2 复数的除法运算典例 (1)(2017·全国Ⅱ)3＋i 1＋i等于( ) A ．1＋2i B ．1－2i C ．2＋i D ．2－i答案 D解析 3＋i 1＋i ＝(3＋i )(1－i )(1＋i )(1－i )＝3－3i ＋i ＋12＝2－i. (2)(2016·全国Ⅲ)若z ＝1＋2i ，则4i z z －1等于( ) A ．1 B ．－1 C ．i D ．－i答案 C解析 z ＝1＋2i ，z z ＝5，4i z z －1＝i. (3)1－i (1＋i )2＋1＋i (1－i )2＝________. 答案－1解析 1－i (1＋i )2＋1＋i(1－i )2＝1－i 2i ＋1＋i －2i ＝1＋i －2＋－1＋i 2＝－1. 命题点3 复数的综合运算典例 (1)(2017·全国Ⅲ)设复数z 满足(1＋i)z ＝2i ，则|z |等于( )A.12B.22C. 2D ．2答案 C解析方法一由(1＋i)z ＝2i ，得z ＝2i 1＋i＝1＋i ， ∴|z |＝ 2.故选C.方法二 ∵2i ＝(1＋i)2，∴由(1＋i)z ＝2i ＝(1＋i)2，得z ＝1＋i ，∴|z |＝ 2.故选C.(2)(2016·山东)若复数z 满足2z ＋z ＝3－2i ，其中i 为虚数单位，则z 等于( )A ．1＋2iB ．1－2iC ．－1＋2iD ．－1－2i 答案 B解析设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则z ＝a －b i ，∴2(a ＋b i)＋(a －b i)＝3－2i ，整理得3a ＋b i ＝3－2i ， ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3a ＝3，b ＝－2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－2，∴z ＝1－2i ，故选B.(3)(2016·全国Ⅲ)若z ＝4＋3i ，则z |z |等于( ) A ．1B ．－1 C.45＋35i D.45－35i 答案 D解析 z ＝4＋3i ，|z |＝5，z|z |＝45－35i. 思维升华复数代数形式运算问题的常见类型及解题策略(1)复数的乘法．复数的乘法类似于多项式的四则运算，可将含有虚数单位i 的看作一类同类项，不含i 的看作另一类同类项，分别合并即可．(2)复数的除法．除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数，解题中要注意把i 的幂写成最简形式.(3)复数的运算与复数概念的综合题．先利用复数的运算法则化简，一般化为a ＋b i(a ，b ∈R )的形式，再结合相关定义解答．(4)复数的运算与复数几何意义的综合题．先利用复数的运算法则化简，一般化为a ＋b i(a ，b ∈R )的形式，再结合复数的几何意义解答．(5)复数的综合运算．分别运用复数的乘法、除法法则进行运算，要注意运算顺序，要先算乘除，后算加减，有括号要先算括号里面的．跟踪训练 (1)(1＋i )3(1－i )2等于( ) A ．1＋iB ．1－iC ．－1＋iD ．－1－i答案 D解析方法一 (1＋i )3(1－i )2＝(1＋i )(1＋i )2－2i＝(1＋i )(1＋i 2＋2i )－2i＝－2＋2i －2i ＝1－i i＝－1－i.故选D.方法二 (1＋i )3(1－i )2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋i 1－i 2(1＋i)＝i 2(1＋i)＝－(1＋i)． (2)已知(1－i )2z＝1＋i(i 为虚数单位)，则复数z 等于( ) A ．1＋iB ．1－iC ．－1＋iD ．－1－i 答案 D解析由(1－i )2z ＝1＋i ，知z ＝(1－i )21＋i ＝－2i 1＋i＝－1－i ，故选D. (3)－23＋i 1＋23i ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫21－i 2 017＝________. 答案 22＋⎝⎛⎭⎫22＋1i 解析－23＋i 1＋23i ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫21－i 2 017 ＝i (1＋23i )1＋23i ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫21－i ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫21－i 2 1 008 ＝i ＋i 1 008·22(1＋i)＝22＋⎝⎛⎭⎫22＋1i. 题型三复数的几何意义典例 (1)(2017·北京)若复数(1－i)(a ＋i)在复平面内对应的点在第二象限，则实数a 的取值范围是( )A ．(－∞，1)B ．(－∞，－1)C ．(1，＋∞)D ．(－1，＋∞)答案 B解析 ∵(1－i)(a ＋i)＝a ＋i －a i －i 2＝a ＋1＋(1－a )i ，又∵复数(1－i)(a ＋i)在复平面内对应的点在第二象限， ∴⎩⎪⎨⎪⎧a ＋1<0，1－a >0，解得a <－1.故选B. (2)△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，复数z 对应的点到△ABC 三个顶点的距离都相等，z 对应的点是△ABC 的外心．(3)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．解 ①∵AO →＝－OA →，∴AO →所表示的复数为－3－2i.∵BC →＝AO →，∴BC →所表示的复数为－3－2i.②∵CA →＝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.思维升华因为复平面内的点、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．跟踪训练已知z 是复数，z ＋2i ，z 2－i均为实数(i 为虚数单位)，且复数(z ＋a i)2在复平面内对应的点在第一象限，求实数a 的取值范围．解设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，∴z ＋2i ＝x ＋(y ＋2)i ，由题意得y ＝－2.∵z 2－i ＝x －2i2－i ＝15(x －2i)(2＋i)＝15(2x ＋2)＋15(x －4)i ，由题意得x ＝4.∴z ＝4－2i.∵(z ＋a i)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)．1．(2016·全国Ⅰ)设(1＋i)x ＝1＋y i ，其中x ，y 是实数，则|x ＋y i|等于( )A ．1 B. 2 C. 3 D ．2答案 B解析由(1＋i)x ＝1＋y i ，得x ＋x i ＝1＋y i ，由复数相等得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝1，x ＝y ，解得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝1，y ＝1.所以|x ＋y i|＝x 2＋y 2＝2，故选B.2．(2018·太原模拟)复数1－i2－i 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解析复数1－i2－i ＝(1－i )(2＋i )(2－i )(2＋i )＝35－15i ，∴其对应的点为⎝⎛⎭⎫35，－15，在第四象限，故选D.3．(2017·山东)已知a ∈R ，i 是虚数单位．若z ＝a ＋3i ，z ·z ＝4，则a 等于( )A ．1或－1 B.7或－7 C ．－ 3 D.3答案 A 解析 ∵z ·z ＝4，∴|z |2＝4，即|z |＝2.∵z ＝a ＋3i ，∴|z |＝a 2＋3＝2，∴a ＝±1.故选A.4．若(1＋i)＋(2－3i)＝a ＋b i(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答案 A解析 ∵(1＋i)＋(2－3i)＝3－2i ＝a ＋b i ，∴a ＝3，b ＝－2，故选A.5．(2017·河北省三市联考)若复数z ＝a ＋3i i＋a 在复平面上对应的点在第二象限，则实数a 可以是( )A ．－4B ．－3C ．1D ．2答案 A 解析因为z ＝a ＋3i i ＋a ＝(3＋a )－a i 在复平面上对应的点在第二象限，所以⎩⎪⎨⎪⎧3＋a <0，－a >0，解得a <－3，故选A.6．(2018·枣庄模拟)设z 1，z 2是复数，则下列命题中的假命题是( )A ．若|z 1－z 2|＝0，则z 1＝z 2B ．若z 1＝z 2，则z 1＝z 2C ．若|z 1|＝|z 2|，则z 1·z 1＝z 2·z 2D ．若|z 1|＝|z 2|，则z 21＝z 22 答案 D解析 A 中，|z 1－z 2|＝0，则z 1＝z 2，故z 1＝z 2，成立．