选2-2 3.1.2复数的几何意义
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3.1.2复数的几何意义一、选择题1.已知a、b∈R,那么在复平面内对应于复数a-bi,-a-bi的两个点的位置关系是()A.关于x轴对称B.关于y轴对称C.关于原点对称D.关于直线y=x对称[答案] B[解析]在复平面内对应于复数a-bi,-a-bi的两个点为(a,-b)和(-a,-b)关于y 轴对称.2.复数i+i2在复平面内表示的点在()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]∵i+i2=-1+i,∴复数i+i2对应的点在第二象限.3.设复数z=a+bi对应的点在虚轴右侧,则()A.a>0,b>0 B.a>0,b<0C.b>0,a∈R D.a>0,b∈R[答案] D[解析]复数对应的点在虚轴右侧,则该复数的实部大于零,虚部可为任意实数.4.复数z与它的模相等的充要条件是()A.z为纯虚数B.z是实数C.z是正实数D.z是非负实数[答案] D[解析]∵z=|z|,∴z为实数且z≥0.5.复数1+cosα+i sinα(π<α<2π)的模为()A.2cos α2B.-2cosα2C.2sin α2D.-2sinα2[答案] B[解析] 所求复数的模为(1+cos α)2+sin 2α=2+2cos α=4cos 2α2, ∵π<α<2π,∴π2<α2<π, ∴cos α2<0, ∴4cos 2α2=-2cos α2. 6.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 =0 [答案] C[解析] 由题意知a 2-2a =0,解得a =0或2.7.当23<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -1)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 [答案] D[解析] ∵23<m <1,∴2<3m <3. ∴3m -2>0,m -1<0.8.(2010·福州高二检测)已知复数z 满足|z |=2,则|z +3-4i |的最小值是( )A .5B .2C .7D .3 [答案] D[解析] |z |=2表示复数z 在以原点为圆心,以2为半径的圆上,而|z +3-4i |表示圆上的点到(-3,4)这一点的距离,故|z +3-4i |的最小值为(-3)2+42-2=5-2=3.二、填空题9.(2010·合肥高二检测)已知复数z 1=-1+2i ,z 2=1-i ,z 3=3-2i ,它们所对应的点分别是A ,B ,C ,若OC →=x OA →+y O B →(x ,y ∈R ),则x +y 的值是______.[答案] 5[解析] 由复数的几何意义可知 O C →=xOA →+yOB →即3-2i =x (-1+2i )+y (1-i )∴3-2i =(y -x )+(2x -y )i由复数相等可得⎩⎪⎨⎪⎧ y -x =32x -y =-2解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =4 ∴x +y =510.设(1+i )sin θ-(1+i cos θ)对应的点在直线x +y +1=0上,则tan θ的值为________.[答案] 12[解析] 由题意,得sin θ-1+sin θ-cos θ+1=0,∴tan θ=1211.若复数z 满足z =|z |-3-4i ,则z =________.[答案] 76-4i [解析] 设复数z =a +bi (a ,b ∈R ),则⎩⎨⎧ a =a 2+b 2-3b =-4,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =76b =-4∴z =76-4i . 12.已知f (z )=|1+z |-z 且f (-z )=10+3i ,则复数z 为________.[答案] 5+3i[解析] 设z =x +yi (x ,y ∈R ),则f (-z )=|1-x -yi |+(x +yi )=10+3i ,∴⎩⎨⎧ (1-x )2+y 2+x =10,y =3.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =3.∴z =5+3i . 三、解答题13.如果复数z =(m 2+m -1)+(4m 2-8m +3)i (m ∈R )对应的点在第一象限,求实数m 的取值范围.[解析] ∵z =(m 2+m -1)+(4m 2-8m +3)i ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -1>0,4m 2-8m +3>0, 解得m <-1-52或m >32, 即实数m 的取值范围是m <-1-52或m >32.14.