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1、
第32課 復(fù)數(shù)
[最新考綱]
內(nèi)容
要求
A
B
C
復(fù)數(shù)的概念
√
復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算
√
復(fù)數(shù)的幾何意義
√
1.復(fù)數(shù)的有關(guān)概念
(1)復(fù)數(shù)的概念:形如a+bi(a,b∈R)的數(shù)叫復(fù)數(shù),其中a,b分別是它的實(shí)部和虛部.若b=0,則a+bi為實(shí)數(shù),若b≠0,則a+bi為虛數(shù),若a=0且b≠0,則a+bi為純虛數(shù).
(2)復(fù)數(shù)相等:a+bi=c+di?a=c,b=d(a,b,c,d∈R).
(3)共軛復(fù)數(shù):a+bi與c+di共軛?a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(4)復(fù)數(shù)的模:向量的模r叫作復(fù)數(shù)z=a+bi的模,即|
2、z|=|a+bi|=.
2.復(fù)數(shù)的幾何意義
復(fù)數(shù)z=a+bi復(fù)平面內(nèi)的點(diǎn)Z(a,b)平面向量=(a,b).
3.復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算
(1)運(yùn)算法則:設(shè)z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
z1±z2=(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i.
z1·z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i.
==+i(c+di≠0).
(2)幾何意義:復(fù)數(shù)加減法可按向量的平行四邊形或三角形法則進(jìn)行.
如圖32-1所示給出的平行四邊形OZ1ZZ2可以直觀(guān)地反映出復(fù)數(shù)加減法的幾何意義,即OZ=OZ1+OZ2,=-.
圖32-1
3、1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)中,虛部為bi.( )
(2)復(fù)數(shù)中有相等復(fù)數(shù)的概念,因此復(fù)數(shù)可以比較大?。? )
(3)實(shí)軸上的點(diǎn)表示實(shí)數(shù),虛軸上的點(diǎn)都表示純虛數(shù).( )
(4)復(fù)數(shù)的模實(shí)質(zhì)上就是復(fù)平面內(nèi)復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離,也就是復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的向量的模. ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改編)如圖32-2,在復(fù)平面內(nèi),點(diǎn)A表示復(fù)數(shù)z,則圖中表示z的共軛復(fù)數(shù)的點(diǎn)是________.
圖32-2
B [共軛復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱(chēng).]
3.(2016·
4、江蘇高考)復(fù)數(shù)z=(1+2i)(3-i),其中i為虛數(shù)單位,則z的實(shí)部是________.
5 [因?yàn)閦=(1+2i)(3-i)=3-i+6i-2i2=5+5i,所以z的實(shí)部是5.]
4.(2016·北京高考改編)復(fù)數(shù)=________.
i [法一:===i.
法二:===i.]
5.(2015·江蘇高考)設(shè)復(fù)數(shù)z滿(mǎn)足z2=3+4i(i是虛數(shù)單位),則z的模為_(kāi)_____.
[∵z2=3+4i,∴|z2|=|z|2=|3+4i|==5,
∴|z|=.]
復(fù)數(shù)的有關(guān)概念
(2016·全國(guó)卷Ⅲ改編)若z=1+2i,則=________.
i [因?yàn)閦=1+2i,則
5、=1-2i,所以z=(1+2i)(1-2i)=5,則==i.]
(2)i是虛數(shù)單位,若復(fù)數(shù)(1-2i)(a+i)是純虛數(shù),則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______.
-2 [由(1-2i)(a+i)=(a+2)+(1-2a)i是純虛數(shù)可得a+2=0,1-2a≠0,解得a=-2.]
[規(guī)律方法] 1.解答與復(fù)數(shù)相關(guān)概念有關(guān)的問(wèn)題時(shí),需把所給復(fù)數(shù)化為代數(shù)形式,即a+bi(a,b∈R)的形式,再根據(jù)題意列出實(shí)部、虛部滿(mǎn)足的方程(組)即可.
2.求復(fù)數(shù)模的常規(guī)思路是利用復(fù)數(shù)的有關(guān)運(yùn)算先求出復(fù)數(shù)z,然后利用復(fù)數(shù)模的定義求解.
[變式訓(xùn)練1] (1)已知i為虛數(shù)單位,復(fù)數(shù)z=的虛部為_(kāi)_______.
6、
【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172171】
(2)(2017·泰州中學(xué)高三摸底考試)已知復(fù)數(shù)z滿(mǎn)足(1+i)·z=-i,則的模為_(kāi)_______.
(1) (2) [(1)復(fù)數(shù)z====+i,則其虛部為.
(2)(1+i)·z=-i?z==?=?||=.
