复数的几何意义

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3.1.2 复数的几何意义

1.理解复平面、实轴、虚轴等概念.

2.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以及它们之间的一一对应关系.(重点)

3.理解复数模的概念,会求复数的模.(难点)

[基础·初探]

教材整理 复数的几何意义及复数的模 阅读教材P 52~P 53内容,完成下列问题. 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.复数的几何意义

(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )――――→一一对应

复平面内的点Z (a ,b ). (2)复数z =a +b i(a ,b ∈R ) ――――→一一对应 平面向量OZ →.

为方便起见,我们常把复数z =a +b i 说成点Z 或说成向量OZ →

,并且规定,相等的向量表示同一个复数.

3.复数的模

向量OZ →

的模r 叫做复数z =a +b i 的模,记作|z |或|a +b i|,且r =a 2+b 2(r ≥0,

且r∈R).

判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上.()

(2)复数的模一定是正实数.()

(3)复数z1>z2的充要条件是|z1|>|z2|.()

【解析】(1)正确.根据实轴的定义,x轴叫实轴,实轴上的点都表示实数,反过来,实数对应的点都在实轴上,如实轴上的点(2,0)表示实数2.

(2)错误.复数的模一定是实数但不一定是正实数,如:0也是复数,它的模为0不是正实数.

(3)错误.两个复数不一定能比较大小,但两个复数的模总能比较大小.

【答案】(1)√(2)×(3)×

[小组合作型]

复数与复平面内点的关系

已知复数z=(a2-1)+(2a-1)i,其中a∈R.当复数z在复平面内对应的点满足下列条件时,求a的值(或取值范围).

(1)在实轴上;

(2)在第三象限;

(3)在抛物线y2=4x上.

【精彩点拨】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.

【自主解答】复数z=(a2-1)+(2a-1)i的实部为a2-1,虚部为2a-1,在复平面内对应的点为(a2-1,2a-1).

(1)若z对应的点在实轴上,则有

2a -1=0,解得a =1

2.

(2)若z 对应的点在第三象限,则有

⎩⎪⎨⎪⎧

a 2-1<0,2a -1<0,

解得-1

则有(2a -1)2=4(a 2-1),即4a 2-4a +1=4a 2-4, 解得a =54.

复数与点的对应关系及应用

(1)复平面内复数与点的对应关系的实质是:复数的实部就是该点的横坐标,虚部就是该点的纵坐标.

(2)已知复数在复平面内对应的点满足的条件求参数的取值范围时,可根据复数与点的对应关系,建立复数的实部与虚部满足的条件构成的方程(组)或不等式(组),通过解方程(组)或不等式(组)得出结论.

[再练一题]

1.在复平面内,若复数z =(m 2-m -2)+(m 2-3m +2)i 对应点:(1)在虚轴上;(2)在第二象限;(3)在直线y =x 上,分别求实数m 的取值范围.

【导学号:81092039】

【解】 复数z =(m 2-m -2)+(m 2-3m +2)i 的实部为m 2-m -2,虚部为m 2-3m +2.

(1)由题意得m 2-m -2=0,

解得m =2或m =-1.

(2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧

m 2-m -2<0,

m 2-3m +2>0,

∴⎩⎪⎨⎪⎧

-1

m >2或m <1, ∴-1

(3)由已知得m 2-m -2=m 2-3m +2, ∴m =2.

复数与向量的对应关系

(1)已知复数z 1=-3+4i ,z 2=2a +i(a ∈R )对应的点分别为Z 1和Z 2,

且OZ 1→⊥OZ 2→

,则a 的值为________.

(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.

【精彩点拨】 (1)利用复数与向量的对应关系,转化为向量的数量积求解. (2)根据复数与点,复数与向量的对应关系求解.

【自主解答】 (1)依题意可知OZ 1→=(-3,4),OZ 2→

=(2a,1), 因为OZ 1→⊥OZ 2→,所以OZ 1→·OZ 2→=0, 即-6a +4=0,解得a =23. 【答案】 2

3

(2)①因为向量OA →

对应的复数是4+3i ,

所以点A 对应的复数也是4+3i , 因为点A 坐标为(4,3),

所以点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), 所以x =8,y =0,即A 2(8,0). 所以点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.

[再练一题]

2.在复平面内,O 是原点,若向量OA →对应的复数z 的实部为3,且|OA →

|=3,如果点A 关于原点的对称点为点B ,求向量OB →

对应的复数.

【解】 根据题意设复数z =3+b i(b ∈R ),

由复数与复平面内的点、向量的对应关系得OA →=(3,b ),已知|OA →

|=3,即32+b 2=3,

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