已知复数z 1=1+cos θ+i sin θ,z 2=1-sin θ+i cos θ,且两数的模的平方和不小于2,求θ的取值范围.[解析] 由已知,得|z 1|2=(1+cos θ)2+sin 2θ=2+2cos θ,|z 2|2=(1-sin θ)2+cos 2θ=2-2sin θ.|z 1|2+|z 2|2≥2,即2+2cos θ+2-2sin θ≥2,cos θ-sin θ≥-1cos(θ+π4)≥-22, 所以2kx -π≤θ≤2kπ+π2,k ∈Z . 所以θ的取值范围是[2kπ-π,2kπ+π2],k ∈Z . 15.已知a ∈R ,z =(a 2-2a +4)-(a 2-2a +2)i 所对应的点在第几象限?复数z 对应的点的轨迹是什么?[分析] 根据复数与复平面上点的对应关系知,复数z 对应的点在第几象限,与复数z 的实部与虚部的符号有关,所以本题的关键是判断(a 2-2a +4)与-(a 2-2a +2)的符号.求复数z 对应点的轨迹问题,首先把z 表示成z =x +yi (x 、y ∈R )的形式,然后寻求x 、y 之间的关系,但要注意参数限定的条件.[解析] 由a 2-2a +4=(a -1)2+3≥3,-(a 2-2a +2)=-(a -1)2-1≤-1,∴复数z 的实部为正数,复数z 的虚部为负数,因此,复数z 的对应点在第四象限. 设z =x +yi (x ,y ∈R ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =a 2-2a +4,y =-(a 2-2a +2) 消去a 2-2a 得:y =-x +2(x ≥3).∴复数z 的对应点的轨迹是一条射线,方程为y =-x +2(x ≥3).[点评] 对于求复数z 的轨迹方程问题,关键是要设z =x +yi (x 、y ∈R ),利用复数相等的充要条件转化为动点(x ,y )关于a 的参数方程,在消去参数a 时,注意观察到a 2-2a 是一个整体,这样可以简化消参数的过程.16.复数z 满足|z +3-3i |=3,求|z |的最大值和最小值.[解析] 解法一:|z +3-3i |≥||z |-|3-3i ||, |z +3-3i |≤|z |+|3-3i |.又∵|z +3-3i |=3,|3-3i |=12=23,∴||z|-23|≤3,即3≤|z|≤3 3.解法二:|z+3-3i|=3对应的复数z在复平面内所表示的图形为以-3+3i对应的点P为圆心,以3为半径的圆,|z|则表示圆上的点z到原点的距离(如图所示),O、P的连线交此圆于A、B两点,显然,|OA|为最大距离,|OB|为最小距离,即|z|=|OP|+3=最大33;|z|最小=|OP|-3= 3.。
选修2-2 第三章 3.1 3.1.2一、选择题1.若OZ →=(0,-3),则OZ →对应的复数为( ) A .0 B .-3 C .-3i D .3[答案] C[解析] 由OZ →=(0,-3),得点Z 的坐标为(0,-3), ∴OZ →对应的复数为0-3i =-3i.故选C.2.已知z 1=5+3i ,z 2=5+4i ,则下列各式正确的是( ) A .z 1>z 2 B .z 1<z 2 C .|z 1|>|z 2| D .|z 1|<|z 2| [答案] D[解析] 不全为实数的两个复数不能比较大小,排除选项A ,B. 又|z 1|=52+32,|z 2|=52+42, ∴|z 1|<|z 2|. 故选D.3.在复平面内,O 为原点,向量OA →对应复数为-1-2i ,若点A 关于直线y =-x 的对称点为B ,则向量OB →对应复数为( )A .-2-iB .2+iC .1+2iD .-1+2i [答案] B[解析] 由题意知A 点坐标为(-1,-2),而点B 与点A 关于直线y =-x 对称,则B 点坐标为(2,1),所以向量OB →对应复数为2+i.故应选B.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( )A .4+8iB .8+2iC .2+4iD .4+i [答案] C[解析] 由题意知A (6,5),B (-2,3),AB 中点C (x ,y ),则x =6-22=2,y =5+32=4,∴点C 对应的复数为2+4i ,故选C.5.复数1+cos α+isin α(π<α<2π)的模为( ) A .2cos α2B .-2cos α2C .2sin α2D .-2sin α2[答案] B[解析] 所求复数的模为 (1+cos α)2+sin 2α=2+2cos α=4cos 2α2,∵π<α<2π,∴π2<α2<π,∴cos α2<0,∴4cos 2α2=-2cos α2.6.