(完整版)复数的基本概念和几何意义

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复数的概念及其几何意义

复数的概念及其几何意义

复数的概念及其定义复数是数学中一种特殊的数,它由实部和虚部组成。

一个复数可以用以下形式表示:z = a + bi其中,a是实部,b是虚部,而i是虚数单位,满足i^2 = -1。

在复平面上,我们可以将复数z = a + bi表示为一个有序对(a, b)。

其中实部a对应于 x 轴的坐标,虚部b对应于 y 轴的坐标。

这样,在复平面上,每个点都对应着唯一的一个复数。

复数的重要性和应用1. 扩展了实数域复数扩展了实数域,使得我们可以处理更多的问题。

例如,在求解方程时,有些方程在实数域中无解,但在复数域中却有解。

2. 描述振荡和周期性现象振荡和周期性现象在科学和工程领域中非常常见。

通过使用复数来描述这些现象,我们可以更方便地进行分析和计算。

3. 信号处理在信号处理领域中,复数广泛用于描述和分析信号。

例如,在频域中使用傅里叶变换将信号从时域转换为频域时,复数起到了重要的作用。

4. 电路分析在电路分析中,复数被用来描述电压和电流的相位关系。

通过使用复数,我们可以方便地进行交流电路的计算和分析。

5. 分形和动力系统复数在分形和动力系统研究中也扮演着重要角色。

通过使用复数,我们可以更好地理解这些系统的行为和性质。

复数的几何意义中的关键概念在复平面上,有几个重要的概念与复数的几何意义密切相关。

1. 模长(Magnitude)一个复数z = a + bi的模长表示为|z|,它等于实部a和虚部b的平方和的平方根。

模长表示了一个复数到原点的距离。

|z| = √(a^2 + b^2)2. 辐角(Argument)辐角是一个与复数相关的角度,在极坐标系中表示。

辐角通常用 Greek 字母θ表示。

对于一个非零复数z = a + bi,其辐角定义如下:θ = arctan(b/a)需要注意的是,在计算辐角时需要考虑a的正负和a=0的特殊情况。

3. 共轭复数(Conjugate)对于一个复数z = a + bi,其共轭复数定义为z* = a - bi。

详解复数的运算和几何意义

详解复数的运算和几何意义

详解复数的运算和几何意义复数是一种能够表示虚数单位 i 的数,它由实部和虚部组成,通常用 a+bi 的形式表示。

在现实生活中,复数的应用非常广泛,从电阻电容电感电路的计算到信号处理和量子计算,都少不了复数。

本文将详解复数的运算和几何意义。

一、基本概念首先,让我们来了解一些复数的基本概念。

实部和虚部是构成复数的两个基本元素,实部记为 Re(z),虚部记为 Im(z)。

在复平面上,实部沿着 x 轴正半轴方向,虚部沿着 y 轴正半轴方向,因此复数可以看做一个有序对 (a,b),a 是实部,b 是虚部。

复数的加减运算与实数的加减运算类似,只需将其实部和虚部分别相加减即可。

例如,设 z1=2+3i,z2=4+5i,则z1+z2=(2+4)+(3+5)i=6+8i,z1-z2=(2-4)+(3-5)i=-2-2i。

复数的乘法运算也是有许多规律的。

例如,设 z1=2+3i,z2=4+5i,则 z1*z2=(2*4-3*5)+(2*5+3*4)i=-7+22i。

从几何上讲,复数乘法的效果是将一个复数旋转了一个角度,并将其尺寸拉伸了一定的倍数。

具体来讲,设z1=r1(cos θ1+isin θ1),z2=r2(cosθ2+isin θ2),则z1*z2=r1r2(cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2))。

二、复数的除法复数的除法运算比较复杂,它涉及到两个复数的逆元的求解。

我们可以将除法转化为乘法,即 z1/z2=z1*1/z2。

因此,只要求出z2 的逆元即可。

设 z2=a+bi,则 z2 的逆元为 1/z2=(a-bi)/(a^2+b^2)。

将其带入上式,则可得到z1/z2=r1/r2(cos(θ1-θ2)+isin(θ1-θ2))。

三、复数的共轭复数的共轭是指改变虚部的符号,即将 z=a+bi 的共轭记为z_bar=a-bi。

共轭的作用很广泛,它可以用来求模长、求逆元等。

例如,设 z=a+bi,则|z|^2=z*z_bar=(a+bi)(a-bi)=a^2+b^2,1/z=z_bar/|z|^2=(a-bi)/(a^2+b^2)。

复数的基本概念和几何意义

复数的基本概念和几何意义

复数的基本概念和几何意义复数是数学中的一个重要概念,它包含实数和虚数部分,可以用a+bi的形式表示,其中a是实数部分,bi是虚数部分,i是虚数单位,它满足i^2 = -复数的几何意义可以通过复平面来理解。