復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算
(1)已知復(fù)數(shù)z滿(mǎn)足(z-1)i=1+i,則z=________.
(2)(2016·天津高考)已知a,b∈R,i是虛數(shù)單位,若(1+i)(1-bi)=a,則的值為_(kāi)_______.
(1)2-i (2)2 [(1)∵(z-1)i=i+1,∴z-1==1-i,∴z=2-i.
(2)∵(1+i)(1-bi)=1
7、+b+(1-b)i=a,又a,b∈R,∴1+b=a且1-b=0,得a=2,b=1,∴=2.]
[規(guī)律方法] 1.復(fù)數(shù)的加法、減法、乘法運(yùn)算可以類(lèi)比多項(xiàng)式運(yùn)算,除法關(guān)鍵是分子分母同乘以分母的共軛復(fù)數(shù),注意要把i的冪寫(xiě)成最簡(jiǎn)形式.
2.記住以下結(jié)論,可提高運(yùn)算速度
(1)(1±i)2=±2i;(2)=i;(3)=-i;(4)-b+ai=i(a+bi);(5)i4n=1;i4n+1=i;i4n+2=-1;i4n+3=-i(n∈N).
[變式訓(xùn)練2] (1)已知=1+i(i為虛數(shù)單位),則復(fù)數(shù)z=________.
(2)已知i是虛數(shù)單位,8+2 018=________.
(1)-1-i
8、 (2)1+i [(1)由=1+i,得z====-1-i.
(2)原式=8+1 009
=i8+1 009=i8+i1 009
=1+i4×252+1=1+i.]
復(fù)數(shù)的幾何意義
(1)(2016·全國(guó)卷Ⅱ改編)已知z=(m+3)+(m-1)i在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在第四象限,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________.
(2)設(shè)復(fù)數(shù)z1,z2在復(fù)平面內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)關(guān)于虛軸對(duì)稱(chēng),z1=2+i,則z1z2=________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172172】
(1)(-3,1) (2)-5 [(1)由題意知即-3<m<1.故實(shí)數(shù)m的取值范圍為(-3,1).
(2)∵z1=2+i在復(fù)平面內(nèi)的對(duì)
9、應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,1),又z1與z2在復(fù)平面內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)關(guān)于虛軸對(duì)稱(chēng),則z2的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為(-2,1),即z2=-2+i,
∴z1z2=(2+i)(-2+i)=i2-4=-5.]
[規(guī)律方法] 1.復(fù)數(shù)z、復(fù)平面上的點(diǎn)Z及向量相互聯(lián)系,即z=a+bi(a,b∈R)?Z(a,b)?.
2.由于復(fù)數(shù)、點(diǎn)、向量之間建立了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,因此可把復(fù)數(shù)、向量與解析幾何聯(lián)系在一起,解題時(shí)可運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法,使問(wèn)題的解決更加直觀(guān).
[變式訓(xùn)練3] 定義運(yùn)算=ad-bc,則符合條件=0的復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在第________象限.
二 [由題意得z×2i-(1+i)(-i)=0,所以z==--i,則=-
10、+i在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為,位于第二象限.]
[思想與方法]
1.復(fù)數(shù)分類(lèi)的關(guān)鍵是抓住z=a+bi(a,b∈R)的虛部:當(dāng)b=0時(shí),z為實(shí)數(shù);當(dāng)b≠0時(shí),z為虛數(shù);當(dāng)a=0,且b≠0時(shí),z為純虛數(shù).
2.復(fù)數(shù)除法的實(shí)質(zhì)是分母實(shí)數(shù)化,其操作方法是分子、分母同乘以分母的共軛復(fù)數(shù).
3.化“虛”為“實(shí)”是解決復(fù)數(shù)問(wèn)題的基本方法,其中,復(fù)數(shù)的代數(shù)形式是化“虛”為“實(shí)”的前提,復(fù)數(shù)相等的充要條件是化“虛”為“實(shí)”的橋梁.
[易錯(cuò)與防范]
1.判定復(fù)數(shù)是實(shí)數(shù),僅注重虛部等于0是不夠的,還需考慮它的實(shí)部是否有意義.
2.兩個(gè)虛數(shù)不能比較大?。?
3.利用復(fù)數(shù)相等a+bi=c+di列方程時(shí),應(yīng)
11、注意a,b,c,d∈R的前提條件.
4.注意不能把實(shí)數(shù)集中的所有運(yùn)算法則和運(yùn)算性質(zhì)照搬到復(fù)數(shù)集中來(lái).例如,若z1,z2∈C,z+z=0,就不能推出z1=z2=0;z2<0在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)有可能成立.