复数z =-2(sin100°-icos100°)在复平面内所对应的点Z 位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限[答案] C[解析] z =-2sin100°+2icos100°. ∵-2sin100°<0,2cos100°<0, ∴点Z 在第三象限.故应选C. 二、填空题7.(2013·湖北文,11)i 为虚数单位,设复数z 1、z 2在复平面内对应的点关于原点对称,若z 1=2-3i ,则z 2=________.[答案] -2+3i[解析] ∵z 1=2-3i ,∴z 1对应的点为(2,-3),关于原点的对称点为(-2,3). ∴z 2=-2+3i.8.复数3-5i 、1-i 和-2+a i 在复平面上对应的点在同一条直线上,则实数a 的值为________.[答案] 5[解析] 复数3-5i,1-i 和-2+a i 在复平面内对应的点分别为(3,-5),(1,-1),(-2,a ),所以由三点共线的条件可得-1-(-5)1-3=a -(-1)-2-1.解得a =5.9.若复数z =(m 2-9)+(m 2+2m -3)i 是纯虚数,其中m ∈R ,则|z |=________. [答案] 12[解析] 由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m 2+2m -3≠0m 2-9=0,∴m =3,∴z =12i ,∴|z |=12. 三、解答题10.实数m 分别取什么数值时,复数z =(m 2+5m +6)+(m 2-2m -15)i 是: (1)对应点在x 轴上方;(2)对应点在直线x +y +5=0上.[解析] (1)由m 2-2m -15>0,得知m <-3或m >5时,z 的对应点在x 轴上方; (2)由(m 2+5m +6)+(m 2-2m -15)+5=0,得知: m =-3-414或m =-3+414,z 的对应点在直线x +y +5=0上.一、选择题11.若复数(m 2-3m -4)+(m 2-5m -6)i 对应的点在虚轴上,则实数m 的值是( ) A .-1 B .4 C .-1和4 D .-1和6[答案] C[解析] 由m 2-3m -4=0得m =4或-1,故选C.[点评] 复数z =a +b i(a 、b ∈R )对应点在虚轴上和z 为纯虚数应加以区别.虚轴上包括原点,切勿错误的以为虚轴不包括原点.12.下列命题中,假命题是( ) A .复数的模是非负实数B .复数等于零的充要条件是它的模等于零C .两个复数模相等是这两个复数相等的必要条件D .复数z 1>z 2的充要条件是|z 1|>|z 2| [答案] D[解析] ①任意复数z =a +b i(a 、b ∈R )的模|z |=a 2+b 2≥0总成立.∴A 正确;②由复数相等的条件z =0⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =0b =0⇔|z |=0,故B 正确;③若z 1=a 1+b 1i ,z 2=a 2+b 2i(a 1、b 1、a 2、b 2∈R ), 若z 1=z 2,则有a 1=a 2,b 1=b 2,∴|z 1|=|z 2|. 反之由|z 1|=|z 2|,推不出z 1=z 2,如z 1=1+3i ,z 2=1-3i 时|z 1|=|z 2|,故C 正确;④不全为零的两个复数不能比较大小,但任意两个复数的模总能比较大小,∴D 错. 13.已知复数z 1=2-a i(a ∈R )对应的点在直线x -3y +4=0上,则复数z 2=a +2i 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[答案] B[解析] 复数z 1=2-a i 对应的点为(2,-a ),它在直线x -3y +4=0上,故2+3a +4=0,解得a =-2,于是复数z 2=-2+2i ,它对应的点在第二象限,故选B.14.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( ) A .(1,5) B .(1,3) C .(1,5) D .(1,3) [答案] C[解析] 由已知,得|z |=a 2+1. 由0<a <2,得0<a 2<4, ∴1<a 2+1<5.∴|z |=a 2+1∈(1,5). 故选C. 二、填空题15.已知复数z 1=-1+2i 、z 2=1-i 、z 3=3-2i ,它们所对应的点分别是A 、B 、C ,若O C →=x O A →+y O B →(x 、y ∈R ),则x +y 的值是________________.[答案] 5[解析] 由复数的几何意义可知,O C →=xOA →+yOB →,即3-2i =x (-1+2i)+y (1-i), ∴3-2i =(y -x )+(2x -y )i , 由复数相等可得,⎩⎪⎨⎪⎧ y -x =3,2x -y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =4.