复平面是一个二维平面,横轴表示实数轴,纵轴表示虚数轴。

复数可以在复平面上表示为一个点。

实数部分决定了复数的横坐标,虚数部分决定了复数的纵坐标。

复数的模长表示复数到原点的距离,即复数的绝对值,用,z,表示。

复数的几何意义可以表现在以下几个方面:1.向量:复数可以看作是向量,实部表示向量在横轴上的投影,虚部表示向量在纵轴上的投影。

复数的加减法对应了向量的加减法,复数的乘法对应了向量的缩放和旋转。

2. 极坐标:复数可以用极坐标表示,在复平面上,复数z可以表示为z = r(cosθ + isinθ),其中r表示模长,θ表示与正实数轴的夹角。

复数的极坐标形式可以简化复数的运算。

3.旋转:复数的乘法可以表示复平面中的旋转。

如果复数z1表示一个向量,复数z2代表一个旋转角度,那么z1×z2的结果就表示了z1绕原点旋转z2对应的角度后的位置。

4.平移:将一个向量加上一个复数的结果就是将这个向量沿着复平面的一些方向平移。

平移是复数的加法对应的几何意义。

5. 共轭复数:共轭复数是将复数的虚数部分取负得到的,即z的共轭复数为z* = a - bi。

在复平面中,共轭复数对应于复数关于实数轴的对称点。

复数的几何意义在多个学科中都得到了广泛的应用。

在工程和物理学中,复数用于描述交流电路的电压和电流,光学中的波长和波矢也可以用复数表示。

在信号处理和通信领域,复数被用于分析和处理信号的频谱特性。

在数学中,复数进一步推广了实数域,使得更多的方程和函数都能够得到解析解。

而在几何学中,复数以及复数的扩展形式,如四元数和八元数等,被用于描述高维空间中的旋转和变换。

总之,复数不仅是数学中的重要概念,也具有丰富的几何意义。

它不仅可以用于解决实数域无法处理的问题,还能够用于表示各种向量、旋转和变换等几何概念。

(完整版)复数知识点总结

(完整版)复数知识点总结

复数一、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,原有的加、乘法运算仍然成立,即满足交换律与结合律.(3) i 的乘方: 4414243*i 1,i i,i 1,i i,N n n n n n +++===-=-∈,它们不超出i b 的形式.2. 复数的定义形如i(,)R a b a b +∈的数叫做复数, ,a b 分别叫做复数的实部与虚部3. 复数相等 i i a b c d +=+,即,a c b d ==,那么这两个复数相等4. 共轭复数 i z a b =+时,i z a b =-. 性质:z z =;2121z z z z ±=±;1121z z z z ⋅=⋅; );0()(22121≠=z z z z z 二、复平面及复数的坐标表示1. 复平面在直角坐标系里,点z 的横坐标是a ,纵坐标是b ,复数i z a b =+可用点(,)Z a b 来表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x 轴为实轴,y 轴出去原点的部分称为虚轴.2. 复数的坐标表示 点(,)Z a b3. 复数的向量表示 向量OZ .4. 复数的模在复平面内,复数i z a b =+对应点(,)Z a b ,点Z 到原点的距离OZ 叫做复数z 的模,记作z .由定义知,z =.三、复数的运算1. 加法 (i)(i)()()i a b c d a c b d +++=+++.几何意义: 设1i z a b =+对应向量1(,)OZ a b =,2i z c d =+对应向量2(,)OZ c d =,则12z z +对应的向量为12(,)OZ OZ a c b d +=++.因此复数的和可以在复平面上用平行四边形法则解释.2. 减法 (i)(i)()()i a b c d a c b d +-+=-+-.几何意义: 设1i z a b =+对应向量1(,)OZ a b =,2i z c d =+对应向量2(,)OZ c d =,则12z z -对应的向量为1221(,)OZ OZ Z Z a c b d -==--.12()()i z z a c b d -=-+-=1Z 、2Z 两点之间的距离,也等于向量12Z Z 的模.3. 乘法 ()()()()a bi c di a c b d i +±+=±+±.4. 乘方 m n m n z z z +⋅= ()m n mn z z = 1212()n n n z z z z ⋅=⋅5. 除法 ()()()()()()()()22a bi c di ac bd bc ad i a bi a bi c di c di c di c di c d+-++-++÷+===++-+. 6. 复数运算的常用结论 (1) 222(i)2i a b a b ab +=-+, 22(i)(i)a b a b a b +-=+(2) 2(1i)2i +=, 2(1i)2i -=-(3) 1i i 1i +=-, 1i i 1i-=-+ (4) 1212z z z z ±=±, 1212z z z z ⋅=⋅, 1122z z z z ⎛⎫=⎪⎝⎭,z z =.(5) 2z z z ⋅=, z z =(6) 121212z z z z z z -≤+≤+ (7) 1212z z z z ⋅=⋅,1212z z z z ⋅=⋅,nn z z = 四、复数的平方根与立方根1. 平方根 若2(i)i a b c d +=+,则i a b +是i c d +的一个平方根,(i)a b -+也是i c d +的平方根. (1的平方根是i ±.) 2. 立方根 如果复数1z 、2z 满足312z z =,则称1z 是2z 的立方根.(1) 1的立方根: 21,,ωω.12ω=-+,212ωω==--,31ω=. 210ωω++=. (2) 1-的立方根:111,22z z -=+=-. 五、复数方程1. 常见图形的复数方程(1) 圆:0z z r -=(0r >,0z 为常数),表示以0z 对应的点0Z 为圆心,r 为半径的圆(2) 线段12Z Z 的中垂线:12z z z z -=-(其中12,z z 分别对应点12,Z Z )(3) 椭圆: 122z z z z a -+-=(其中0a >且122z z a -<),表示以12,z z 对应的点F1、F2为焦点,长轴长为2a 的椭圆(4) 双曲线: 122z z z z a ---=(其中0a >且122z z a ->),表示以12,z z 对应的点F1、F2为焦点,实轴长为2a 的双曲线2. 实系数方程在复数范围内求根(1)求根公式:1,21,21,20 20 20 2b x a b x a b x a ⎧-∆>=⎪⎪⎪-∆==⎨⎪⎪-±∆<=⎪⎩一对实根一对相等的实根一对共轭虚根 (2) 韦达定理:1212b x x a cx x a ⎧+=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩。

复数的概念及复数的几何意义ppt课件

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几何意义
复数的乘法与除法在复平面上表现为向量的旋转与缩放。
复数的乘方与开方
01 02
乘方运算规则
设$z = a + bi$,则$z^n = (a + bi)^n = a^n + C_n^1 a^{n-1} bi + C_n^2 a^{n-2} (bi)^2 + ldots + (bi)^n$,其中$C_n^k$表示组合数 。
复数与三角函数的对应关系
01
复数的三角形式与三角函数有密切联系,通过欧拉公式可以将
三角函数表示为复数的指数形式。
复数在三角函数计算中的应用
02
利用复数的三角形式和欧拉公式,可以方便地计算三角函数的
值,以及解决与三角函数相关的问题。
复数与三角函数的周期性
03
复数的周期性性质与三角函数的周期性相一致,通过复数运算
几何意义
复数的加法与减法在复平 面上表现为向量的合成与 分解。
复数的乘法与除法
乘法运算规则
设$z_1 = a + bi$,$z_2 = c + di$,则$z_1 times z_2 = (ac - bd) + (ad + bc)i$。
除法运算规则
设$z_1 = a + bi neq 0$,$z_2 = c + di$,则$frac{z_2}{z_1} = frac{c + di}{a + bi} = frac{(c + di)(a - bi)}{(a + bi)(a - bi)} = frac{ac + bd}{a^2 + b^2} + frac{bc - ad}{a^2 + b^2}i$。

复数的概念及几何意义

复数的概念及几何意义
复数的概念及几何意义
在数自身的发展中,求 解方程式数系扩充的重 要动力,
如:2x 1
得x 1 , 引入了有理数 2
x2 2 得x 2, 引入了无理数
? x2 1
引进一个新数 i,叫做虚数单位,并规定 : (1)它的平方等于 1,即i2 1
(2)实数与它进行四则运 算时,原有的加法、 乘法运算律仍然成立
复数a bi(a,b R)
实数(b
0)
虚数(b 0)(. 当a 0时为纯虚数)
全体复数构成的集合称为复数集, 记作C,显然R C
NZ Q R C
解:由复数相等的定义,得
x 2 3y, 2x y 1.
解得:xy
1, 1.
实数与数轴上的点意义对应,我们可以用数轴上的点来表示实数。
430 1 2
x
复数z a bi(a,b R)由实部a和虚部b两个实数确定,复数用 什么图形来表示呢?
y
b
Z
.
O1
a
x
y
b
Z
.
O1aΒιβλιοθήκη x向量OZ的模称为复数z a bi(a,b R)的模,记作z 或 a bi .由模的定义可 知,z a bi a2 b2 .如果b 0,那么z a bi是一个实数a,它的模等于z
(1)z1 3 2i;
y
(2)z2 1 3i.
解:在复平面内作图如 左图.
z2 1 3i ●
● ●

● ●● ● ● ● ●
O1
x


● z1 3 2i


(1) z1 3 2i 32 22 13 ,
z1 3 2i
(2) z2 1 3i

完整版)复数的定义

完整版)复数的定义

完整版)复数的定义第十四章复数一、复数的概念1.虚数单位:i规定:(1)i²= -1;(2)虚数单位i,可以与实数进行四则运算,在进行四则运算时,原有的加法,乘法运算律仍然成立。

2.复数:形如a+bi,a∈R,b∈R的数叫做复数,a叫实部,b叫虚部。

3.复数集:所有复数构成的集合,复数集C={x|x=a+bi。

a∈R。

b∈R}。

4.分类:b=0时为实数;b≠0时为虚数,a=0,b≠0时为纯虚数,且R∪C。

5.两个复数相等:a+bi=c+di ⇔ a=c且b=d(a,b,c,d∈R)。

例1:下面五个命题①3+4i比2+4i大;②复数3-2i的实部为3,虚部为-2i;③Z1,Z2为复数,Z1-Z2>0,那么Z1>Z2;④两个复数互为共轭复数,则其和为实数;⑤两个复数相等:a+bi=c+di ⇔ a=c且b=d(a,b,c,d∈R)。

例2:已知:Z=(m+1)+(m-1)i,m∈R,求Z为(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数时,求m的值。

例3:已知x²+y²-2i=6+(y-x)i,求实数x,y的值。

二、复数的几何意义Z=a+bi,a∈R,b∈R,与点(a,b)一一对应。

1.复平面:x轴叫实轴;y轴叫虚轴。

x轴上点为实数,y 轴上除原点外的点为纯虚数。

2.Z=a+bi;连接点(a,b)与原点,得到向量OZ,点Z(a,b),向量OZ,Z=a+bi之间一一对应。

3.模:Z=a+bi=OZ=√(a²+b²)。

注:Z的几何意义:令Z=x+yi(x,y∈R),则Z=√(x²+y²),由此可知表示复数Z的点到原点的距离就是Z的几何意义;Z1-Z2的几何意义是复平面内表示复数Z1,Z2的两点之间的距离。