B 中，z 1＝z 2，则z 1＝z 2成立．C 中，|z 1|＝|z 2|，则|z 1|2＝|z 2|2，即z 1z 1＝z 2z 2，C 正确．D 不一定成立，如z 1＝1＋3i ，z 2＝2，则|z 1|＝2＝|z 2|，但z 21＝－2＋23i ，z 22＝4，z 21≠z 22.7．(2017·天津)已知a ∈R ，i 为虚数单位，若a －i 2＋i为实数，则a 的值为________．答案－2解析 ∵a ∈R ，a －i 2＋i ＝(a －i )(2－i )(2＋i )(2－i )＝2a －1－(a ＋2)i 5＝2a －15－a ＋25i 为实数，∴－a ＋25＝0，∴a ＝－2. 8．(2017·浙江)已知a ，b ∈R ，(a ＋b i)2＝3＋4i(i 是虚数单位)，则a 2＋b 2＝________，ab ＝________.答案 5 2解析 (a ＋b i)2＝a 2－b 2＋2ab i.由(a ＋b i)2＝3＋4i.得⎩⎪⎨⎪⎧a 2－b 2＝3，ab ＝2. 解得a 2＝4，b 2＝1.所以a 2＋b 2＝5，ab ＝2.9．已知集合M ＝{1，m,3＋(m 2－5m －6)i}，N ＝{－1,3}，若M ∩N ＝{3}，则实数m 的值为________．答案 3或6解析 ∵M ∩N ＝{3}，∴3∈M 且－1∉M ，∴m ≠－1,3＋(m 2－5m －6)i ＝3或m ＝3，∴m 2－5m －6＝0且m ≠－1或m ＝3，解得m ＝6或m ＝3，经检验符合题意．10．若复数z ＝1＋a i(i 是虚数单位)的模不大于2，则实数a 的取值范围是________．答案 [－3，3]解析由复数z ＝1＋a i(i 是虚数单位)的模不大于2，得1＋a 2≤4，即a 2≤3，可得a ∈[－3，3]．11．若3＋b i 1－i＝a ＋b i(a ，b 为实数，i 为虚数单位)，则a ＋b ＝________. 答案 3解析 3＋b i 1－i＝(3＋b i )(1＋i )2＝12[(3－b )＋(3＋b )i]＝3－b 2＋3＋b 2i. ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝3－b 2，b ＝3＋b 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝0，b ＝3. ∴a ＋b ＝3.12．已知复数z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，且|z －2|＝3，则y x的最大值为________．答案 3解析 ∵|z －2|＝(x －2)2＋y 2＝3，∴(x －2)2＋y 2＝3.由图可知⎝⎛⎭⎫y x max ＝31＝ 3.13．(2016·天津)已知a ，b ∈R ，i 是虚数单位，若(1＋i)·(1－b i)＝a ，则a b的值为________．答案 2解析因为(1＋i)(1－b i)＝1＋b ＋(1－b )i ＝a ，又a ，b ∈R ，所以1＋b ＝a,1－b ＝0，得a ＝2，b ＝1，所以a b＝2. 14．(2017·山东实验中学诊断)在复平面内，复数21－i对应的点到直线y ＝x ＋1的距离是________．答案 22 解析因为21－i ＝2(1＋i )(1－i )(1＋i )＝1＋i ，所以复数21－i 对应的点为(1,1)，点(1,1)到直线y ＝x ＋1的距离为|1－1＋1|12＋(－1)2＝22. 15．已知复数z 1＝－1＋2i ，z 2＝1－i ，z 3＝3－4i ，它们在复平面上对应的点分别为A ，B ，C .若OC →＝λOA →＋μOB →(λ，μ∈R )，则λ＋μ的值是________．答案 1解析由条件得OC →＝(3，－4)，OA →＝(－1,2)，OB →＝(1，－1)，根据OC →＝λOA →＋μOB →，得(3，－4)＝λ(－1,2)＋μ(1，－1)＝(－λ＋μ，2λ－μ)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ －λ＋μ＝3，2λ－μ＝－4，解得⎩⎪⎨⎪⎧ λ＝－1，μ＝2，∴λ＋μ＝1.16．(2018·广州质检)已知复数z ＝b i(b ∈R )，z －21＋i是实数，i 是虚数单位． (1)求复数z ；(2)若复数(m ＋z )2所表示的点在第一象限，求实数m 的取值范围．解 (1)因为z ＝b i(b ∈R )，所以z －21＋i ＝b i －21＋i ＝(b i －2)(1－i )(1＋i )(1－i )＝(b －2)＋(b ＋2)i 2＝b －22＋b ＋22i. 又因为z －21＋i是实数，所以b ＋22＝0，所以b ＝－2，即z ＝－2i.(2)因为z ＝－2i ，m ∈R ，所以(m ＋z )2＝(m －2i)2＝m 2－4m i ＋4i 2＝(m 2－4)－4m i ，又因为复数(m ＋z )2所表示的点在第一象限，所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2－4>0，－4m >0，解得m <－2，即m ∈(－∞，－2)．17．若a 1－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 ∵a ，b ∈R ，且a 1－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. 18．设复数a ＋b i(a ，b ∈R )的模为3，则(a ＋b i)(a －b i)＝________. 答案 3解析复数a ＋b i(a ，b ∈R )的模为a 2＋b 2＝3，则a 2＋b 2＝3，则(a ＋b i)(a －b i)＝a 2－(b i)2＝a 2－b 2·i 2＝a 2＋b 2＝3. 19．设f (n )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋i 1－i n ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－i 1＋i n (n ∈N ＋)，则集合{f (n )}中元素的个数为________．答案 3解析 f (n )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋i 1－i n ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－i 1＋i n ＝i n ＋(－i)n ， f (1)＝0，f (2)＝－2，f (3)＝0，f (4)＝2，f (5)＝0，…，∴集合{f (n )}中共有3个元素．20．(2018·济南调研)若虚数z 同时满足下列两个条件：①z ＋5z是实数；②z ＋3的实部与虚部互为相反数．这样的虚数是否存在？若存在，求出z ；若不存在，请说明理由．解这样的虚数存在，z ＝－1－2i 或z ＝－2－i.设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R 且b ≠0)，z ＋5z ＝a ＋b i ＋5a ＋b i ＝a ＋b i ＋5(a －b i )a 2＋b 2 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋5a a 2＋b 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫b －5b a 2＋b 2i.∵z ＋5z 是实数，∴b －5b a 2＋b 2＝0. 又∵b ≠0，∴a 2＋b 2＝5.①又z ＋3＝(a ＋3)＋b i 的实部与虚部互为相反数， ∴a ＋3＋b ＝0.②由⎩⎪⎨⎪⎧ a ＋b ＋3＝0，a 2＋b 2＝5，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－1，b ＝－2，或⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－2，b ＝－1，故存在虚数z ，z ＝－1－2i 或z ＝－2－i.。

复数导学案

《复数》导学案
教学目的：
1.理解复数的有关概念；掌握复数的代数表示及向量表示.
2.会运用复数的分类求出相关的复数(实数、纯虚数、虚数等)对应的实参数值.
3.能进行复数的代数形式的加法、减法、乘法、除法等运算.
4.掌握复数代数形式的运算法则及加减法运算的几何意义
教学重点：复数的有关概念、运算法则的梳理和具体的应用．教学难点：复数的知识结构的梳理
一、课前准备：步步高214p
二、课中探究
题型一复数的概念
例1已知复数2(1)(3)6z m i m i i =+-+-,则当m 为何实数时，复数z 是
(1)实数?
(2)虚数?
(3)纯虚数?
(4)零?
(5)对应点在第三象限?
.题型二、复数的相等
例2.已知不等式 i m m i m m m )34(10)3(222+-+<--，试求实数m 的值.
题型三、复数及其运算的几何意义
例3. 若z ∈C,且|z|=1,求|z-i|的最大值.