∴x +y =5.16.设(1+i)sin θ-(1+icos θ)对应的点在直线x +y +1=0上,则tan θ的值为________. [答案] 12[解析] 由题意,得sin θ-1+sin θ-cos θ+1=0,∴tan θ=12.三、解答题17.(2014·山东鱼台一中高二期中)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. [解析] (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. *18.已知复数z 1=1+cos θ+isin θ,z 2=1-sin θ+icos θ,且两数的模的平方和不小于2,求θ的取值范围.[解析] 由已知得,|z 1|2=(1+cos θ)2+sin 2θ=2+2cos θ, |z 2|2=(1-sin θ)2+cos 2θ=2-2sin θ. |z 1|2+|z 2|2≥2,即2+2cos θ+2-2sin θ≥2, cos θ-sin θ≥-1, cos(θ+π4)≥-22,所以2k π-π≤θ≤2kπ+π2,k ∈Z .所以θ的取值范围是[2kπ-π,2kπ+π2],k ∈Z .。
【教学设计】3.1.2《复数的几何意义》福建省福清华侨中学王莺教学目标:1.知识与技能:了解复数的几何意义和复数模的几何意义,并能适当应用。
2.过程与方法:通过类比实数的几何意义来学习复数的几何意义,类比向量求模来学习求复数的模,培养学生的逻辑思维能力。
3.情感态度与价值观:通过复数几何意义的学习,培养学生数形结合的数学思想,从而激发学生学习数学的兴趣。
教学重点:复数的几何意义以及复数的模。
教学难点:复数的几何意义及模的综合应用。
教学方法:主要让学生类比实数的几何意义,探究出复数的几何意义;类比向量的模探究出复数的模。
教学过程:一、复习引入上节课引入了复数,学习了复数的定义,从而把数系由实数系扩充到了复数系,请同学们回忆:(1)复数是如何定义的?把形如z=a+bi的数叫做复数,其中a,b都是实数。
a叫实部,b叫虚部,i叫虚部单位。
i又是什么特点?(2)复数z=a+bi (a,b∈R )表示实数的条件是?表示虚数的条件是?表示纯虚数的条件是?(3)两个复数相等的充要条件是什么?我们上节课知道了,对于一般的两个复数是不能比较大小的,那么为什么不能比较大小?复数的本质是什么?又有什么意义呢?这节课我们从形的角度研究复数,学习复数的几何意义。
二、新课讲解1.复数的几何意义(1)师:在几何上,我们可以用什么来表示实数呢?------数轴上的点!师:实数与数轴上的点有着怎样的对应关系?-------一一对应!师:也就是说实数与数轴上的点,在数与形上是一一对应的,因此,在几何上,我们可以用数轴上的点来表示实数。
类比实数的表示,在几何上,我们可以用什么来表示复数呢?师:一个复数是由哪两部分唯一确定的?------由实部a与虚部b共同唯一确定的!师:若将实部a与虚部b构成一个有序实数对(a,b),那么复数z=a+bi (a,b∈R )与有序实数对(a,b)之间有怎样的对应关系呢?------一一对应!师:而有序实数对(a,b)又与直角坐标系中的点(a,b)是一一对应的。
3.1.2 复数的几何意义1.理解复平面、实轴、虚轴等概念.(易混点)2.掌握复数的几何意义,并能适当应用.(重点、易混点) 3.掌握复数模的定义及求模公式.[基础·初探]教材整理1 复平面与复数的几何意义 阅读教材P 104~P 105的内容,完成下列问题. 1.复平面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,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 一一对应←———→复平面内的点Z (a ,b ). (2)复数z =a +b i 一一对应←———→平面向量OZ →.在复平面内,复数z =1-i 对应的点的坐标为( ) A .(1,i) B .(1,-i) C .(1,1)D .(1,-1)【解析】 复数z =1-i 的实部为1,虚部为-1,故其对应的坐标为(1,-1). 【答案】 D教材整理2 复数的模阅读教材P 105“右侧”,完成下列问题. 复数z =a +b i(a ,b ∈R ),对应的向量为OZ→,则向量OZ →的模叫做复数a +b i 的模,记作|z |或|a +b i|.由模的定义可知|z |=|a +b i|=r =a2+b2(r ≥0,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)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数.