三、复数的四则运算Z1=a+bi,Z2=c+di,a,b,c,d∈R。

1.加减法:Z1+Z2=(a+c)+(b+d)i;Z1-Z2=(a-c)+(b-d)i即实部与实部,虚部与虚部分别相加减。

高二数学复数知识点

高二数学复数知识点

高二数学复数知识点一、复数的概念与定义复数是实数的扩展,它由一个实部和一个虚部组成,一般形式为a+bi,其中a和b是实数,i是虚数单位,满足i²=-1的条件。

在复数中,当b不等于零时,我们称b为复数的虚部,而a则是实部。

如果b等于零,则复数退化为实数。

复数的引入,极大地丰富了数学的内涵,使得许多在实数范围内无法解决的问题得以解决。

二、复数的几何意义复数不仅仅是一种代数结构,它还具有丰富的几何意义。

在复平面上,每一个复数z=a+bi可以对应一个点(a,b),其中a是该点在实轴上的位置,b是该点在虚轴上的位置。

这样,复数与平面上的点建立了一一对应的关系。

复数的这种几何解释,使得我们可以用图形的方式直观地理解和处理复数问题。

三、复数的运算规则复数的运算是复数理论中的重要内容。

两个复数的加法、减法、乘法和除法都有明确的规则。

例如,两个复数相加时,只需将对应的实部和虚部分别相加即可;相乘时,则需要使用分配律,即将一个复数的实部与另一个复数的实部和虚部分别相乘,然后再将结果相加。

复数的除法则稍微复杂,需要引入共轭复数的概念,通过乘以分母的共轭来消除虚部,从而简化计算。

四、复数的模与辐角复数的模(或绝对值)是指复数在复平面上对应的点到原点的距离,用符号|z|表示,计算公式为√(a²+b²)。

复数的辐角(或称为相位角)则是复数向量与实轴正方向的夹角,用符号arg(z)表示。

辐角的计算需要使用反三角函数,并且在计算时需要注意角度的范围。

模和辐角是复数的两个重要属性,它们在解决复数问题时具有重要的应用价值。

五、复数的应用复数在数学的许多领域都有广泛的应用,例如在解析几何中,复数可以用来描述和解决平面上的点和直线的问题;在代数中,复数域是实数域的自然扩展,它使得多项式方程的根的个数不再受限于实数范围内;在物理学中,复数用于处理交变电流、波动等现象;在工程学中,复数则用于信号处理和系统分析等领域。

复数的概念及几何意义

复数的概念及几何意义

复数的概念及几何意义复数是数学中一种形式的数,包括实数和虚数。

它们一般有两个部分组成:实部和虚部。

复数的一般形式为a+bi,其中a和b分别是实数,i是虚数单位,满足i^2=-1复数的几何意义可以通过将它们表示为平面上的点来理解。

实部表示复数在实轴上的位置,虚部则表示复数在虚轴上的位置。

复数a+bi可以被视为复平面上的一个点(x, y),其中x是实部,y是虚部。

这个点与坐标原点形成的直角坐标系中的位置坐标。

复数的模是指复数与原点(0, 0)之间的距离,可以通过勾股定理计算。

给定复数a+bi,它的模记作,a+bi,定义为sqrt(a^2 + b^2)。

复数的模可以用来衡量复数的大小。

复数的幅角或辐角表示复数相对于正实轴的旋转角度。

可以使用三角函数来计算复数的幅角。

例如,对于复数a+bi,其幅角记作arg(a+bi),可以通过求解tan(theta) = b/a来计算,其中theta是幅角。

复数的几何意义在很多数学和物理领域都有广泛应用。

以下是一些常见的应用领域:1.电路分析:复数在电路分析中起着重要的作用,特别是在交流电路的分析中。

复数可以表示电路元件的阻抗和容抗,并且可以通过复数运算来计算电路中电流和电压的相位关系。

2.信号处理:复数在信号处理领域中用于分析和处理复杂波形。

通过将信号表示为复数的幅角和频率,可以进行频域分析和滤波等操作。

3.控制理论:复数在控制系统理论中用于表示系统的频率响应和稳定性。

复数的幅角和模可以用于设计控制系统的稳定性条件。

4.波动理论:复数在波动理论中用于描述波的传播和干涉。

复数的幅角和模可以用于计算波的相位差和振幅。

5.分形几何:复数在分形几何中用于描述复杂图形的生成和变换。

复数的幅角可以用于旋转和缩放图形。

总结起来,复数是一种数学工具,它可以通过几何方法来理解和解释。

复数的几何意义涵盖了电路分析、信号处理、控制理论、波动理论和分形几何等多个领域。

通过了解复数的几何意义,可以更好地应用和理解复数的数学概念。

复数的概念及复数的几何意义

复数的概念及复数的几何意义

复数的概念及复数的几何意义复数是数学中一种特殊的数形式,由实数和虚数组成。

在复数形式中,虚数单位i满足i²=-1、一个典型的复数可以表示为a+bi,其中a是实部,b是虚部。

复数的几何意义可以通过使用复平面来解释。

复平面是由实数轴和虚数轴组成的平面,将复数表示为平面上的点。

实部对应于横坐标,虚部对应于纵坐标。

根据这个表示法可以将复数表示为平面上的点。

实部和虚部可以是任意实数,因此复数在平面上可以表示为平面上的任意点。

平面上的坐标点(a,b)对应于复数a+bi。

平面上的原点(0,0)对应于复数0,纵坐标为0的点(0,b)对应于纯虚数bi,而横坐标为0的点(a,0)对应于纯实数a。

复数的运算可以通过在复平面上进行向量运算来实现。

两个复数的加法就是将两个向量叠加在一起,而减法就是将一个向量从另一个向量中减去。

乘法可以通过将复数旋转和缩放来实现。

复数的模可以用勾股定理推导得出:对于复数a+bi,它的模等于√(a²+b²),表示为,a+bi。

模是复数的长度或距离原点的距离。

两个复数的模的乘积等于它们的乘积的模,即,a+bi, * ,c+di, = ,(a+bi)(c+di)。

复数的共轭是将虚部取负得到的,即a-bi是复数a+bi的共轭。

共轭复数在复平面上呈镜像关系,共轭对称于实轴。

复数的实部是自身的共轭,虚部取负是自身的共轭。

通过使用复数,可以解决许多实数范围内无法解决的问题。

例如,求根公式中的虚数单位i是由复数域推导而来。

复数也广泛应用于工程学、物理学和信号处理等领域。

实际上,电路和信号可以使用复数进行建模和分析。

总之,复数是数学中重要的概念之一,它由实数和虚数组成,并可以通过复平面表示。

复数的几何意义在于将复数表示为平面上的点,实部对应于横坐标,虚部对应于纵坐标。

复数可以进行向量运算,包括加法、减法、乘法和取共轭。

复数的模是其到原点的距离,模的乘积等于乘积的模。

复数的共轭是虚部取负得到的。

(完整版)高中数学复数讲义.教师版

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复数知识内容一、复数的看法1.虚数单位i:(1)它的平方等于 1 ,即i2 1 ;(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律依旧建立.(3) i 与- 1 的关系 :i 就是1的一个平方根,即方程21 的一个根,方程21 的另一个根是 -i .x x(4) i 的周期性:i 4n 1i , i 4n 2 1 , i 4n 3i , i 4 n 1 .实数 a( b0)2.数系的扩大:复数a bibi( b0)纯虚数 bi( a0)虚数 a非纯虚数 a bi( a0)3.复数的定义:形如 a bi( a ,b R ) 的数叫复数, a 叫复数的实部,b叫复数的虚部.全体复数所成的会集叫做复数集,用字母 C 表示4.复数的代数形式 :平时用字母 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:关于复数 a bi ( a ,b R) ,当且仅当 b0时,复数 a bi( a ,b R) 是实数a;当 b 0 时,复数z a bi 叫做虚数;当a0 且 b0 时, z bi 叫做纯虚数;当且仅当 a b 0 时,z就是实数 06.复数集与其他数集之间的关系:N 苘Z Q 苘 R C7.两个复数相等的定义:假如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,假如a,a,b,d,c ,d R ,那么 a bi c di a c ,b d二、复数的几何意义1.复平面、实轴、虚轴:复数 z a bi( 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z a bi( 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..关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 ,它所确立的复数是z 0 0i 0 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)这就是复数的一种几何意义.也就是复数的另一种表示方法,即几何表示方法.三、复数的四则运算1.复数z1与z2的和的定义:z1z2 a bi c di a c b d i2.复数z1与z2的差的定义:z1 z2 a bi c di a c b d i3.复数的加法运算满足交换律: z1z2z2z14.复数的加法运算满足联合律: ( z1z2 )z3z1(z2 z3 )5.乘法运算规则:设 z1 a bi , z2c di ( a、b、c、d R )是任意两个复数,那么它们的积 z1 z2 a bi c di ac bd bc ad i其实就是把两个复数相乘,近似两个多项式相乘,在所得的结果中把i 2换成1,而且把实部与虚部分别合并.两个复数的积依旧是一个复数.6.乘法运算律:(1) z1 z2 z3z1 z2 z3(2) (z1 z2 ) z3z1 ( z2 z3 )(3) z 1 z 2 z 3z 1 z 2 z 1 z 37. 复数除法定义:满足 c di x yia bi 的复数 x yi ( x 、 y R )叫复数 abi 除以复数 cdi 的商,记为:(a bi)c di 也许abic di8. 除法运算规则:设复数 a bi ( a 、 b R ) ,除以 c di ( c , d R ),其商为 x yi ( x 、 yR ) ,即 ( a bi) c dixyi ∵ xyi c dicx dydx cy i∴ cxdydx cy i a bix ac bdcx dy ac 2d 2由复数相等定义可知,解这个方程组,得dxcyb bc,yadc 2d 2于是有 : (a bi)cdi ac bdbc adi2 222cdcd ②利用c di c di c 22abi的分母有理化得:d 于是将 c di原式a bi (abi)( c di) [ ac bi ( di)] (bc ad)ic di (cdi)( cdi)c2d2(acbd ) (bc ad)i ac bd bc adc 2d 2 c 2 d 2 c 2d 2 i .∴ ( (abi)c di ac bd bc adc 2d 22d 2ic评论 : ①是惯例方法,②是利用初中我们学习的化简无理分式时,都是采纳的分母有理化思想方法,而复数 c di 与复数 c di ,相当于我们初中学习的3 2 的对偶式 3 2 ,它们之积为1是有理数,而 c di c dic 2d 2 是正实数.所以可以分母实数化.把这类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。