三、课堂练习：步步高215p
四、课后作业：步步高第十三章§13.5
五、学习小结。

新人教A版必修二数系的扩充与复数的引入教案

优质资料---欢迎下载2019-2020学年新人教A 版必修一数系的扩充与复数的引入教案复数的几何意义|1．(2015·山西四校联考)复数z ＝i(－2－i )2(i 为虚数单位)，z 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：因为z ＝i (－2－i )2＝i 4＋4i －1＝i3＋4i ＝i (3－4i )25＝425＋325i ，所以z 在复平面内所对应的点⎝⎛⎭⎫425，325在第一象限，故选A. 答案：A2．已知复数z 1＝－1＋2i ，z 2＝1－i ，z 3＝3－4i ，它们在复平面上对应的点分别为A ，B ，C ，若OC →＝λOA →＋μOB →，(λ，μ∈R )，则λ＋μ的值是________．解析：由条件得OC →＝(3，－4)，OA →＝(－1,2)，OB →＝(1，－1)，根据OC →＝λOA →＋μOB →得(3，－4)＝λ(－1,2)＋μ(1，－1)＝(－λ＋μ，2λ－μ)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ －λ＋μ＝3，2λ－μ＝－4，解得⎩⎪⎨⎪⎧λ＝－1，μ＝2.∴λ＋μ＝1. 答案：1判断复数在平面内的点的位置的方法首先将复数化成a ＋b i(a ，b ∈R )的形式，其次根据实部a 和虚部b 的符号来确定点所在的象限．考点三复数的代数运算|1．(2015·高考全国卷Ⅰ)已知复数z 满足(z －1)i ＝1＋i ，则z ＝( )A ．－2－iB ．－2＋iC ．2－iD ．2＋i解析：因为(z －1)i ＝1＋i ，所以z ＝1＋ii ＋1＝2－i ，选C.答案：C2．(2015·高考湖南卷)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：由题意得z ＝(1－i )21＋i ＝－2i1＋i ＝－i(1－i)＝－1－i ，故选D.答案：D3．设复数z 1和z 2在复平面内的对应点关于坐标原点对称，且z 1＝3－2i ，则z 1·z 2＝( ) A ．－5＋12i B ．－5－12i C ．－13＋12iD ．－13－12i解析：∵z 1＝3－2i ，∴z 2＝－3＋2i ，z 1·z 2＝(3－2i)(－3＋2i)＝－5＋12i ，故选A. 答案：A复数代数形式运算问题的常见类型及解题策略(1)复数的乘法．复数的乘法类似于多项式的四则运算，可将含有虚数单位i 的看作一类同类项，不含i 的看作另一类同类项，分别合并即可．(2)复数的除法．除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数，解题中要注意把i 的幂写成最简形式．(3)利用复数相等求参数．a ＋b i ＝c ＋d i ⇔a ＝c ，b ＝d (a ，b ，c ，d ∈R )．15.方程思想在复数问题中的应用【典例】已知x ，y 为共轭复数，且(x ＋y )2－3xy i ＝4－6i ，求x ，y .[思路点拨] (1)x ，y 为共轭复数，可用复数的基本形式表示出来．(2)利用复数相等，将复数问题转化为实数问题．[解] 设x ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则y ＝a －b i ，x ＋y ＝2a ，xy ＝a 2＋b 2，代入原式，得(2a )2－3(a 2＋b 2)i ＝4－6i ，根据复数相等得⎩⎪⎨⎪⎧4a 2＝4，－3(a 2＋b 2)＝－6，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝1或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－1或⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－1，b ＝1或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－1，b ＝－1.故所求复数为⎩⎪⎨⎪⎧ 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.[方法点评] (1)复数问题要把握一点，即复数问题实数化，这是解决复数问题最基本的思想方法．(2)本题求解的关键是先把x ，y 用复数的形式表示出来，再用待定系数法求解．这是常用的数学方法．(3)本题易错原因为想不到利用待定系数法，或不能将复数问题转化为实数方程求解． [跟踪练习] (2015·高考福建卷)若(1＋i)＋(2－3i)＝a ＋b i(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解析：因为(1＋i)＋(2－3i)＝a ＋b i ，所以3－2i ＝a ＋b i ，所以a ＝3，b ＝－2，故选A. 答案：AA 组考点能力演练1．(2016·洛阳模拟)设i 是虚数单位，若复数(2＋a i)i 的实部与虚部互为相反数，则实数a 的值为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：因为(2＋a i)i ＝－a ＋2i ，又其实部与虚部互为相反数，所以－a ＋2＝0，即a ＝2，故选B.答案：B2．复数1＋2i i的共轭复数是a ＋b i(a ，b ∈R )，i 是虚数单位，则点(a ，b )为( )A ．(1,2)B ．(2，－1)C ．(2,1)D ．(1，－2)解析：1＋2i i ＝2－i ，其共轭复数为2＋i ，即a ＋b i ＝2＋i ，所以a ＝2，b ＝1.故选C.答案：C3．设x ∈R ，i 是虚数单位，则“x ＝－3”是“复数z ＝(x 2＋2x －3)＋(x －1)i 为纯虚数”的( )A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件解析：复数z ＝(x 2＋2x －3)＋(x －1)i 为纯虚数，则x 2＋2x －3＝0且x －1≠0，解得x ＝－3，故x ＝－3⇔复数z 为纯虚数，选C.答案：C4．在复平面内，复数－2＋3i3－4i (i 是虚数单位)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：∵－2＋3i 3－4i＝(－2＋3i )(3＋4i )(3－4i )(3＋4i )＝－18＋i 25＝－1825＋125i ，∴－1825＋125i 对应的点为⎝⎛⎭⎫－1825，125，在第二象限，故选B.答案：B5．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 )，并且z 1＝z 2，则λ的取值范围是( )A ．[－1,1] B.⎣⎡⎦⎤－916，1 C.⎣⎡⎦⎤－916，7 D.⎣⎡⎦⎤916，7解析：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 2 θ＝λ＋3sin θ，由此可得λ＝－4cos 2θ－3sin θ＋4＝－4(1－sin 2θ)－3sin θ＋4＝4sin 2θ－3sin θ，因为sin θ∈[－1,1]，所以4sin 2θ－3sin θ∈⎣⎡⎦⎤－916，7.答案：C6．(2015·高考江苏卷)设复数z 满足z 2＝3＋4i(i 是虚数单位)，则z 的模为________．解析：设复数z ＝a ＋b i ，a ，b ∈R ，则z 2＝a 2－b 2＋2ab i ＝3＋4i ，a ，b ∈R ，则⎩⎪⎨⎪⎧a 2－b 2＝3，2ab ＝4，a ，b ∈R ，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝2b ＝1或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－2b ＝－1，则z ＝±(2＋i)，故|z |＝ 5.答案： 57．(2015·高考重庆卷)设复数a ＋b i(a ，b ∈R )的模为3，则(a ＋b i)(a －b i)＝________. 解：设z ＝a ＋b i ，则(a ＋b i)(a －b i)＝z z ＝|z |2＝3. 答案：38．已知m ∈R ，复数m ＋i 1＋i －12的实部和虚部相等，则m ＝________.解析：m ＋i 1＋i －12＝(m ＋i )(1－i )(1＋i )(1－i )－12＝(m ＋1)＋(1－m )i 2－12＝m ＋(1－m )i2，由已知得m ＝1－m ，则m ＝12.答案：129．计算：(1)(－1＋i )(2＋i )i 3；(2)(1＋2i )2＋3(1－i )2＋i ；(3)1－i (1＋i )2＋1＋i (1－i )2； (4)1－3i (3＋i )2. 解：(1)(－1＋i )(2＋i )i 3＝－3＋i－i＝－1－3i.(2)(1＋2i )2＋3(1－i )2＋i ＝－3＋4i ＋3－3i 2＋i ＝i2＋i ＝i (2－i )5＝15＋25i.(3)1－i(1＋i )2＋1＋i(1－i )2＝1－i 2i ＋1＋i －2i ＝1＋i －2＋－1＋i2＝－1.(4)1－3i(3＋i )2＝(3＋i )(－i )(3＋i )2 ＝－i3＋i＝(－i )(3－i )4＝－14－34i.10．复数z 1＝3a ＋5＋(10－a 2)i ，z 2＝21－a＋(2a －5)i ，若z 1＋z 2是实数，求实数a 的值．