( ) (3)复数的模一定是正实数.( ) 【答案】 (1)√ (2)× (3)×[小组合作型]当实数m (1)位于第四象限; (2)位于x 轴负半轴上; (3)在上半平面(含实轴).【精彩点拨】 (1)根据实部大于0,虚部小于0,列不等式组求解 (2)根据实部小于0,虚部等于0求解. (3)根据虚部大于或等于0求解.【自主解答】 (1)要使点位于第四象限,需 ⎩⎨⎧ m2-8m +15>0,m2+3m -28<0,∴⎩⎨⎧m<3或m>5,-7<m<4,解得-7<m <3.∴当-7<m <3时复数z 对应的点在第四象限. (2)要使点位于x 轴负半轴上,需 ⎩⎨⎧m2-8m +15<0,m2+3m -28=0,∴⎩⎨⎧3<m<5,m =-7或m =4,得m =4.∴当m =4时复数z 对应的点在x 轴负半轴上. (3)要使点位于上半平面(含实轴),需 m 2+3m -28≥0, 解得m ≥4或m ≤-7.∴当m ≥4或m ≤-7时,复数z 对应的点在上半平面(含实轴).解答此类问题的一般思路:(1)首先确定复数的实部与虚部,从而确定复数对应点的横、纵坐标. (2)根据已知条件,确定实部与虚部满足的关系.[再练一题]1.实数x 取什么值时,复平面内表示复数z =x 2+x -6+(x 2-2x -15)i 的点Z : (1)位于第三象限;(2)位于第四象限;(3)位于直线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⎩⎨⎧ x2+x -6<0,x2-2x -15<0,即-3<x <2时,点Z 位于第三象限. (2)当实数x 满足⎩⎨⎧x2+x -6>0,x2-2x -15<0,即2<x <5时,点Z 位于第四象限,(3)当实数x 满足(x 2+x -6)-(x 2-2x -15)-3=0,即3x +6=0,x =-2时,点Z 位于直线x -y -3=0上.(1)向量OZ1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)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________.【导学号:62952101】【精彩点拨】 (1)先写出向量OZ1→,OZ →2的坐标,再求出OZ →1+OZ →2的坐标. (2)利用AB →=OB →-OA →,求出向量AB →的坐标,从而确定AB →表示的复数.【自主解答】 (1)因为向量OZ1→对应的复数是5-4i ,向量OZ →2对应的复数是-5+4i ,所以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对应的复数是0.(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.【答案】 (1)C (2)-6-8i解答此类题目的一般思路是先写出向量或点的坐标,再根据向量的运算求出所求向量的坐标,从而求出向量所表示的复数.[再练一题]2.上例(2)中的条件不变,试求向量-12AB →表示的复数.【解】 由上例(2)的解析知AB →=(-6,-8), ∴-12AB →=(3,4),所以向量-12AB →表示的复数是3+4i.[探究共研型]探1若复数z 满足|z |=2,则复数z 的对应点的集合是什么图形?若|z |≤3,则复数z 的对应点的集合是什么图形.【提示】 若|z |=2,则复数z 的对应点的集合是以原点为圆心,2为半径的圆.若|z |≤3,则复数z 的对应点的集合是以原点为圆心,3为半径的圆及其内部.探究2 若z +|z |=1+2i ,那么如何求复数z .【提示】 设z =x +y i(x ,y ∈R ),则|z |=x2+y2, 从而x +y i +x2+y2=1+2i , ∴⎩⎨⎧x +x2+y2=1,y =2,解得⎩⎨⎧x =-32,y =2,∴z =-32+2i.(1)已知复数z 的实部为1,且|z |=2,则复数z 的虚部是( ) A .-3B.3iC .±3iD .±3(2)求复数z 1=6+8i 及z 2=-12-2i 的模,并比较它们模的大小.【精彩点拨】 (1)设出复数z 的虚部,由模的公式建立方程求解. (2)用求模的公式直接计算.【自主解答】 (1)设复数z 的虚部为b ,∵|z |=2,实部为1,∴1+b 2=4,∴b =±3,选D.【答案】 D(2)因为z 1=6+8i ,z 2=-12-2i ,所以|z 1|=62+82=10, |z 2|=错误!=错误!. 因为10>32,所以|z 1|>|z 2|.1.计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,再利用复数模的公式进行计算. 2.两个复数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.