复数的概念及其几何意义

复数的概念及其几何意义

m − 1 ≠ 0
2
即 纯虚数. 纯虚数.
2
复数z m = −1时,复数 是
练习: 练习:当m为何实数时,复数 为何实数时,
Z = m + m− 2 + (m −1)i
是 (1)实数 (2)虚数 (3)纯虚数 (m = − 2 ) (m ≠ ± 1) (m = ± 1)
如何定义两个复数的相等? 如何定义两个复数的相等?
a+i
bi
a+bi
形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数 ∈ 的数叫做复数 的数叫做复数. 形如
全体复数所形成的集合叫做复数集 复数集, 全体复数所形成的集合叫做复数集, 一般用字母C 一般用字母C表示 .
现在我们就引入这样一个数 i ,并且规定: 并且规定: (1)i2=−1; ) =−1 (2)实数可以与 i 进行四则运算,在进行四则运 ) 进行四则运算, 算时,原有的加法与乘法的运算率(包括交换率、 算时,原有的加法与乘法的运算率(包括交换率、结 合率和分配率)仍然成立。 合率和分配率)仍然成立。
y z=a+bi Z (a,b)
O
x
小结
求下列复数的模: 例4 求下列复数的模: (1)z1=-5i (2)z2=-3+4i (3)z3=5-5i (4)z4=1+mi(m∈R) (5)z5=4a-3ai(a<0) ∈ 解
z
1
=
5
z
2
=
5
z3 = 5 2
z4 = 1+ m 2 z5 = 25a =−5a
a b
一一对应
直角坐标系中的点Z(a,b) 直角坐标系中的点 (形) 建立了平面直角 坐标系来表示复数的 平面 ------复数平面 复数平面 (简称复平面) 简称复平面 简称复平面

(完整版)复数知识点归纳

(完整版)复数知识点归纳

复数【知识梳理】一、复数的根本概念1、虚数单位的性质i 叫做虚数单位,并规定:①i 可与实数进行四那么运算;②12-=i ;这样方程12-=x 就有解了,解为i x =或i x -=2、复数的概念〔1〕定义:形如bi a +(a ,b ∈R )的数叫做复数,其中i 叫做虚数单位,a 叫做,b 叫做。

全体复数所成的集合C 叫做复数集。

复数通常用字母z 表示,即bi a z +=(a ,b ∈R )对于复数的定义要注意以下几点:①bi a z +=(a ,b ∈R )被称为复数的代数形式,其中bi 表示b 与虚数单位i 相乘②复数的实部和虚部都是实数,否那么不是代数形式〔2〕分类:例题:当实数m 为何值时,复数i m m m m )3()65(-++-是实数?虚数?纯虚数?二、复数相等也就是说,两个复数相等,充要条件是他们的实部和虚局部别相等注意:只有两个复数全是实数,才可以比拟大小,否那么无法比拟大小例题:0)4()3(=-+-+i x y x 求y x ,的值三、共轭复数bi a +与di c +共轭),,,(,R d c b a d b c a ∈-==⇔bi a z +=的共轭复数记作bi a z -=_,且22_b a z z +=⋅ 四、复数的几何意义1、复平面的概念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。

