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【例 2】 已知复数 z,满足|z|=2,求|z+1+ 3i|的最大值和最小值.
思路分析: 利用复数的几何意义求解;不等式||z1|-|z2||≤|z1+z2| ≤|z1|+|z2|中,当|z1+z2|=|z1|+|z2|时,z1,z2 对应的向量������������1 , ������������2 同向共 线,而||z1|-|z2||=|z1+z2|时,z1,z2 对应的向量������������1 , ������������2 反向共线.
探究一
探究二
探究三
思维辨析
(方法二)利用||z1|-|z2||≤|z1+z2|≤|z1|+|z2|. ∵|z|=2,∴|2-|1+ 3i|| ≤|z+1+ 3i|≤2+|1+ 3i|. ∴0≤|z+1+ 3i|≤2+2. ∴|z+1+ 3i|min=0,|z+1+ 3i|max=4.
反思感悟解决有关复数模的最值问题的常用方法 1.先建立关于复数模的函数,再求函数的最值,此时常设 z=x+yi(x,y∈R). 2.写出复数表示的几何意义,利用数形结合思想,结合平面几何知 识求解最值.
【做一做1】 满足条件|z-i|=|3+4i|的复数z在复平面上对应点的 轨迹是( ) A.一条直线 B.两条直线 C.圆 D.椭圆 解析:根据复数模的几何意义,|z-i|=|3+4i|=5,即表示复数z在复平 面上对应点到点(0,1)的距离等于常数5的轨迹,即表示以点(0,1)为 圆心,5为半径的圆. 答案:C 【做一做 2】 若复数 z 满足|z+3- 3i|= 3,则|z|的最大值和最小
(3)将 z=x+yi(x,y∈R)代入得 心, 为半径的圆.
4 3
5 2 2 16 5 ������+y = ,即表示以 ,0 3 9 1)为端点,倾斜角为 (x≥0)的一条射线(不是双曲 线,因为两定点之间的距离为 2).
探究一
探究二
探究三
思维辨析
利用复数的几何意义求最值
为焦点,2 为实轴长的双曲线的左支上.∴x 由 ������ = -������, ������ 2 ������2 2
2
������2 - =1(x<0). 2
= 1(������ < 0),
得
������ = - 2, ������ = 2.
故所求的复数 z=- 2 + 2i.
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探究二
探究三
习题课——复数的模及几何意义的应用
学 习
目 标
思 维 脉
络
1.理解复数模的几何意义 及其应用. 2.能够运用复数的运算法 则进行有关的计算.
一、复数的几何意义 复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)及以原点为起点, Z(a,b)为终点的向量 ������������ 相对应,它们之间都是一一对应的关系. 二、复数的模及其几何意义 1.已知复数z=a+bi(a,b∈R),则复数z的模|z|=|a+bi|= ������2 + ������ 2 . 2.复数的模的几何意义:复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|表示复数 z对应的点Z(a,b)到原点的距离. 3.复数的模,复数对应的点到原点的距离,复数所对应向量的模三 者是一致的.
������2 4 ������2 + =1 3
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思维辨析
复数与轨迹问题 【例 1】 设复数 z 满足|z-1|=|z+i|,且|z- 3|-|z+ 3|=2,求复数 z.
思路分析: 在复平面内,满足|z-1|=|z+i|的复数 z 对应的点到点 (1,0)和点(0,-1)的距离相等;满足|z- 3|-|z+ 3|=2 的复数 z 对应的点 到( 3,0)和(- 3,0)的距离之差等于 2. 解: 设 z=x+yi(x,y∈R),∵|z-1|=|z+i|, ∴复数 z 对应的点(x,y)在以点(1,0)和(0,-1)为端点的线段的垂直 平分线上.∴y=-x. ∵|z- 3|-|z+ 3|=2,∴复数 z 对应的点(x,y)在以( 3,0)和(- 3,0)
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思维辨析
解: (方法一)设 w=1+ 3i+z,则 z=w-1- 3i, ∵由已知可得复数 z 对应的点 Z 在复平面内以原点 O 为圆心,2 为半径的圆上,∴|z|=|w-(1+ 3i)|=2.
∴复数 w 对应的点在复平面内以(1, 3)为圆心,2 为半径的圆上
(如图所示). 此时圆上的点 A 对应的复数 wA 的模为最大值,圆上的点 B 对应 的复数 wB 的模为最小值. 故|1+ 3i+z|max=4,|1+ 3i+z|min=0.
值分别是
.
解析:由于|z+3- 3i|= 3表示以 C(-3, 3)为圆心, 3为半径的圆, 则|z|表示该圆上的点到原点 O 的距离,显然|z|的最大值为 |OC|+ 3=2 3 + 3=3 3,最小值为|OC|- 3=2 3 − 3 = 3.
答案:3 3, 3
【做一做3】 在复平面内,若复数z满足|z+1|+|z-1|=4,则z在复平 面内对应的点的轨迹是 ,其方程为 . 解析:根据模的几何意义,复数z在复平面内对应的点到两定点(1,0),(1,0)的距离之和为定值 4,故其轨迹是以 (-1,0),(1,0)为焦点,4为 2 2 ������ ������ + =1. 长轴长的椭圆,其方程为 4 3 答案:以(-1,0),(1,0)为焦点,4为长轴长的椭圆
思维辨析
反思感悟复数的实质是有序实数对,也就是复平面内点的坐标, 如果复数按照某种条件变化,那么复平面内的对应点就构成具有某 种特征的点的集合(或轨迹),这里应特别注意复数的模的几何意义, 复数的模就是复数对应的点到原点的距离.
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思维辨析
变式训练 1 设复数 z=x+yi(x∈R,y∈R),在下列条件下求动点 Z(x,y)的轨迹. (1)|z+1+i|-|z-1-i|=0; (2)|z+i|+|z-i|=2 2; (3)|z+1|=2|z-1|; (4)|z+1|-|z-i|= 2. 解: (1)原式可转化为|z+1+i|=|z-1-i|,表示到两点(-1,-1),(1,1)距离 相等的点的轨迹,即以(-1,-1),(1,1)为端点的线段的垂直平分线. (2)表示以点(0,-1)和(0,1)为焦点,长轴长为 2 2的椭圆.