[再练一题]3.(1)复数z =x +1+(y -2)i(x ,y ∈R ),且|z |=3,则点Z (x ,y )的轨迹是________. (2)已知复数z =3+a i ,且|z |<4,求实数a 的取值范围.【导学号:62952102】【解析】 (1)∵|z |=3,∴错误!=3,即(x +1)2+(y -2)2=32.故点Z (x ,y )的轨迹是以(-1,2)为圆心,以3为半径的圆. 【答案】 以(-1,2)为圆心,以3为半径的圆 (2)∵z =3+a i(a ∈R ),|z |= 32+a2,由已知得32+a2<4, ∴a 2<7, ∴a ∈(-7,7).1.复数z =-1+2 017i(i 是虚数单位)在复平面上对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限【解析】 由-1<0,2 017>0得复数z =-1+2 017i(i 是虚数单位)在复平面上对应的点位于第二象限.【答案】 B2.已知复数z =2-3i ,则复数的模|z |是( ) A .5 B .8 C .6D.11【解析】 |z |=错误!=错误!. 【答案】 D3.复数z =x -2+(3-x )i 在复平面内的对应点在第四象限,则实数x 的取值范围是________.【解析】 ∵复数z 在复平面内对应的点在第四象限, ∴⎩⎨⎧x -2>0,3-x <0,解得x >3.【答案】 (3,+∞)4.已知复数z =x -2+y i(x ,y ∈R )的模是22,则点(x ,y )的轨迹方程是________. 【解析】 ∵|z |=22, ∴错误!=2错误!, ∴(x -2)2+y 2=8. 【答案】 (x -2)2+y 2=85.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 |=a2+b2, 代入方程得,a +b i +a2+b2=2+8i , ∴⎩⎨⎧a +a2+b2=2,b =8,解得⎩⎨⎧a =-15,b =8,∴z =-15+8i.。
3.1.2 复数的几何意义预习课本P52~53,思考并完成下列问题 (1)复平面是如何定义的,复数的模如何求出?(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复数?[新知初探]1.复平面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 ――→.3.复数的模(1)定义:向量OZ 的模r 叫做复数z =a +b i(a ,b ∈R)的模. (2)记法:复数z =a +b i 的模记为|z |或|a +b i|. (3)公式:|z |=|a +b i|=r =a 2+b 2(r ≥0,r ∈R). [点睛] 实轴、虚轴上的点与复数的对应关系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,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.[小试身手]1.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)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数.()(3)复数的模一定是正实数.()答案:(1)√(2)×(3)×2.已知复数z=i,复平面内对应点Z的坐标为()A.(0,1)B.(1,0)C.(0,0)D.(1,1)答案:A3.向量a=(1,-2)所对应的复数是()A.z=1+2i B.z=1-2iC.z=-1+2i D.z=-2+i答案:B4.已知复数z的实部为-1,虚部为2,则|z|=________.答案: 5复数与点的对应关系[典例]求实数a分别取何值时,复数z=aa+3+(a2-2a-15)i(a∈R)对应的点Z 满足下列条件:(1)在复平面的第二象限内.(2)在复平面内的x轴上方.[解](1)点Z在复平面的第二象限内,则⎩⎪⎨⎪⎧a2-a-6a+3<0,a2-2a-15>0,解得a<-3.(2)点Z在x轴上方,则⎩⎪⎨⎪⎧a2-2a-15>0,a+3≠0,即(a+3)(a-5)>0,解得a>5或a<-3.[一题多变]1.[变设问]本例中题设条件不变,求复数z表示的点在x轴上时,实数a的值.解:点Z 在x 轴上,所以a 2-2a -15=0且a +3≠0, 所以a =5.故a =5时,点Z 在x 轴上.2.[变设问]本例中条件不变,如果点Z 在直线x +y +7=0上,求实数a 的值. 解:因为点Z 在直线x +y +7=0上, 所以a 2-a -6a +3+a 2-2a -15+7=0,即a 3+2a 2-15a -30=0,所以(a +2)(a 2-15)=0,故a =-2或a =±15.