課時(shí)分層訓(xùn)練(三十二)
A組 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)
(建議用時(shí):30分鐘)
1.(2017·蘇州模擬)設(shè)復(fù)數(shù)zi=1+2i(i是虛數(shù)單位),則z=________.
2-i [由zi=1+2i得z====2-i.]
2.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)二模)已知(a-i)2=2i,其中i是虛數(shù)單位,那么實(shí)數(shù)a=________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172173】
-1 [由(a-i)2=2i得a2-1-2ai=2
12、i,故即a=-1.]
3.(2017·無(wú)錫模擬)若復(fù)數(shù)z滿(mǎn)足(2-i)z=4+3i(i為虛數(shù)單位),則|z|=________.
[由(2-i)z=4+3i,得|(2-i)z|=|4+3i|,
即|z|=5,∴|z|=.]
4.(2016·全國(guó)卷Ⅰ改編)設(shè)(1+2i)(a+i)的實(shí)部與虛部相等,其中a為實(shí)數(shù),則a=________.
-3 [(1+2i)(a+i)=a-2+(1+2a)i,由題意知a-2=1+2a,解得a=-3.]
5.(2016·全國(guó)卷Ⅰ改編)設(shè)(1+i)x=1+yi,其中x,y是實(shí)數(shù),則|x+yi|=________.
[∵(1+i)x=1+yi,∴x+x
13、i=1+yi.
又∵x,y∈R,∴x=1,y=x=1.
∴|x+yi|=|1+i|=.]
6.(2017·泰州期末)如圖32-3,在復(fù)平面內(nèi),點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)為z1,若=i(i為虛數(shù)單位),則z2=________.
圖32-3
-2-i [由圖可知,z1=-1+2i,
∴z2=z1i=(-1+2i)·i=-i-2.]
7.(2017·南京模擬)設(shè)=a+bi(i為虛數(shù)單位,a,b∈R),則a+b=________.
1 [∵===2-i.
又由a+bi=2-i可知 ,a=2,b=-1,
∴a+b=2-1=1.]
8.(2017·蘇州模擬)復(fù)數(shù)z=(a<0),其中i為虛數(shù)
14、單位,|z|=,則a的值為_(kāi)_______. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172174】
-5 [∵z=,且|z|=,
∴=,∴a=-5.]
9.若z=4+3i,則=________.
-i [∵z=4+3i,∴=4-3i,|z|==5,
∴==-i.]
10.已知復(fù)數(shù)z=1+,則1+z+z2+…+z2 019=________.
0 [z=1+=1+=i,∴1+z+z2+…+z2 019====0.]
11.已知a∈R,若為實(shí)數(shù),則a=________.
- [===+i.
∵為實(shí)數(shù),∴=0,∴a=-.]
12.已知復(fù)數(shù)z=x+yi,且|z-2|=,則的最大值為_(kāi)_______.
15、
【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172175】
[∵|z-2|==,
∴(x-2)2+y2=3.
由圖可知max==.]
B組 能力提升
(建議用時(shí):15分鐘)
1.已知復(fù)數(shù)z1=-+i,z2=--i,則下列命題中錯(cuò)誤的是________.(填序號(hào))
①z=z2;
②|z1|=|z2|;
③z-z=1;
④z1,z2互為共軛復(fù)數(shù).
③ [依題意,注意到z=2=-i=--i=z2,因此①正確;注意到|z1|=1=|z2|,因此②正確;注意到=--i=z2,因此④正確;注意到z=z·z1=2·==1,同理z=1,因此z-z=0,③錯(cuò)誤.]
2.設(shè)f(n)=n+n(n∈N+),則集合{f(
16、n)}中元素的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______.
3 [f(n)=n+n=in+(-i)n,
f(1)=0,f(2)=-2,f(3)=0,f(4)=2,f(5)=0,…,
∴集合中共有3個(gè)元素.]
3.已知集合M={1,m,3+(m2-5m-6)i},N={-1,3},若M∩N={3},則實(shí)數(shù)m的值為_(kāi)_______.
3或6 [∵M(jìn)∩N={3},∴3∈M且-1?M,
∴m≠-1,3+(m2-5m-6)i=3或m=3,
∴m2-5m-6=0且m≠-1或m=3,
解得m=6或m=3.]
4.已知復(fù)數(shù)z1=cos 15°+sin 15°i和復(fù)數(shù)z2=cos 45°+sin 45°i,則z1·z2=________.
+i [z1·z2=(cos 15°+sin 15°i)(cos 45°+sin 45°i)=(cos 15°cos 45°-sin 15°sin 45°)+(sin 15°cos 45°+cos 15°sin 45°)i=cos 60°+sin 60°i=+i.]