解：z 1＋z 2＝3a ＋5＋(a 2－10)i ＋21－a＋(2a －5)i＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3a ＋5＋21－a ＋[(a 2－10)＋(2a －5)]i ＝a －13(a ＋5)(a －1)＋(a 2＋2a －15)i.∵z 1＋z 2是实数，∴a 2＋2a －15＝0，解得a ＝－5或a ＝3. ∵a ＋5≠0，∴a ≠－5，故a ＝3.B 组高考题型专练1．(2014·高考天津卷)i 是虚数单位，复数7＋i3＋4i ＝( )A ．1－iB ．－1＋i C.1725＋3125i D ．－177＋257i解析：7＋i3＋4i ＝(7＋i )(3－4i )(3＋4i )(3－4i )＝25－25i25＝1－i.选A.答案：A2．(2014·高考江西卷)z 是z 的共轭复数．若z ＋z ＝2，(z －z )i ＝2(i 为虚数单位)，则z ＝( )A ．1＋iB ．－1－iC ．－1＋iD ．1－i解析：设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则z ＝a －b i ，又z ＋z ＝2，即(a ＋b i)＋(a －b i)＝2，所以2a ＝2，解得a ＝1.又(z －z )i ＝2，即[(a ＋b i)－(a －b i)]·i ＝2，所以b i 2＝1，解得b ＝－1.所以z ＝1－i.答案：D3．(2015·高考山东卷)若复数z 满足z1－i ＝i ，其中i 为虚数单位，则z ＝( )A ．1－iB ．1＋iC ．－1－iD ．－1＋i 解析：由已知z ＝i(1－i)＝i －i 2＝i ＋1，所以z ＝1－i.故选A. 答案：A4．(2015·高考全国卷Ⅱ)若a 为实数，且(2＋a i)(a －2i)＝－4i ，则a ＝( ) A ．－1 B ．0 C ．1D ．2解析：由于(2＋a i)(a －2i)＝4a ＋(a 2－4)i ＝－4i ，所以⎩⎪⎨⎪⎧4a ＝0，a 2－4＝－4，解得a ＝0.故选B.答案：B5．(2015·高考安徽卷)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：2i1－i ＝2i (1＋i )(1－i )(1＋i )＝－1＋i ，其在复平面内所对应的点位于第二象限．答案：B6．(2015·高考全国卷Ⅰ)设复数z 满足1＋z1－z ＝i ，则|z |＝( )A ．1 B. 2 C. 3D ．2解析：由题意知1＋z ＝i －z i ，所以z ＝i －1i ＋1＝(i －1)2(i ＋1)(i －1)＝i ，所以|z |＝1.答案：A7．(2015·高考四川卷)设i 是虚数单位，则复数i 3－2i ＝( )A ．－iB ．－3iC ．iD ．3i解析：i 3－2i ＝－i －2ii 2＝－i ＋2i ＝i ，选C.答案：C8．(2015·高考重庆卷)复数(1＋2i)i 的实部为________．解析：因为(1＋2i)i ＝－2＋i ，所以实部为－2. 答案：－2。

2021年新教材高中数学第7章复数学案新人教A版必修第二册

第七章复数7．1复数的概念7．1.1数系的扩充和复数的概念[目标] 1.了解数系的扩充过程；2.理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件；3.了解复数的代数表示法．[重点] 复数的概念及复数相等的条件．[难点] 复数的理解与引入．要点整合夯基础知识点一复数的概念[填一填]1．复数与复数集我们把形如a＋b i(a，b∈R)的数叫做复数，其中i叫做虚数单位，全体复数所构成的集合C＝{a＋b i|a，b∈R}叫做复数集．2．复数的代数形式复数通常用z表示，z＝a＋b i(a，b∈R)，叫做复数的代数形式．其中a与b分别叫复数z的实部与虚部．[答一答]1．如何理解虚数单位i?提示：①i2＝－1；②i可与实数进行四则运算，且原有的加、乘运算律仍成立．2．能说形如a＋b i(其中i为虚数单位)的数叫做复数？提示：不能．只有当a，b∈R时，结论才成立．知识点二复数的分类与复数相等[填一填]1．复数的分类(1)对于复数a＋b i(a，b∈R)，当且仅当b＝0时，它是实数，当b≠0时，它叫做虚数，当a＝0且b≠0时，它叫做纯虚数．(2)复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系，如图所示：2．复数相等a＋b i与c＋d i(a，b，c，d∈R)相等当且仅当a＝c且b＝d.[答一答]3．(1)复数z＝a＋b i(a，b∈R)，当b＝0时为实数，当a＝0时为虚数，这种说法正确吗？(2)形如b i的数一定是纯虚数吗？提示：(1)这种说法不正确，复数z＝a＋b i(a，b∈R)中，当b＝0时为实数；当a＝0时z不一定为虚数，因为当a＝b＝0时，z＝0是实数，而不是虚数．(2)不一定，只有在b i中，当b∈R且b≠0时它才是纯虚数，当b＝0时，b i＝0不是纯虚数，当b∉R时，也不是纯虚数．4．两个复数能否比较大小？提示：两个复数不一定能比较大小，只有当两个复数全部为实数时，才能比较大小，否则不能比较大小，只能判定这两个复数相等或者不相等．这是因为虚数单位i与实数0的大小关系不确定，若i>0，则两边同乘以i，有i2>0，即－1>0，这是不可能的．若i<0，则两边同时平方得i2>0，即－1>0，这也不可能.典例讲练破题型类型一复数的概念[例1]分别指出下列复数的实部和虚部．3＋2i，2－i，－3i＋5，32，－5i，i2,0.[分析]先把复数写成a＋b i(a，b∈R)的形式，然后根据实部和虚部的定义解题．[解]3＋2i的实部是3，虚部是2.2－i＝2＋(－1)i，故2－i的实部是2，虚部是－1.－3i＋5＝5－3i，故－3i＋5的实部是5，虚部是－3.3 2＝32＋0i，故32的实部是32，虚部是0.－5i＝0－5i，故－5i的实部是0，虚部是－5.i2＝－1＝－1＋0i，故i2的实部是－1，虚部是0. 0＝0＋0i，故0的实部和虚部都是0.首先将所给的复数化简为复数的代数形式，然后根据实部与虚部的概念确定实部、虚部.)[变式训练1] 给出下列几个命题： ①若x 是实数，则x 可能不是复数； ②若z 是虚数，则z 不是实数；③一个复数为纯虚数的充要条件是这个复数的实部等于零； ④－1没有平方根；⑤若a ∈R ，则(a ＋1)i 是纯虚数； ⑥两个虚数不能比较大小．则其中正确命题的个数为2.解析：因为实数是复数，故①错；②正确；因为复数为纯虚数要求实部为零，虚部不为零，故③错；因为－1的平方根为±i ，故④错；当a ＝－1时，(a ＋1)i 是实数0，故⑤错；⑥正确．类型二复数的分类[例2] 已知复数z ＝a 2－7a ＋6a 2－1＋(a 2－5a －6)i(a ∈R )，试求实数a 分别取什么值时，z 分别为：(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．[分析] 根据复数z 为实数、虚数及纯虚数的充要条件列方程(不等式)组求解． [解] (1)当z 为实数时，则⎩⎪⎨⎪⎧a 2－5a －6＝0，a 2－1≠0， ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－1或a ＝6，a ≠±1， ∴当a ＝6时，z 为实数． (2)当z 为虚数时，则⎩⎪⎨⎪⎧ a 2－5a －6≠0，a 2－1≠0， ∴⎩⎪⎨⎪⎧a ≠－1且a ≠6，a ≠±1. ∴当a ≠±1且a ≠6时，z 为虚数． (3)当z 为纯虚数时，则⎩⎪⎨⎪⎧a 2－5a －6≠0，a 2－1≠0，a 2－7a ＋6＝0，∴⎩⎪⎨⎪⎧a ≠－1且a ≠6，a ≠±1，a ＝6或a ＝1.∴不存在实数a 使z 为纯虚数．利用复数的代数形式对复数分类时，关键是根据分类标准列出实部、虚部应满足的关系式(等式或不等式(组))，求解参数时，注意考虑问题要全面.[变式训练2] 已知m ∈R ，复数z ＝m (m ＋2)m －1＋(m 2＋2m －3)i ，当m 为何值时：(1)z ∈R ；(2)z 是虚数； (3)z 是纯虚数；(4)z ＝12－4i.解：(1)∵z ∈R ，∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2＋2m －3＝0，m －1≠0，即⎩⎪⎨⎪⎧ m ＝1或m ＝－3，m ≠1. ∴当m ＝－3时，z ∈R . (2)∵z 是虚数，∴⎩⎪⎨⎪⎧ m 2＋2m －3≠0，m －1≠0，即⎩⎪⎨⎪⎧m ≠1且m ≠－3，m ≠1. ∴当m ≠1且m ≠－3时，z 是虚数． (3)∵z 是纯虚数，∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2＋2m －3≠0，m (m ＋2)m －1＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧m ≠1且m ≠－3，m ＝0或m ＝－2，∴当m ＝0或m ＝－2时，z 是纯虚数． (4)∵z ＝12－4i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧m (m ＋2)m －1＝12，m 2＋2m －3＝－4.即⎩⎪⎨⎪⎧m ＝－1或－12，m ＝－1. ∴当m ＝－1时，z ＝12－4i.类型三复数相等[例3] 已知x 2－x －6x ＋1＋(x 2－2x －3)i ＝0，求实数x 的值．