所以a =-2或a =±15时,点Z 在直线x +y +7=0上.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.复数的模[典例] (1)若复数z 对应的点在直线y =2x 上,且|z |=5,则复数z =( ) A .1+2i B .-1-2i C .±1±2iD .1+2i 或-1-2i(2)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)∪(1,+∞) B .(-1,1) C .(1,+∞)D .(0,+∞)[解析] (1)依题意可设复数z =a +2a i(a ∈R), 由|z |=5得a 2+4a 2=5,解得a =±1,故z =1+2i 或z =-1-2i. (2)因为|z 1|=a 2+4,|z 2|=4+1=5,所以a 2+4<5,即a 2+4<5,所以a 2<1, 即-1<a <1. [答案] (1)D (2)B复数模的计算(1)计算复数的模时,应先确定复数的实部和虚部,再利用模长公式计算.虽然两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.(2)设出复数的代数形式,利用模的定义转化为实数问题求解. [活学活用]1.如果复数z =1+a i 满足条件|z |<2,那么实数a 的取值范围是( ) A .(-22,22) B .(-2,2) C .(-1,1)D .(-3,3)解析:选D 因为|z |<2,所以1+a 2<2,则1+a 2<4,a 2<3,解得-3<a < 3. 2.求复数z 1=6+8i 与z 2=-12-2i 的模,并比较它们的模的大小.解:∵z 1=6+8i ,z 2=-12-2i ,∴|z 1|=62+82=10, |z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+(-2)2=32. ∵10>32,∴|z 1|>|z 2|.复数与复平面内向量的关系[典例] 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[解析] 因为向量OZ 1――→对应的复数是5-4i ,向量OZ 2――→对应的复数是-5+4i ,所以OZ 1――→=(-5, 4), OZ 2――→=(5, -4),所以OZ 2――→=(5,-4)+(-5,4)=(0,0),所以OZ 1――→+OZ 2――→对应的复数是0.[答案] C(1)以原点为起点的向量表示的复数等于它的终点对应的复数;向量平移后,此向量表示的复数不变,但平移前后起点、终点对应的复数要改变.(2)复数的模从几何意义上来讲,表示复数对应的点到原点的距离,类比向量的模,可以进一步引申|z -z 1|表示点Z 到点Z 1之间的距离.如|z -i|=1表示点Z 到点(0,1)之间的距离为1.[活学活用]在复平面内画出下列复数对应的向量,并求出各复数的模. z 1=1-i ;z 2=-12+32i ;z 3=-2;z 4=2+2i.解:在复平面内分别画出点Z 1(1,-1),Z 2-12,32,Z 3(-2,0),Z 4(2,2),则向量OZ 1――→,OZ 2――→, OZ 3――→,OZ 4――→分别为复数z 1,z 2,z 3,z 4对应的向量,如图所示.各复数的模分别为:|z 1|=12+(-1)2=2; |z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫322=1; |z 3|=(-2)2=2;|z 4|=22+22=2 2.层级一 学业水平达标1.与x 轴同方向的单位向量e 1与y 轴同方向的单位向量e 2,它们对应的复数分别是( )A .e 1对应实数1,e 2对应虚数iB .e 1对应虚数i ,e 2对应虚数iC .e 1对应实数1,e 2对应虚数-iD .e 1对应实数1或-1,e 2对应虚数i 或-i 解析:选A e 1=(1,0),e 2=(0,1).2.当23<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -1)i 在复平面上对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选D ∵23<m <1,∴3m -2>0,m -1<0,∴点(3m -2,m -1)在第四象限.3.已知0<a <2,复数z =a +i(i 是虚数单位),则|z |的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,5)C .(1,3)D .(1,5)解析:选B |z |=a 2+1,∵0<a <2,∴1<a 2+1<5,∴|z |∈(1,5).5.