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、复数的几何意义复数bi a z +=与复平面内的点),(b a Z 及平面向量),(b a OZ =→),(R b a ∈是一一对应关系〔复数的实质是有序实数对,有序实数对既可以表示一个点,也可以表示一个平面向量〕相等的向量表示同一个复数例题:〔1〕当实数m 为何值时,复平面内表示复数i m m m m z )145()158(22--++-=的点①位于第三象限;②位于直线x y =上〔2〕复平面内)6,2(=→AB ,→→AB CD //,求→CD 对应的复数3、复数的模:向量→OZ 的模叫做复数bi a z +=的模,记作z 或bi a +,表示点),(b a 到原点的距离,即=z 22b a bi a +=+,z z =假设bi a z +=1,di c z +=2,那么21z z -表示),(b a 到),(d c 的距离,即2221)()(d b c a z z -+-=- 例题:i z +=2,求i z +-1的值五、复数的运算〔1〕运算法那么:设z 1=a +b i ,z 2=c +d i ,a ,b ,c ,d ∈R①i d b c a di c bi a z z )()(21+++=+++=±②i ad bc bd ac di c bi a z z )()()()(21++-=+⋅+=⋅ ③2221)()()()())(()()(dc i ad bc bd ac di c di c di c bi a di c bi a z z +-++=-⋅+-+=++= 〔2〕OZ 1ZZ 2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即=+,=-.六、常用结论〔1〕i ,12-=i ,i i -=3,14=i求n i ,只需将n 除以4看余数是几就是i 的几次例题:=675i(2)i i 2)1(2=+,i i 2)1(2-=-(3)1)2321(3=±-i ,1)2321(3-=±i 【思考辨析】判断下面结论是否正确(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,因此复数可以比拟大小.( )(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.() 【考点自测】1.(2021·安徽)设i是虚数单位,那么复数(1-i)(1+2i)等于()A.3+3iB.-1+3iC.3+iD.-1+i2.(2021·课标全国Ⅰ)复数z满足(z-1)i=1+i,那么z等于()A.-2-iB.-2+iC.2-iD.2+i3.在复平面内,复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B.假设C为线段AB的中点,那么点C对应的复数是()A.4+8iB.8+2iC.2+4iD.4+ia,b∈R a+i=2-b i,那么(a+b i)2等于()A.3-4iB.3+4iC.4-3iD.4+3i5.(1+2i)=4+3i,那么z=________.【题型分析】题型一复数的概念例1z=a-(a∈R)是纯虚数,那么a的值为()(2)a∈R,复数z1=2+a i,z2=1-2i,假设为纯虚数,那么复数的虚部为()A.1B.iC.(3)假设z1=(m2+m+1)+(m2+m-4)i(m∈R),z2=3-2i,那么“m=1〞是“z1=z2〞的()引申探究1.对本例(1)中的复数z,假设|z|=,求a的值.2.在本例(2)中,假设为实数,那么a=________.思维升华解决复数概念问题的方法及考前须知(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.(1)假设复数z=(x2-1)+(x-1)i为纯虚数,那么实数x的值为()A.-1B.0C.1D.-1或1(2)(2021·浙江)i是虚数单位,a,b∈R,那么“a=b=1〞是“(a+b i)2=2i〞的()题型二复数的运算命题点1复数的乘法运算例2(1)(2021·湖北)i为虚数单位,i607的共轭复数为()A.iB.-iC.1D.-1(2)(2021·北京)复数i(2-i)等于()A.1+2iB.1-2iC.-1+2iD.-1-2i命题点2复数的除法运算例3(1)(2021·湖南)=1+i(i为虚数单位),那么复数z等于()A.1+iB.1-iC.-1+iD.-1-i(2)()6+=________.命题点3复数的运算与复数概念的综合问题例4(1)(2021·天津)i是虚数单位,假设复数(1-2i)(a+i)是纯虚数,那么实数a的值为________.(2)(2021·江苏)复数z=(5+2i)2(i为虚数单位),那么z的实部为________.命题点4复数的综合运算例5(1)(2021·安徽)设i是虚数单位,表示复数zz=1+i,那么+i·等于()(2)假设复数z满足(3-4i)z=|4+3i|,那么z的虚部为()A.-4B.-C.4D.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那么运算,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那么化简,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那么化简,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、除法法那么进行运算,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.(1)(2021·山东)假设复数z满足=i,其中i为虚数单位,那么z等于()A.1-iB.1+iC.-1-iD.-1+i(2)2021=________.(3)+2021=________.题型三复数的几何意义例6(1)(2021·重庆)实部为-2,虚部为1的复数所对应的点位于复平面的()(2)△ABC的三个顶点对应的复数分别为z1,z2,z3,假设复数z满足|z-z1|=|z-z2|=|z-z3|,那么z 对应的点为△ABC的()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.(1)如图,在复平面内,点A表示复数z,那么图中表示z的共轭复数的点是()A.AB.BC.CD.D(2)z是复数,z+2i、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.【思想与方法】解决复数问题的实数化思想典例x,y为共轭复数,且(x+y)2-3xy i=4-6i,求x,y.思维点拨(1)x,y为共轭复数,可用复数的根本形式表示出来;(2)利用复数相等,将复数问题转化为实数问题.温馨提醒(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根本的思想方法. (2)此题求解的关键是先把x、y用复数的根本形式表示出来,再用待定系数法求解.这是常用的数学方法.(3)此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.【方法与技巧】1.复数的代数形式的运算主要有加、减、乘、除及求低次方根.除法实际上是分母实数化的过程.z=a+b i(a,b∈R z=a+b i(a,b∈R),既要从整体的角度去认识它,把复数看成一个整体,又要从实部、虚部的角度分解成两局部去认识.3.在复数的几何意义中,加法和减法对应向量的三角形法那么,其方向是应注意的问题,平移往往和加法、减法相结合.【失误与防范】1.判定复数是实数,仅注重虚部等于0是不够的,还需考虑它的实部是否有意义.2.两个虚数不能比拟大小.a+b i(a,b∈R)中的实数b,即虚部是一个实数.【稳固练习】1.(2021·福建)假设(1+i)+(2-3i)=a+b i(a,b∈R,i是虚数单位),那么a,b的值分别等于()A.3,-2B.3,2C.3,-3D.-1,4z=+i,那么|z|等于()A.B.C.3.(2021·课标全国Ⅱ)假设a为实数,且(2+a i)(a-2i)=-4i,那么a等于()4.假设i为虚数单位,图中复平面内点Z表示复数z,那么表示复数的点是()A.EB.FC.GD.H5.(2021·江西)是z的共轭复数,假设z+=2,(z-)i=2(i为虚数单位),那么z等于()A.1+iB.-1-iC.-1+iD.1-i6.(2021·江苏)设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),那么z的模为________.=a+b i(a,b为实数,i为虚数单位),那么a+b=________.8.复数(3+i)m-(2+i)对应的点在第三象限内,那么实数m的取值范围是________.9.计算:(1);(2);(3)+;(4).z1=+(10-a2)i,z2=+(2a-5)i,假设1+z2是实数,求实数a的值.【能力提升】z1,z2满足z1=m+(4-m2)i,z2=2cosθ+(λ+3sinθ)i(m,λ,θ∈R),并且z1=z2,那么λ的取值范围是()A.[-1,1]B.C.D.f(n)=n+n(n∈N*),那么集合{f(n)}中元素的个数为()z=x+y i,且|z-2|=,那么的最大值为________.a∈R,假设复数z=+在复平面内对应的点在直线x+y=0上,那么a的值为____________.15.假设1+i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0的一个复数根,那么b=________,c=________. 【稳固练习参考答案】1A.2.B.3.B..5.D.6..7.3.8.m<.9.解(1)==-1-3i.(2)====+i.(3)+=+=+=-1.(4)====--i.10.解1+z2=+(a2-10)i++(2a-5)i=+[(a2-10)+(2a-5)]i=+(a2+2a-15)i.∵1+z2是实数,∴a2+2a-15=0,解得a=-5或a=3.又(a+5)(a-1)≠0,∴a≠-5且a≠1,故a=3.11.解析由复数相等的充要条件可得化简得4-4cos2θ=λ+3sinθ,由此可得λ=-4cos2θ-3sinθ+4=-4(1-sin2θ)-3sinθ+4=4sin2θ-3sinθ=42-,因为sinθ∈[-1,1],所以4sin2θ-3sinθ∈.答案C12.解析f(n)=n+n=i n+(-i)n,f(1)=0,f(2)=-2,f(3)=0,f(4)=2,f(5)=0,…∴集合中共有3个元素.答案 C13.解析∵|z-2|==,∴(x-2)2+y2max==.14.解析∵z=+=+i,∴依题意得+=0,∴a=0.15.解析∵实系数一元二次方程x2+bx+c=0的一个虚根为1+i,∴其共轭复数1-i也是方程的根.由根与系数的关系知,∴b=-2,c=3.。