[分析] 先利用复数相等的定义列出关于x 的实数方程组，然后解方程组求x 的值． [解] ∵x ∈R ，∴由复数相等的定义得⎩⎪⎨⎪⎧x 2－x －6x ＋1＝0，x 2－2x －3＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3或x ＝－2且x ≠－1，x ＝3或x ＝－1. ∴x ＝3.应用复数相等的充要条件时，要注意：(1)必须是复数的代数形式才可以根据实部与实部相等，虚部与虚部相等列方程组.(2)利用这一结论，可以把“复数相等”这一条件转化为两个实数等式，为应用方程思想提供了条件，同时这也是复数问题实数化思想的体现，这一思想在解决复数问题中非常重要.[变式训练3] 已知2x －1＋(y ＋1)i ＝x －y ＋(－x －y )i ，求实数x ，y 的值．解：∵x ，y 为实数，∴2x －1，y ＋1，x －y ，－x －y 均为实数．由复数相等的定义知⎩⎪⎨⎪⎧ 2x －1＝x －y ，y ＋1＝－x －y ，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3，y ＝－2.课堂达标练经典1．若a ，b ∈R ，i 是虚数单位，且b ＋(a －2)i ＝1＋i ，则a ＋b 的值为( D )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：由b ＋(a －2)i ＝1＋i ，得b ＝1，a ＝3，所以a ＋b ＝4.2．若x 、y ∈R ，则“x ＝0”是“x ＋y i 为纯虚数”的( B ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件解析：当x ＝0，y ＝0时，x ＋y i 是实数．3．复数4－3a －a 2i 与复数a 2＋4a i 相等，则实数a 的值为( C ) A ．1 B ．1或－4 C ．－4D ．0或－4 解析：当a ＝0或1时，复数4－3a －a 2i 与复数a 2＋4a i 不相等，排除A 、B 、D. 4．在复平面内，复数z ＝(a 2－2a )＋(a 2－a －2)i 是纯虚数，则实数a 的值是( B ) A ．a ＝0或a ＝2 B ．a ＝0 C ．a ≠1且a ≠2 D ．a ≠1或a ≠2解析：因为复数z ＝(a 2－2a )＋(a 2－a －2)i 是纯虚数，所以a 2－2a ＝0且a 2－a －2≠0，所以a ＝0.5．实数m 分别为何值时，复数z ＝2m 2＋m －3m ＋3＋(m 2－3m －18)i 是：(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．解：(1)要使所给复数为实数，必使复数的虚部为0.故若使z 为实数，则⎩⎪⎨⎪⎧m 2－3m －18＝0，m ＋3≠0，解得m ＝6.所以当m ＝6时，z 为实数．(2)要使所给复数为虚数，必使复数的虚部不为0. 故若使z 为虚数，则m 2－3m －18≠0，且m ＋3≠0. 所以当m ≠6且m ≠－3时，z 为虚数．(3)要使所给复数为纯虚数，必使复数的实部为0，虚部不为0. 故若使z 为纯虚数，则⎩⎪⎨⎪⎧2m 2＋m －3＝0，m ＋3≠0，m 2－3m －18≠0，解得m ＝－32或m ＝1.所以当m ＝－32或m ＝1时，z 为纯虚数．——本课须掌握的三大问题1．数系扩充的脉络自然数系→整数系→有理数系→实数系→复数系．2．虚数单位i性质的两个关注点(1)i2＝－1的理解：并没有规定i＝±－1还是i＝－1或i＝－－1，在今后的学习中，我们将知道－1＝±i，但不能说i＝±－1.(2)i与实数之间可以进行四则运算：这条性质是数系扩充的原则之一，这里只提到加、乘运算，没提到减、除运算，并不是对减法与除法不成立，而是为了后面讲复数的四则运算时，只对加法、乘法法则作出规定，而把减法、除法作为加法、乘法的逆运算的做法相一致．3．实部与虚部的要求：若z＝a＋b i，只有当a，b∈R时，a才是z的实部，b才是z 的虚部．7．1.2 复数的几何意义[目标] 1.能说出复数与复平面内的点、平面向量之间的一一对应关系；2.会分析复数的几何意义，记住复数的模的几何意义．[重点] 复数的几何意义与复数的模．[难点] 复数的几何意义．要点整合夯基础知识点一复平面[填一填]建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面．x轴叫做实轴，y轴叫做虚轴，虚轴上的点(0,0)不对应虚数．[答一答]1．实轴上的点一定表示实数，虚轴上的点一定表示虚数吗？提示：在复平面中，实轴上的点一定表示实数，但虚轴上的点不一定表示虚数．事实上，虚轴上的点(0,0)是原点，它表示实数0，虚轴上的其他点都表示纯虚数．知识点二复数的两种几何意义[填一填]复数z＝a＋b i(a，b∈R)一一对应复平面内的点Z(a，b)．复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R ) 一一对应平面向量OZ →.[答一答]2．(1)在复平面中，复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )对应的点是Z (a ，b i)吗？ (2)复平面中，复数与向量一一对应的前提条件是什么？提示：(1)不是，在复平面中，复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )对应的点应该是Z (a ，b )，而不是(a ，b i)．(2)前提条件是复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的对应向量OZ →是以原点O 为起点的，否则就谈不上一一对应，因为在复平面内与OZ →相等的向量有无数个．知识点三复数的模[填一填]向量OZ →的模叫做复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的模，记作|z |或|a ＋b i|，即|z |＝|a ＋b i|＝a 2＋b 2.[答一答]3．(1)复数的模一定是正数吗？(2)若复数z 满足|z |＝1，那么在复平面内，复数z 对应的点Z 的轨迹是什么？提示：(1)不一定，复数的模是非负数，即|z |≥0，当z ＝0时，|z |＝0；反之，当|z |＝0时，必有z ＝0.(2)点Z 的轨迹是以原点为圆心，半径等于1的一个圆．知识点四共轭复数[填一填]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．复数z 的共轭复数用z 来表示．[答一答]4．互为共轭复数的两个复数有什么特点？提示：实部相等，虚部相反，模相同．典例讲练破题型类型一复数与复平面内点的对应关系[例1] 已知复数z ＝(a 2－1)＋(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．[分析] 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 ＝(a 2－1)＋(2a －1)i 的实部为a 2－1，虚部为2a －1. 在复平面内对应的点为(a 2－1,2a －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.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.[变式训练1] (1)已知a ∈R ，则复数(a 2＋a ＋1)－(a 2－2a ＋3)i 对应的点在复平面内的第四象限．(2)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 的取值范围为(1,2)．解析：(1)因为a 2＋a ＋1＝⎝⎛⎭⎫a ＋122＋34>0，－(a 2－2a ＋3)＝－(a －1)2－2<0，故复数对应的点在第四象限．(2)因为复数x 2－6x ＋5＋(x －2)i 在复平面内对应的点在第三象限，所以⎩⎪⎨⎪⎧ x 2－6x ＋5<0，x －2<0.所以⎩⎪⎨⎪⎧1<x <5，x <2.所以1<x <2.即1<x <2为所求实数x 的取值范围．类型二复数与向量的对应关系[例2] 已知向量OA →对应的复数是4＋3i ，点A 关于实轴的对称点为A 1，将向量OA 1→平移，使其起点移动到A 点，这时终点为A 2.(1)求向量OA 1→对应的复数； (2)求点A 2对应的复数．[分析] 根据复数与点、复数与向量的对应关系求解． [解] (1)∵向量OA →对应的复数是4＋3i ， ∴点A 对应的复数也是4＋3i ，因此点A 坐标为(4,3)，∴点A 关于实轴的对称点A 1为(4，－3)，故向量OA 1→对应的复数是4－3i.(2)依题意知OA 1→＝AA 2→，而OA 1→＝(4，－3)，设A 2(x ，y )，则有(4，－3)＝(x －4，y －3)， ∴x ＝8，y ＝0，即A 2(8,0)，∴点A 2对应的复数是8.1.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.[变式训练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. 类型三复数模的计算[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？[分析] (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|＝(－12)2＋(－32)2＝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(包括边界，如图阴影部分所示)．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.[变式训练3] 已知复数z ＝3＋a i ，且|z |<4，求实数a 的取值范围．解：∵z ＝3＋a i(a ∈R )，|z |＝32＋a 2，由已知得32＋a 2<4，∴a 2<7，即－7<a <7，∴a ∈(－7，7)．类型四共轭复数[例4] 已知复数z ＝2－i ，则|z |的值为( )A ．5 B.5 C ．3 D. 3[解析] 因为z ＝2－i ，所以由共轭复数的定义知z ＝2＋i ，所以|z |＝22＋12＝ 5.[答案] B共轭复数的求法及其关系(1)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )的共轭复数为z ＝a －b i. (2)互为共轭复数关于实轴对称． (3)互为共轭复数的模长相等． [变式训练4] 在复平面内，复数12＋12i 的共轭复数对应的点位于( D ) A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限解析：z 的共轭复数z ＝12－12i ，z 对应的点为⎝⎛⎭⎫12，－12，位于第四象限. 课堂达标练经典1．在复平面内，若OZ →＝(0，－5)，则OZ →对应的复数为( C )A ．0B ．－5C ．－5iD ．5解析：OZ →对应的复数z ＝0－5i ＝－5i.2．已知复数z ＝6－2i(i 为虚数单位)，则在复平面内z 的共轭复数z 所对应的点为( B )A ．(6，－2)B ．(6,2)C ．(－2,6)D ．(2,6)解析：由题意，可知z ＝6＋2i ，则在复平面内z 所对应的点为(6,2)．故选B.3．已知复数z ＝2－3i ，则复数的模|z |是( D )A ．5B ．8C ．6 D.11解析：|z |＝(2)2＋(－3)2＝11.4．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( C )A ．4＋8iB ．8＋2iC ．2＋4iD ．4＋i解析：复数6＋5i 对应的点为A (6,5)，复数－2＋3i 对应的点为B (－2,3)．利用中点坐标公式得线段AB 的中点C (2,4)，故点C 对应的复数为2＋4i.5．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.——本课须掌握的两大问题1．对复数几何意义的理解(1)复数集中的复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )与复平面内的点Z (a ，b )是一一对应的．(2)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )与平面向量OZ →＝(a ，b )也是一一对应的．(3)注意z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )对应的向量的起点必须为原点，因为复平面内与OZ →相等的向量有无数个．2．复数与其对应的点的关系复数实部、虚部的符号与其对应点所在象限密切相关，实数、纯虚数的对应点分别在实轴和虚轴上．若实部为正且虚部为正，则复数对应点在第一象限；若实部为负且虚部为正，则复数对应点在第二象限；若实部为负且虚部为负，则复数对应点在第三象限；若实部为正且虚部为负，则复数对应点在第四象限．此外，若复数的对应点在某些曲线上，还可写出代数形式的一般表达式．7．2 复数的四则运算7．2.1 复数的加、减运算及其几何意义[目标] 1.熟练掌握复数的代数形式的加减法运算法则；2.理解复数加减法的几何意义，能够利用“数形结合”的思想解题．[重点] 复数加法与减法的运算法则．[难点] 复数加法与减法的几何意义．要点整合夯基础知识点一复数加法与减法的运算法则[填一填]1．运算法则设z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i(a ，b ，c ，d ∈R )，则(1)z 1＋z 2＝(a ＋c )＋(b ＋d )i ；(2)z 1－z 2＝(a －c )＋(b －d )i.2．加法运算律对于任意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)．[答一答]1．两个复数的和，差分别是一个确定的复数，那么两个虚数的和，差是否仍为虚数？提示：两个虚数的和，差可能是虚数也可能是实数．2．若复数z 1，z 2满足z 1－z 2>0，能否认为z 1>z 2?提示：不能．如2＋i －i>0，但2＋i 与i 不能比较大小．知识点二复数加法与减法的几何意义[填一填]如图，设OZ 1→，OZ 2→分别与复数z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i 对应，则OZ 1→＝(a ，b )，OZ 2→＝(c ，d )，由平面向量的坐标运算，得OZ 1→＋OZ 2→＝(a ＋c ，b ＋d ).OZ 1→－OZ 2→＝(a －c ，b －d )．这说明两个向量OZ 1→与OZ 2→的和就是与复数(a ＋c )＋(b ＋d )i 对应的向量，OZ 1→与OZ 2→的差就是与复数(a －c )＋(b －d )i 对应的向量，即图中四边形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→.[答一答]3．设复数z 1＝a ＋b i ，z 2＝c ＋d i(a ，b ，c ，d ∈R )对应的向量分别是OZ 1→，OZ 2→，那么向量OZ 1→，OZ 2→的坐标分别是什么？z 1＋z 2对应的向量的坐标是什么？提示：由复数与平面向量的一一对应可知OZ 1→＝(a ，b )，OZ 2→＝(c ，d )，故OZ 1→＋OZ 2→＝(a ＋c ，b ＋d )．由复数加法的几何意义可知OZ 1→＋OZ 2→即为z 1＋z 2对应的向量，故z 1＋z 2对应的向量的坐标为(a ＋b ，c ＋d )．4．从复数减法的几何意义理解：|z 1－z 2|表示什么？提示：表示Z 1与Z 2两点间的距离．5．若a ，b ，r 为实常数，且r >0，则满足|z －(a ＋b i)|＝r 的复数z 在复平面上对应的点的轨迹是什么？提示：是以点(a ，b )为圆心，r 为半径的圆.典例讲练破题型类型一复数的加减法运算[例1] (1)(1＋3i)＋(－2＋i)＋(2－3i)；(2)(2－i)－(－1＋5i)＋(3＋4i)；(3)5i －[(3＋4i)－(－1＋3i)]；(4)(a ＋b i)－(3a －4b i)＋5i(a ，b ∈R )．[分析] 复数的加减运算，只需把“i ”看作一个字母，完全可以按照合并同类项的方法进行．[解] (1)原式＝(－1＋4i)＋(2－3i)＝1＋i.(2)原式＝(3－6i)＋(3＋4i)＝6－2i.(3)原式＝5i －(4＋i)＝－4＋4i.(4)原式＝(－2a ＋5b i)＋5i ＝－2a ＋(5b ＋5)i.1.复数运算类比实数运算，若有括号，括号优先，若无括号，可从左到右依次进行.2.算式中出现字母时，首先确定其是否为实数，再提取各复数的实部与虚部，将它们分别相加.3.准确提取虚、实部，正确进行符号运算有利于提高解题的准确率.[变式训练1] 设f (z )＝z －2i ，z 1＝3＋4i ，z 2＝－2－i ，则f (z 1－z 2)等于( D )A ．1－5iB ．－2＋9iC ．－2－iD ．5＋3i解析：∵z 1－z 2＝5＋5i ，∴f (z 1－z 2)＝5＋5i －2i ＝5＋3i.类型二复数加减法的几何意义[例2] (1)设OZ 1→及OZ 2→分别与复数z 1＝5＋3i 及复数z 2＝4＋i 对应，计算z 1－z 2，并在复平面内作出OZ 1→－OZ 2→.(2)设OZ 1→及OZ 2→分别与复数z 1＝1＋3i 及复数z 2＝2＋i 对应，计算z 1＋z 2，并在复平面内作出OZ 1→＋OZ 2→.[分析] 由复数的几何意义知，复数z 1及复数z 2所对应的点即分别为Z 1和Z 2.OZ 1→－OZ 2→就是表示向量Z 2Z 1→，而OZ 1→＋OZ 2→可利用平行四边形法则作出．[解] (1)z 1－z 2＝(5＋3i)－(4＋i)＝(5－4)＋(3－1)i ＝1＋2i.OZ 1→－OZ 2→即为Z 2Z 1→，如图①所示．(2)z 1＋z 2＝(1＋3i)＋(2＋i)＝(1＋2)＋(3＋1)i ＝3＋4i.OZ 1→＋OZ 2→即为OZ →，如图②所示．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.[变式训练2] 复平面内三点A ，B ，C ，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 ，求点C 对应的复数．解：∵BA →对应的复数为1＋2i ，BC →对应的复数为3－i ，∴AC →＝BC →－BA →对应的复数为(3－i)－(1＋2i)＝2－3i.又∵OC →＝OA →＋AC →，∴C 点对应的复数为(2＋i)＋(2－3i)＝4－2i.类型三复数加减法的综合运算[例3] 已知|z ＋1－i|＝1，求|z －3＋4i|的最大值和最小值．[分析] 利用复数加减法的几何意义，以及数形结合的思想解题．[解] 方法1：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.