复数的基本概念和几何意义

复数的基本概念和几何意义

复数的基本概念和几何意义复数是数学中的一个重要概念,它由一个实数部分和一个虚数部分组成。

一个复数可以用以下形式表示:a+bi,其中a为实数部分,b为虚数部分,i为虚数单位,即i^2=-1复数的基本概念包括实数部分和虚数部分。

实数部分是复数的实际部分,它可以是任何实数。

虚数部分是复数中的虚构部分,它必须乘以虚数单位i才能表示。

实数部分和虚数部分都可以是负数。

复数的几何意义可以通过复平面理解。

复平面是一个由实数轴和虚数轴构成的平面。

实数轴表示实数部分,虚数轴表示虚数部分。

复数a+bi 可以在复平面上表示为一个点,实数部分对应的是x坐标,虚数部分对应的是y坐标。

复数的模表示复数到原点的距离,可以通过勾股定理求得。

模的值是一个非负实数。

复数的共轭表示实数部分不变,虚数部分取相反数,即a-bi。

复数可以进行加法、乘法和求逆运算。

复数的加法和减法可以通过实数部分和虚数部分分别相加或相减得到。

复数的乘法可以通过FOIL法则展开得到。

复数的求逆可以通过取共轭复数,将实数部分除以模的平方得到。

复数的基本性质包括交换律、结合律、分配律等。

复数可以进行四则运算,并满足这些性质。

复数的重要应用包括在电路分析、量子力学、工程计算等领域。

复数在这些领域中能够提供更加精确和便捷的计算手段。

总结起来,复数是由实数部分和虚数部分组成的数,它可以在复平面上表示为一个点。

复数有加法、乘法和求逆等运算,满足交换律、结合律和分配律。

复数的几何意义可以帮助我们理解和应用它们。

复数在数学和实际应用中都有重要的意义。

复数的几何意义

复数的几何意义

复数的几何意义复数是由实数和虚数构成的数学概念,它在几何学中有着重要的意义。

本文将探讨复数的几何意义,以及它在几何图形、向量和共轭等方面的应用。

一、复数的定义及表示方式复数是由实部和虚部构成的,通常可以表示为z = a + bi,其中a为实部,bi为虚部且i为虚数单位。

实部和虚部分别在数轴的实轴和虚轴上表示。

二、复数的几何意义1. 复平面复数可以看作是在复平面上的点,这个平面由实轴和虚轴组成。

实部决定复数的横坐标,虚部决定复数的纵坐标。

2. 几何解释当复数z不是实数时,可以将其表示为z = a + bi的形式,其中a和b都是实数。

在复平面上,可以将其视为一个点,即复数z对应着复平面上的一个点P(a,b)。

3. 共轭复数对于复数z = a + bi,它的共轭复数为z* = a - bi。

在复平面上,过点P(a,b)作虚轴的垂线,与虚轴的交点为点P',那么P'对应的复数就是z*。

共轭复数的实部相同,虚部相反。

共轭复数在几何上可以表示为关于x轴对称的点。

4. 复数的模复数的模表示复数到原点的距离,可以用勾股定理求得。

对于复数z = a + bi,它的模记为|z|,可以表示为|z| = √(a^2 + b^2)。

在复平面上,模就是复数对应点到原点的距离。

5. 向量复数也可以看作是一个向量,在二维平面上表示了大小和方向。

向量的模表示了向量的长度,角度表示了向量与x轴之间的夹角。

三、复数的应用1. 几何图形复数在几何图形中有着广泛的应用。

通过复数运算可以进行平移、旋转和缩放等操作,方便地进行几何变换。

2. 向量复数可以表示向量,因此在物理学、工程学和计算机图形学等领域中广泛应用。

复数的加法和减法对应向量的平移,复数的乘法对应向量的缩放和旋转。

3. 共轭共轭复数在电路分析、信号处理等领域有着重要应用。

共轭复数可以用于表示交流电路中的功率、电流和电压关系,以及信号频谱中的共轭对称性等。

四、总结复数在几何学中有着重要的意义,可以表示复平面上的点,并且可以进行几何变换。

(完整版)复数基础知识点

(完整版)复数基础知识点

1、复数的定义:设i 为方程21x =-的根,i 称为虚数单位,形如()a bi a b R +∈、的数,称为复数.所有复数构成的集合称复数集,通常用C 来表示.a 为实部,b 为虚部 2.复数集整 数有 理 数实数(0)分 数复 数(,)无理数(无限不循环小数)纯 虚 数(0)虚 数(0)非 纯 虚 数(0)b a bi a b R a b a ⎧⎧⎧⎪⎪⎨=⎨⎪⎩⎪⎪+∈⎨⎩⎪⎧≠⎪≠⎨⎪=⎩⎩3.复数的几何意义对任意复数z=a+bi (a,b ∈R ),a 称实部记作Re(z),b 称虚部记作Im(z).z=ai 称为代数形式,它由实部、虚部两部分构成;若将(a,b)作为坐标平面内点的坐标,那么z 与坐标平面唯一一个点相对应,从而可以建立复数集与坐标平面内所有的点构成的集合之间的一一映射。

因此复数可以用点来表示,表示复数的平面称为复平面,x 轴称为实轴,y 轴去掉原点称为虚轴,点称为复数的几何形式;如果将(a,b)作为向量的坐标,复数z 又对应唯一一个向量。

4. 两个复数相等的定义:a bi c di a c +=+⇔=且b d =(其中a b c d R ∈,,,,)特别地,00a bi a b +=⇔==.5.复数的四则运算 设111z a b i =+,222z a b i =+(1)加法:()()121212z z a a b b i +=+++,即实部与实部相加,虚部与虚部相加;(2)减法:()()121212z z a a b b i -=-+-,即实部与实部相减,虚部与虚部相减; (3)乘法:()()1212122112z z a a b b a b a b i ⋅=-++ , 特别22z z a b ⋅=+;(4)除法c diz a bi+=+(,a b 是均不为0的实数)的化简就是通过分母实数化的方法将分母化为实数,即分子分母同时乘以分母的共轭复数,然后再化简:()()22ac bd ad bc i c di c di a bi z a bi a bi a bi a b ++-++-==⋅=++-+;(5)四则运算的交换率、结合率;分配率都适合于复数的情况。

复数几何意义及运算知识点讲解+例题讲解(含解析)

复数几何意义及运算知识点讲解+例题讲解(含解析)

复数几何意义及运算一、知识梳理1.复数的有关概念2.复数的几何意义复数集C和复平面内所有的点组成的集合是一一对应的,复数集C与复平面内所有以原点O为起点的向量组成的集合也是一一对应的,即(1)复数z=a+b i复平面内的点Z(a,b)(a,b∈R).(2)复数z=a+b i(a,b∈R)平面向量OZ→.3.复数的运算设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),则(1)加法:z1+z2=(a+b i)+(c+d i)=(a+c)+(b+d)i;(2)减法:z1-z2=(a+b i)-(c+d i)=(a-c)+(b-d)i;(3)乘法:z1·z2=(a+b i)·(c+d i)=(ac-bd)+(ad+bc)i;(4)除法:z1z2=a+b ic+d i=(a+b i)(c-d i)(c+d i)(c-d i)=ac +bd +(bc -ad )i c 2+d 2(c +d i ≠0).小结:1.i 的乘方具有周期性i n=⎩⎨⎧1,n =4k ,i ,n =4k +1,-1,n =4k +2,-i ,n =4k +3(k ∈Z ).2.复数的模与共轭复数的关系 z ·z -=|z |2=|z -|2. 3.两个注意点(1)两个虚数不能比较大小;(2)利用复数相等a +b i =c +d i 列方程时,注意a ,b ,c ,d ∈R 的前提条件.二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )中,虚部为b i.( )(2)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.( ) (3)原点是实轴与虚轴的交点.( )(4)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.( )解析 (1)虚部为b ;(2)虚数不可以比较大小. 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√2.若复数(a 2-3a +2)+(a -1)i 是纯虚数,则实数a 的值为( ) A.1B.2C.1或2D.-1解析 依题意,有⎩⎨⎧a 2-3a +2=0,a -1≠0,解得a =2,故选B.答案 B3.