方法2：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.|z 1－z 2|表示复平面内z 1，z 2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.[变式训练3] 已知|z 1|＝|z 2|＝|z 1－z 2|＝1，求|z 1＋z 2|.解：设O 为坐标原点，z 1，z 2，z 1＋z 2对应的点分别为A ，B ，C .∵|z 1|＝|z 2|＝|z 1－z 2|＝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|z 1＋z 2|是菱形的较长的对角线OC 的长，∴|z 1＋z 2|＝|OC |＝|OA |2＋|AC |2－2|OA ||AC |cos120°＝ 3.课堂达标练经典1．(6－3i)－(3i ＋1)＋(2－2i)的结果为( C )A ．5－3iB ．3＋5iC ．7－8iD ．7－2i解析：(6－3i)－(3i ＋1)＋(2－2i)＝(6－1＋2)＋(－3－3－2)i ＝7－8i.2．在复平面内，复数1＋i 和1＋3i 分别对应向量OA →和OB →，其中O 为坐标原点，则|AB →|＝( B )A. 2B ．2C.10 D ．4解析：由复数减法的几何意义知，AB →对应的复数为(1＋3i)－(1＋i)＝2i ，∴|AB →|＝2.3．已知复数z 满足z ＋3i －3i 2＝3－3i ，则z ＝( B )A ．0B ．－6iC ．6D ．6－6i解析：∵z ＋3i －3i 2＝3－3i ，∴z ＝(3－3i)－(3i ＋3)＝－6i.4．在复平面内，O 是原点，OA →，OC →，AB →对应的复数分别为－2＋i ，3＋2i,1＋5i ，那么BC →对应的复数为4－4i.解析：∵BC →＝－(OA →－OC →＋AB →)，∴BC →对应的复数为－[(－2＋i)－(3＋2i)＋(1＋5i)]＝－[(－2－3＋1)＋(1－2＋5)i]＝－(－4＋4i)＝4－4i.5．已知|z |＝2，则|z ＋3－4i|的最大值是7.解析：由|z |＝2知复数z 对应的点在圆心为O (0,0)，半径r ＝2的圆上．而|z ＋3－4i|＝|z －(－3＋4i)|表示复数z 对应的点与M (－3,4)之间的距离，由于|OM |＝5，所以|z ＋3－4i|的最大值为|OM |＋r ＝5＋2＝7.——本课须掌握的两大问题1．对复数加法的理解(1)复数代数形式的加法运算法则是一种规定，以后就要按照规定进行运算．(2)复数的加法法则是在复数的代数形式下进行的．(3)复数的加法运算的结果仍然是复数．(4)实数的移项法则在复数中仍然成立．(5)复数的加法法则可以推广到多个复数相加的情形．2．对复数加、减法几何意义的理解(1)对于应用向量加法法则求复数的和，可以利用平行四边形法则，也可以利用三角形法则．(2)复数的减法法则用向量的减法法则来进行运算，应用向量来进行复数的减法，三角形法则显得更加方便．(3)复数的加减法运算可以通过向量的加减法运算进行；反之，向量的加减法运算也可以通过复数的加减法运算进行．(4)利用复数的加减法运算的几何意义可以直观地解决复数问题．7.2.2 复数的乘、除运算[目标] 1.掌握复数的乘法法则，能熟练地进行复数的乘法运算；2.理解共轭复数的意义；3.掌握复数的除法法则，能熟练地进行复数的除法运算．[重点] 复数的乘法与除法的运算法则．[难点] 复数的除法运算．要点整合夯基础知识点一复数的乘法运算[填一填]1．复数的乘法法则设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．复数的乘法满足的运算律对任意z1、z2、z3∈C，有[答一答]1．两个复数的乘法运算法则类似多项式的乘法法则，多个复数的乘法呢？提示：多个复数的乘积运算也类似多项式相乘的规律，把复数逐一相乘，再分别合并实部、虚部．2．若z1，z2∈C，(z1＋z2)2＝z21＋2z1·z2＋z22是否成立？提示：成立．复数的乘法(乘方)类似于实数范围内的多项式的乘法(乘方)，只不过是在运算中遇到i2时就将其换为－1，因此在复数范围内，完全平方公式、平方差公式等仍然成立．知识点二复数的除法运算[填一填]复数代数形式的除法法则(a ＋b i)÷(c ＋d i)＝a ＋b i c ＋d i ＝ac ＋bd c 2＋d 2＋bc －ad c 2＋d 2i(a ，b ，c ，d ∈R ，且c ＋d i ≠0)． [答一答]3．复数除法的实质是怎样的？提示：复数除法的实质是分母实数化的过程，两个复数相除，就是先把它们的商写成分数的形式，然后把分子与分母都乘以分母的共轭复数，再把结果化简即可．典例讲练破题型类型一复数的乘法运算[例1] (1)已知a ，b ∈R ，i 是虚数单位，若a ＋i ＝2－b i ，则(a ＋b i)2＝( )A ．3－4iB ．3＋4iC ．4－3iD ．4＋3i(2)已知a ，b ∈R ，i 是虚数单位．若(a ＋i)(1＋i)＝b i ，则a ＋b i ＝________.[分析] 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i 2换成－1，再把实部、虚部分别合并．[解析] (1)∵a ，b ∈R ，a ＋i ＝2－b i ，∴a ＝2，b ＝－1，∴(a ＋b i)2＝(2－i)2＝3－4i.(2)因为(a ＋i)(1＋i)＝a －1＋(a ＋1)i ＝b i ，a ，b ∈R ，所以⎩⎪⎨⎪⎧ a －1＝0，a ＋1＝b ，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝2，所以a ＋b i ＝1＋2i. [答案] (1)A (2)1＋2i正确使用乘法公式，此类题就不难解决.三个或三个以上的复数相乘可按从左到右的顺序运算或利用结合律运算，混合运算与实数的运算一样，对于能够使用乘法公式计算的两个复数的乘法，用乘法公式更简捷，如平方差公式、完全平方公式等.[变式训练1] 计算下列各题．(1)(1－i)(1＋i)＋(－1＋i)；(2)(2－i)(－1＋5i)(3－4i)；(3)(1－i)3.解：(1)(1－i)(1＋i)＋(－1＋i)＝1－i 2－1＋i ＝1＋i.(2)(2－i)(－1＋5i)(3－4i)＝(－2＋10i ＋i －5i 2)·(3－4i)＝(3＋11i)·(3－4i)＝9－12i ＋33i －44i 2 ＝53＋21i.(3)(1－i)3＝(1－i)2·(1－i) ＝(1－2i ＋i 2)·(1－i)＝(－2i)·(1－i)＝－2i ＋2i 2＝－2－2i. 类型二共轭复数[例2] 已知复数z 满足z ·z ＋2i·z ＝4＋2i ，求复数z .[分析] 设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )→由题意得到方程组求x ，y 的值→得到复数z . [解] 设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，则z ＝x －y i ，由题意，得(x ＋y i)(x －y i)＋2(x ＋y i)i ＝(x 2＋y 2－2y )＋2x i ＝4＋2i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 2＋y 2－2y ＝4，2x ＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝1，y ＝3或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝－1， ∴z ＝1＋3i 或z ＝1－i.[变式训练2] 已知复数z ＝3＋i (1－3i )2，z 是z 的共轭复数，则z ·z 等于( A )A.14 B.12 C ．1D ．2解析：因为z ＝3＋i(1－3i )2，所以|z |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪3＋i (1－3i )2＝|3＋i||(1－3i )2|＝24＝12，所以z ·z ＝14.类型三复数的除法运算[例3] 计算：(1)(i －2)(i －1)(1＋i )(i －1)＋i ＋－3－2i2－3i ；(2)(－1＋3i )3(1＋i )6＋－2＋i 1＋2i.[分析] 复数的除法法则，通过分子、分母都乘以分母的共轭复数，使“分母实数化”，这个过程与“分母有理化”类似．[解] (1)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，－3－2i 2－3i ＝(－3－2i )(2＋3i )(2－3i )(2＋3i )＝－13i13＝－i.所以(i －2)(i －1)(1＋i )(i －1)＋i ＋－3－2i2－3i＝i －1＋(－i)＝－1.(2)(－1＋3i )3(1＋i )6＋－2＋i 1＋2i ＝(－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.[变式训练3] 已知复数z 满足(z －1)i ＝1＋i ，则z ＝( C ) A ．－2－i B ．－2＋i C ．2－iD ．2＋i解析：z －1＝1＋ii＝1－i ，所以z ＝2－i. 课堂达标练经典1．z 1，z 2是复数，且z 21＋z 22<0，则正确的是( B ) A ．z 21<z 22B ．z 1，z 2中至少有一个是虚数C ．z 1，z 2中至少有一个是实数D ．z 1，z 2都不是实数解析：取z 1＝1，z 2＝2i 满足z 21＋z 22<0，从而排除A 和D ；取z 1＝i ，z 2＝2i ，满足z 21＋z 22<0，排除C ，故选B.2．设复数z 满足(1－i)z ＝2i ，则z ＝( A ) A ．－1＋i B ．－1－i C ．1＋iD ．1－i解析：设z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则(1－i)(a ＋b i)＝2i ，即(a ＋b )＋(b －a )i ＝2i.根据复数相等的充要条件得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＋b ＝0，b －a ＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－1，b ＝1，∴z ＝－1＋i ，故选A.3．若(x ＋i)i ＝－1＋2i(x ∈R )，则x ＝2.解析：由题意，得x ＋i ＝－1＋2i i ＝－i ＋2i 2i 2＝－i －2－1＝2＋i ，所以x ＝2.4．复数52－i的共轭复数是2－i.解析：52－i ＝5(2＋i )(2－i )(2＋i )＝5(2＋i )5＝2＋i ，其共轭复数为2－i.5．已知复数z 满足z ＝(－1＋3i)·(1－i)－4. (1)求复数z 的共轭复数；(2)若w ＝z ＋a i ，且复数w 对应向量的模不大于复数z 所对应向量的模，求实数a 的取值范围．解：(1)z ＝－1＋i ＋3i ＋3－4＝－2＋4i ，所以复数z 的共轭复数为－2－4i.(2)w ＝－2＋(4＋a )i ，复数w 对应的向量为(－2,4＋a )，其模为4＋(4＋a )2＝20＋8a ＋a 2.又复数z 所对应向量为(－2,4)，其模为2 5.由复数w 对应向量的模不大于复数z 所对应向量的模，得20＋8a ＋a 2≤20，a 2＋8a ≤0，所以，实数a 的取值范围是－8≤a ≤0.——本课须掌握的三大问题1．复数的乘除法(1)复数乘法与多项式乘法类似，但注意结果中i 2应化为－1.(2)复数除法先写成分式的形式，再将分母实数化，但注意结果一般写成实部与虚部分开的形式．2．共轭复数(1)复数z 的共轭复数通常用z 表示，即当z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )时，z ＝a －b i. (2)两个共轭复数的乘积是一个实数，这个实数等于两个共轭复数模的平方，即若z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )，则z ·z ＝a 2＋b 2＝|z |2＝|z |2.(3)实数a 的共轭复数仍是a 本身，即z ∈C ，z ＝z ⇔z ∈R ，这是判断一个数是否为实数的一个准则．(4)两个共轭复数的对应点关于实轴对称． 3．虚数单位i 的乘方由i 4＝1，则对任意n ∈N *，i 的幂的周期性如下： i 4n ＋1＝i ，i 4n ＋2＝－1，i 4n ＋3＝－i ，i 4n ＝1.7．3* 复数的三角表示7．3.1 复数的三角表示式[目标] 1.知道复数的模和辐角的定义；2.会求复数的模和辐角主值；3.能求出复数的三角形式．[重点] 复数的代数形式向三角形式的转换． [难点] 复数的代数形式与三角形式的互换．要点整合夯基础知识点一复数的三角形式[填一填]1．定义：r (cos θ＋isin θ)叫做复数z ＝a ＋b i 的三角表示式，简称三角形式．其中，r 是复数z 的模；θ是以x 轴的非负半轴为始边，向量OZ →所在射线(射线OZ )为终边的角，叫做复数z ＝a ＋b i 的辐角．为了与三角形式区分开来，a ＋b i 叫做复数的代数表示式，简称代数形式．2．非零复数z 辐角θ的多值性以x 轴正半轴为始边，向量OZ →所在的射线为终边的角θ叫复数z ＝a ＋b i 的辐角，因此复数z 的辐角是θ＋2k π(k ∈Z ) (k ∈Z )．3．辐角主值(1)表示法：用arg z 表示复数z 的辐角主值． (2)定义：适合[0,2π)的角θ叫辐角主值．(3)唯一性：复数z 的辐角主值是确定的、唯一的．[答一答]1．当z ＝0时，其辐角如何？提示：z ＝0时，其辐角是任意的．2．如何确定复数三角形式中辐角、辐角主值？提示：可以运用三角函数值求解．知识点二复数的代数形式与三角形式的互化[填一填]复数z ＝a ＋b i ＝r (cos θ＋isin θ)的两种表示式之间的关系为⎩⎨⎧a＝r ·cos θ，b ＝r ·sin θ，r ＝a 2＋b 2.[答一答]3．将复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )化为三角形式z ＝r (cos θ＋isin θ)时，要注意什么？提示：将复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R )化为三角形式z ＝r (cos θ＋isin θ)时，要注意： (1)r ＝a 2＋b 2.。

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§3.1.2 复数的几何意义学习目标理解复数与复平面内的点、平面向量是一一对应的，能根据复数的代数形式描出其对应的点及向量.复习1：复数(4)(3)z x y i =++-，当,x y 取何值时z 为实数、虚数、纯虚数？复习2：若(4)(3)2x y i i ++-=-，试求,x y 的值，（(4)(3)2x y i ++-≥呢？）二、新课导学学习探究探究任务一：复平面问题：我们知道，实数与数轴上的点一一对应，因此，实数可用数轴上的点来表示.类比实数的几何意义，复数的几何意义是什么呢？分析复数的代数形式，因为它是由实部a 和虚部b 同时确定，即有顺序的两实数，不难想到有序实数对或点的坐标.结论：复数与平面内的点或序实数一一对应.新知：1.复平面：以x 轴为实轴， y 轴为虚轴建立直角坐标系，得到的平面叫复平面.复数与复平面内的点一一对应.显然，实轴上的点都表示实数；除原点外，虚轴上的点都表示纯虚数.1. 复数的几何意义:复数z a bi =+←−−−→一一对应复平面内的点(,)Z a b ；复数z a bi =+←−−−→一一对应平面向量OZ ；复平面内的点(,)Z a b ←−−−→一一对应平面向量OZ .注意：人们常将复数z a bi =+说成点Z 或向量OZ ，规定相等的向量表示同一复数.2. 复数的模向量OZ 的模叫做复数z a bi =+的模,记作||z 或||a bi +.如果0b =,那么z a bi =+是一个实数a ,它的模等于||a (就是a 的绝对值),由模的定义知:||||0,)z a bi r r r R =+==≥∈试试：复平面内的原点(0,0)表示，实轴上的点(2,0)表示，虚轴上的点(0,1)-表示，点(2,3)-表示复数反思：复数集C 和复平面内所有的点所成的集合是一一对应的.典型例题例1在复平面内描出复数23i +，84i -，83i +，6，i ，29i --，7i ，0分别对应的点.变式：说出图中复平面内各点所表示的复数(每个小正方格的边长为1).小结：复数z a bi =+←−−−→一一对应复平面内的点(,)Z a b . 例2已知复数22276(56)()1a a z a a i a R a -+=+--∈-，试求实数a 分别取什么值时，对应的点（1）在实轴上；（2）位于复平面第一象限；（3）在直线0x y +=上；（4）在上半平面（含实轴）变式：若复数22(34)(56)z m m m m i =--+--表示的点（1）在虚轴上，求实数m 的取值；（2）在右半平面呢？小结：复数z a bi =+←−−−→一一对应平面向量OZ .动手试试练1. 在复平面内画出23,42,13,4,30i i i i i +--+--所对应的向量.练2. 在复平面内指出与复数112z i =+，2z =+，3z =，42z i =-+对应的点1Z ，2Z ，3Z ，4Z .试判断这4个点是否在同一个圆上?并证明你的结论.三、总结提升学习小结1. 复平面的定义；2. 复数的几何意义；3．复数的模.知识拓展学习评价当堂检测（时量：5分钟满分：10分）计分：1. 下列命题（1）复平面内，纵坐标轴上的单位是i （2）任何两个复数都不能比较大小（3）任何数的平方都不小于0（4）虚轴上的点表示的都是纯虚数（5）实数是复数（6）虚数是复数（7）实轴上的点表示的数都是实数.其中正确的个数是（）A ．3B ．4C ．5D ．62. 对于实数,a b ，下列结论正确的是（）A ．a bi +是实数B ．a bi +是虚数C ．a bi +是复数D ．0a bi +≠3. 复平面上有点A ，B 其对应的复数分别为3i -+和13i --，O 为原点，那么是AOB ∆是（）A ．直角三角形B ．等腰三角形C ．等腰直角三角形D ．正三角形z=，则||z=4. 若15. 如果P是复平面内表示复数(,)+∈的点，分别指出下列条件下点P的位置：a bi ab R（1）0,0<>a ba b>>（2）0,0b>（3）0,0a b=≤（4）0课后作业1．实数取什么值时，复平面内表示复数22z m m m m i=-++--的点（1）位于第(815)(514)四象限？（2）位于第一、三象限？（3）位于直线y x=上？2. 在复平面内，O是原点，向量OA对应的复数是2i+（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）中点B关于虚轴的对称点为点C，求点C对应的复数.。

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