复数⎝ ⎛⎭⎪⎫52-i 2的共轭复数是( )A.2-iB.2+iC.3-4iD.3+4i解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫52-i 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤5(2+i )(2-i )(2+i )2=(2+i)2=3+4i ,所以其共轭复数是3-4i. 答案 C4.(2017·全国Ⅱ卷)3+i 1+i =( )A.1+2iB.1-2iC.2+iD.2-i解析3+i 1+i =(3+i )(1-i )(1+i )(1-i )=2-i. 答案 D5.(2018·北京卷)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.第四象限解析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.答案 D6.(2019·青岛一模)已知复数z =-1+i(i 是虚数单位),则z +2z 2+z=________. 解析 ∵z =-1+i ,则z 2=-2i ,∴z +2z 2+z =1+i -1-i =(1+i )(-1+i )(-1-i )(-1+i )=-22=-1. 答案 -1考点一 复数的相关概念【例1】 (1)(2019·上海崇明区质检)已知z =2-ii ,则复数z 的虚部为( ) A.-iB.2C.-2iD.-2(2)已知在复平面内,复数z 对应的点是Z (1,-2),则复数z 的共轭复数z -=( ) A.2-i B.2+i C.1-2iD.1+2i(3)(2019·大连一模)若复数z =1+i1+a i为纯虚数,则实数a 的值为( ) A.1B.0C.-12D.-1解析 (1)∵z =2-i i =(2-i )(-i )i·(-i )=-1-2i ,则复数z 的虚部为-2.故选D.(2)∵复数z 对应的点是Z (1,-2),∴z =1-2i ,∴复数z 的共轭复数z -=1+2i ,故选D. (3)设z =b i ,b ∈R 且b ≠0, 则1+i 1+a i=b i ,得到1+i =-ab +b i , ∴1=-ab ,且1=b , 解得a =-1,故选D. 答案 (1)D (2)D (3)D【训练1】 (1)已知复数z 满足:(2+i)z =1-i ,其中i 是虚数单位,则z 的共轭复数为( ) A.15-35i B.15+35i C.13-iD.13+i(2)(2019·株洲二模)设i 为虚数单位,1-i =2+a i1+i ,则实数a =( )A.2B.1C.0D.-1解析 (1)由(2+i)z =1-i ,得z =1-i 2+i =(1-i )(2-i )(2+i )(2-i )=15-35i ,∴z -=15+35i.故选B. (2)∵1-i =2+a i1+i,∴2+a i =(1-i)(1+i)=2, 解得a =0.故选C. 答案 (1)B (2)C考点二 复数的几何意义【例2】 (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)(2019·北京新高考调研考试)在复平面内,复数z 对应的点与21-i对应的点关于实轴对称,则z =( ) A.1+i B.-1-i C.-1+iD.1-i解析 (1)由题可得,z 1z 2=1+i 1+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)∵复数z 对应的点与21-i =2(1+i )(1-i )(1+i )=1+i 对应的点关于实轴对称,∴z =1-i.故选D. 答案 (1)D (2)D【训练2】 (1)设i 是虚数单位,则复数11+i 在复平面内对应的点位于( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限(2)如图,若向量OZ→对应的复数为z ,则z +4z表示的复数为( )A.1+3iB.-3-iC.3-iD.3+i解析 (1)11+i =1-i (1+i )(1-i )=12-12i ,则复数z 对应的点为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-12,在第四象限,故选D.(2)由题图可得Z (1,-1),即z =1-i ,所以z +4z =1-i +41-i =1-i +4(1+i )(1-i )(1+i )=1-i +4+4i2=1-i +2+2i =3+i.故选D.答案 (1)D (2)D考点三 复数的运算【例3】 (1)(2018·全国Ⅲ卷)(1+i)(2-i)=( ) A.-3-i B.-3+i C.3-iD.3+i(2)(2018·全国Ⅰ卷)设z =1-i1+i+2i ,则|z |=( ) A.0B.12C.1D.2(3)设复数z =1+2i ,则z 2+3z -1=( )A.2iB.-2iC.2D.-2(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 6+2+3i 3-2i=________. 解析 (1)(1+i)(2-i)=2-i +2i -i 2=3+i.故选D.(2)∵z =1-i 1+i +2i =(1-i )2(1+i )(1-i )+2i =1-2i -12+2i =i ,∴|z |=|i|=1.故选C.(3)z 2+3z -1=(1+2i )2+31+2i -1=12+4i +4i 2+32i =4i 2i =2.故选C.(4)原式=⎣⎢⎡⎦⎥⎤(1+i )226+(2+3i )(3+2i )(3)2+(2)2 =i 6+6+2i +3i -65=-1+i.答案 (1)D (2)C (3)C (4)-1+i【训练3】 (1)(2018·全国Ⅱ卷)i(2+3i)=( ) A.3-2i B.3+2i C.-3-2iD.-3+2i(2)已知i 为虚数单位,则1+i3-i =( )A.2-i 5B.2+i 5C.1-2i 5D.1+2i 5(3)设z =1+i(i 是虚数单位),则z 2-2z =( ) A.1+3i B.1-3i C.-1+3iD.-1-3i解析 (1)i(2+3i)=2i +3i 2=-3+2i ,故选D. (2)1+i 3-i =(1+i )(3+i )(3-i )(3+i )=1+2i5. (3)因为z =1+i ,所以z 2=(1+i)2=1+2i +i 2=2i ,2z =21+i =2(1-i )(1+i )(1-i )=2(1-i )1-i 2=2(1-i )2=1-i ,则z 2-2z =2i -(1-i)=-1+3i.故选C.答案 (1)D (2)D (3)C三、课后练习1.(2019·烟台检测)设a ,b ∈R ,a =3+b i3-2i(i 是虚数单位),则b =( )A.-2B.-1C.1D.2解析 因为a =3+b i 3-2i =(3+b i )(3+2i )(3-2i )(3+2i )=9-2b 13+(6+3b )i13,a ∈R ,所以6+3b13=0⇒b =-2,故选A. 答案 A2.设x ∈R ,i 是虚数单位,则“x =2”是“复数z =(x 2-4)+(x +2)i 为纯虚数”的( )A.充分不必要条件B.充要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析 由复数z =(x 2-4)+(x +2)i 为纯虚数, 得⎩⎨⎧x 2-4=0,x +2≠0,解得x =2, 所以“x =2”是“复数z =(x 2-4)+(x +2)i 为纯虚数”的充要条件,故选B. 答案 B3.计算⎝⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 019+⎝⎛⎭⎪⎫1-i 1+i 2 019=( )A.-2iB.0C.2iD.2解析 ∵1+i 1-i =(1+i )2(1+i )(1-i )=2i2=i ,1-i 1+i =-i ,∴⎝⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2 019+⎝⎛⎭⎪⎫1-i 1+i 2 019=(i 4)504·i 3+[(-i)4]504·(-i)3=-i +i =0.答案 B4.(2019·湖南三湘名校联考)已知i 为虚数单位,复数z =3+2i2-i,则以下为真命题的是( )A.z 的共轭复数为75-4i5B.z 的虚部为85 C.|z |=3D.z 在复平面内对应的点在第一象限 解析 ∵z =3+2i 2-i =(3+2i )(2+i )(2-i )(2+i )=45+7i5, ∴z 的共轭复数为45-7i 5,z 的虚部为75, |z |=⎝ ⎛⎭⎪⎫452+⎝ ⎛⎭⎪⎫752=655,z 在复平面内对应的点为⎝ ⎛⎭⎪⎫45,75,在第一象限,故选D. 答案 D。

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复数一、考点、热点回顾1.复数的有关概念 (1)复数①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表示方法: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.a 叫做复数z 的实部,b 叫做复数z 的虚部.注意:复数m +n i 的实部、虚部不一定是m 、n ,只有当m ∈R ,n ∈R 时,m 、n 才是该复数的实部、虚部. (2)复数集①定义:全体复数所成的集合叫做复数集. ②表示:通常用大写字母C 表示.2.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 ≠0(2)复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系3.复数相等的充要条件设a 、b 、c 、d 都是实数,则a +b i =c +d i ⇔a =c 且b =d ,a +b i =0⇔a =b =0. 注意:(1)应用复数相等的充要条件时注意要先将复数化为z =a +b i (a ,b ∈R )的形式,即分离实部和虚部.(2)只有当a =c 且b =d 的时候才有a +b i =c +d i ,a =c 和b =d 有一个不成立时,就有a +b i ≠c +d i. (3)由a +b i =0,a ,b ∈R ,可得a =0且b =0.4.复平面的概念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.5.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 →.6.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,记作|z |,且|z |= a 2+b 2.注意: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.二、典型例题考点一、复数的概念 例1、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(x 2-4)+(x 2+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,则③错误.显然,④正确.故选D.【答案】 D变式训练1、1.对于复数a +b i (a ,b ∈R ),下列说法正确的是( )A.若a =0,则a +b i 为纯虚数B.若a +(b -1)i =3-2i ,则a =3,b =-2C.若b =0,则a +b i 为实数D.i 的平方等于1解析:选C.对于A ,当a =0时,a +b i 也可能为实数; 对于B ,若a +(b -1)i =3-2i ,则a =3,b =-1; 对于D ,i 的平方为-1.故选C.2.若4-3a -a 2i =a 2+4a i ,则实数a 的值为( ) A.1 B.1或-4 C.-4 D.0或-4解析:选C.易知⎩⎪⎨⎪⎧4-3a =a 2,-a 2=4a ,解得a =-4.考点二、复数的分类例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 为实数?(2)z 为虚数?(3)z 为纯虚数?【解】 (1)要使z 为实数,m 需满足m 2+2m -3=0,且m (m +2)m -1有意义,即m -1≠0,解得m =-3.(2)要使z 为虚数,m 需满足m 2+2m -3≠0,且m (m +2)m -1有意义,即m -1≠0,解得m ≠1且m ≠-3.(3)要使z 为纯虚数,m 需满足m (m +2)m -1=0,且m 2+2m -3≠0,解得m =0或-2.变式训练2、当实数m 为何值时,复数lg (m 2-2m -7)+(m 2+5m +6)i 是(1)纯虚数;(2)实数.解:(1)复数lg (m 2-2m -7)+(m 2+5m +6)i 是纯虚数,则⎩⎪⎨⎪⎧lg (m 2-2m -7)=0,m 2+5m +6≠0,解得m =4.(2)复数lg (m 2-2m -7)+(m 2+5m +6)i 是实数,则⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m -7>0,m 2+5m +6=0,解得m =-2或m =-3.考点三、复数相等 例3、(1)若(x +y )+y i =(x +1)i ,求实数x ,y 的值;(2)已知a 2+(m +2i )a +2+m i =0(m ∈R )成立,求实数a 的值;(3)若关于x 的方程3x 2-a2x -1=(10-x -2x 2)i 有实根,求实数a 的值.【解】 (1)由复数相等的充要条件,得⎩⎪⎨⎪⎧x +y =0,y =x +1,解得⎩⎨⎧x =-12,y =12.(2)因为a ,m ∈R ,所以由a 2+am +2+(2a +m )i =0,可得⎩⎪⎨⎪⎧a 2+am +2=0,2a +m =0,解得⎩⎨⎧a =2,m =-22或⎩⎨⎧a =-2,m =22,所以a =±2.(3)设方程的实根为x =m ,则原方程可变为3m 2-a2m -1=(10-m -2m 2)i ,所以⎩⎪⎨⎪⎧3m 2-a 2m -1=0,10-m -2m 2=0,解得a =11或-715.变式训练3、已知A ={1,2,a 2-3a -1+(a 2-5a -6)i},B ={-1,3},A ∩B ={3},求实数a 的值.解:由题意知,a 2-3a -1+(a 2-5a -6)i =3(a ∈R ),所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-3a -1=3,a 2-5a -6=0, 即⎩⎪⎨⎪⎧a =4或a =-1,a =6或a =-1, 所以a =-1.考点四、复数与复平面内的点例4、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. 变式训练4、求实数a 取什么值时,复平面内表示复数z =a 2+a -2+(a 2-3a +2)i 的点(1)位于第二象限; (2)位于直线y =x 上.解:根据复数的几何意义可知,复平面内表示复数z =a 2+a -2+(a 2-3a +2)i 的点就是点Z (a 2+a -2,a 2-3a +2).(1)由点Z 位于第二象限,得 ⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a -2<0,a 2-3a +2>0,解得-2<a <1. 故满足条件的实数a 的取值范围为(-2,1). (2)由点Z 位于直线y =x 上,得 a 2+a -2=a 2-3a +2,解得a =1. 故满足条件的实数a 的值为1.考点五、复数与复平面内的向量例5、(1)已知M (1,3),N (4,-1),P (0,2),Q (-4,0),O 为复平面的原点,试写出OM →,ON →,OP →,OQ →所表示的复数;(2)已知复数1,-1+2i ,-3i ,6-7i ,在复平面内画出这些复数对应的向量;(3)在复平面内的长方形ABCD 的四个顶点中,点A ,B ,C 对应的复数分别是2+3i ,3+2i ,-2-3i ,求点D 对应的复数.【解】 (1)OM →表示的复数为1+3i ;ON →表示的复数为4-i ;OP →表示的复数为2i ; OQ →表示的复数为-4.(2)复数1对应的向量为OA →,其中A (1,0);复数-1+2i 对应的向量为OB →,其中B (-1,2);复数-3i 对应的向量为OC →,其中C (0,-3);复数6-7i 对应的向量为OD →,其中D (6,-7). 如图所示.(3)记O 为复平面的原点,由题意得OA →=(2,3),OB →=(3,2),OC →=(-2,-3).设OD →=(x ,y ),则AD →=(x -2,y -3),BC →=(-5,-5).由题知,AD →=BC →,所以⎩⎪⎨⎪⎧x -2=-5,y -3=-5,即⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =-2,故点D 对应的复数为-3-2i.变式训练5、在复平面内,把复数3-3i 对应的向量按顺时针方向旋转π3,所得向量对应的复数是_____________.解析:3-3i 对应向量为(3,-3),与x 轴正半轴夹角为30°,顺时针旋转60°后所得向量终点在y 轴负半轴上,且模为2 3.故所得向量对应的复数是-23i.答案:-23i考点六、复数的模 例6、(1)设(1+i )x =1+y i ,其中x ,y 是实数,则|x +y i|=( )A.1B. 2C. 3D.2 (2)已知复数z 满足z +|z |=2+8i ,求复数z .【解】 (1)选B.因为x +x i =1+y i ,所以x =y =1, 所以|x +y i|=|1+i|=12+12= 2. (2)法一:设z =a +b i (a ,b ∈R ), 则|z |=a 2+b 2,代入原方程得a +b i +a 2+b 2=2+8i ,根据复数相等的充要条件,得⎩⎨⎧a +a 2+b 2=2,b =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-15,b =8.所以z =-15+8i.法二:由原方程得z =2-|z |+8i (*). 因为|z |∈R ,所以2-|z |为z 的实部, 故|z |=(2-|z |)2+82,即|z |2=4-4|z |+|z |2+64,得|z |=17. 将|z |=17代入(*)式得z =-15+8i.变式训练6、已知复数z =3+a i (a ∈R ),且|z |<4,求实数a 的取值范围.解:法一:因为z =3+a i (a ∈R ),所以|z |=32+a 2, 由已知得32+a 2<42,所以a 2<7,所以a ∈(-7,7).法二: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 (3,a )的集合, 由图可知-7<a <7.三、课后练习1.若(x+y)i=x-1(x,y∈R),则2x+y的值为()A. B.2 C.0 D.1解析:由复数相等的充要条件知,x+y=0,x-1=0故x+y=0.故2x+y=20=1.答案:D2.已知集合M={1,2,(m2-3m-1)+(m2-5m-6)i},N={-1,3},且M∩N={3},则实数m的值为()A.4B.-1C.-1或4D.-1或6解析:由于M∩N={3},故3∈M,必有m2-3m-1+(m2-5m-6)i=3,所以得m=-1.答案:B3.给出下列复数:①-2i,②3+,③8i2,④isinπ,⑤4+i;其中表示实数的有(填上序号) ____________.解析:②为实数;③8i2=-8为实数;④i·sinπ=0·i=0为实数,其余为虚数.答案:②③④4.下列复数模大于3,且对应的点位于第三象限的为()A.z=-2-iB.z=2-3iC.z=3+2iD.z=-3-2i解析:A中|z|=<3;B中对应点(2,-3)在第四象限;C中对应点(3,2)在第一象限;D中对应点(-3,-2)在第三象限,|z|=>3.答案:D5.已知复数z满足|z|2-2|z|-3=0,则复数z对应点的轨迹为()A.一个圆B.线段C.两点D.两个圆解析:∵|z|2-2|z|-3=0,∴(|z|-3)(|z|+1)=0,∴|z|=3,表示一个圆,故选A.答案:A6.已知在△ABC中,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为____________.解析:因为对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,所以=(-1,2),=(-2,-3).又=(-2,-3)-(-1,2)=(-1,-5),所以对应的复数为-1-5i.答案:-1-5i7.在复平面内,若复数z=(m2-m-2)+(m2-3m+2)i的对应点,(1)在虚轴上,求复数z;(2)在实轴负半轴上,求复数z.答案:(1)若复数z的对应点在虚轴上,则m2-m-2=0,所以m=-1或m=2.此时z=6i或z=0.(2)若复数z的对应点在实轴负半轴上,则m2-3m+2=0,m2-m-2<0,∴m=1能力提升8.若复数z=cosθ+(m-sinθ-cosθ)i为虚数,则实数m的取值范围是____________.解析:∵z为虚数,∴m-sinθ-cosθ≠0,即m≠sinθ+cosθ.∵sinθ+cosθ∈[],∴m∈(-∞,)∪,+∞).答案:(-∞,)∪,+∞)9.若复数(a2-a-2)+(|a-1|-1)i(a∈R)不是纯虚数,则a的取值范围是____________.解析:若复数为纯虚数,则有a2-a-2=0,|a-1|-1≠0即a=-1.故复数不是纯虚数时a≠-1.答案:{a|a≠-1}10.已知向量与实轴正向夹角为135°,向量对应复数z的模为1,则z=____________. 解析:依题意知Z点在第二象限且在直线y=-x上,设z=-a+ai(a>0).∵|z|=1,∴a2=12.而a>0,∴∴z=+答案:z=+11.已知复数z满足z+|z|=2+8i,则复数z=____________.解析:设z=a+bi(a,b∈R),则代入方程得,2+8i,∴解得a=-15∴z=-15+8i.答案:-15+8i12.已知M={1,(m2-2m)+(m2+m-2)i},P={-1,1,4i},若M∪P=P,求实数m的值.解析:M∪P=P,∴M⊆P,即(m2-2m)+(m2+m-2)i=-1或(m2-2m)+(m2+m-2)i=4i.由(m2-2m)+(m2+m-2)i=-1,得解得m=1;由(m2-2m)+(m2+m-2)i=4i,解得m=2.综上可知m=1或m=2.答案:m=1或m=213.已知复数z=2+cosθ+(1+sinθ)i(θ∈R),试确定复数z在复平面内对应的点的轨迹是什么曲线. 解析:设复数z=2+cosθ+(1+sinθ)i对应的点为Z(x,y),则x=2+cosθ,y=1+sinθ即cosθ=x-2,sinθ=y-1所以(x-2)2+(y-1)2=1.所以复数z 在复平面内对应点的轨迹是以(2,1)为圆心,1为半径的圆. 答案:复数z 在复平面内对应点的轨迹是以(2,1)为圆心,1为半径的圆.14. 已知复数z =m (m -1)+(m 2+2m -3)i(m ∈R ). (1)若z 是实数,求m 的值; (2)若z 是纯虚数,求m 的值;(3)若在复平面C 内,z 所对应的点在第四象限,求m 的取值范围. 答案: (1)∵z 为实数,∴m 2+2m -3=0,解得m =-3或m =1.(2)∵z 为纯虚数,∴⎩⎪⎨⎪⎧m (m -1)=0,m 2+2m -3≠0.解得m =0.(3)∵z 所对应的点在第四象限,∴⎩⎪⎨⎪⎧m (m -1)>0,m 2+2m -3<0.解得-3<m <0.。

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