复数z =1+cos α+isin α(π<α<2π)的模为( ) A .2cos α2B .-2cos α2C .2sin α2D .-2sin α2解析:选B |z |=(1+cos α)2+sin 2α=2+2cos α=4cos 2α2=2|cos α2|.∵π<α<2π,∴π2<α2<π,cos α2<0,于是|z |=-2cos α2. 6.复数3-5i,1-i 和-2+a i 在复平面上对应的点在同一条直线上,则实数a 的值为________.解析:由点(3,-5),(1,-1),(-2,a )共线可知a =5. 答案:57.过原点和3-i 对应点的直线的倾斜角是________. 解析:∵3-i 在复平面上的对应点是(3,-1), ∴tan α=-1-03-0=-33(0≤α<π),∴α=5π6.答案:5π69.设z 为纯虚数,且|z -1|=|-1+i|,求复数z . 解:∵z 为纯虚数,∴设z =a i(a ∈R 且a ≠0),又|-1+i|=2,由|z -1|=|-1+i|, 得a 2+1=2,解得a =±1,∴z =±i.10.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)若在复平面内,z 所对应的点在第四象限,求m 的取值范围. 解:(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. 故m 的取值范围为(-3,0).层级二 应试能力达标1.已知复数z 1=2-a i(a ∈R)对应的点在直线x -3y +4=0上,则复数z 2=a +2i 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:选B 复数z 1=2-a i 对应的点为(2,-a ),它在直线x -3y +4=0上,故2+3a +4=0,解得a =-2,于是复数z 2=-2+2i ,它对应点的点在第二象限,故选B.2.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 ≠1 B .a ≠2且a ≠1 C .a =0D .a =2或a =0解析:选D ∵z 在复平面内对应的点在虚轴上, ∴a 2-2a =0,解得a =2或a =0.3.若x ,y ∈R ,i 为虚数单位,且x +y +(x -y )i =3-i ,则复数x +y i 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:选A ∵x +y +(x -y )i =3-i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,x -y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,∴复数1+2i 所对应的点在第一象限.4.在复平面内,复数z 1,z 2对应点分别为A ,B .已知A (1,2),|AB |=25,|z 2|=41,则z 2=( )A .4+5iB .5+4iC .3+4iD .5+4i 或15+325i解析:选D 设z 2=x +y i(x ,y ∈R),由条件得,⎩⎪⎨⎪⎧ (x -1)2+(y -2)2=20,x 2+y 2=41. ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =4或⎩⎨⎧x =15,y =325.故选D.5.若复数z =(m 2-9)+(m 2+2m -3)i 是纯虚数,其中m ∈R ,则|z |=________.解析:由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m 2+2m -3≠0,m 2-9=0,∴m =3,∴z =12i ,∴|z |=12.答案:126.已知复数z =x -2+y i 的模是22,则点(x ,y )的轨迹方程是________. 解析:由模的计算公式得 (x -2)2+y 2=22,∴(x -2)2+y 2=8. 答案:(x -2)2+y 2=87.已知复数z 0=a +b i(a ,b ∈R),z =(a +3)+(b -2)i ,若|z 0|=2,求复数z 对应点的轨迹.解:设z =x +y i(x ,y ∈R),则复数z 的对应点为P (x ,y ),由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x =a +3,y =b -2,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =x -3,b =y +2. ① ∵z 0=a +b i ,|z 0|=2,∴a 2+b 2=4. 将①代入得(x -3)2+(y +2)2=4.∴点P 的轨迹是以(3,-2)为圆心,2为半径的圆.8.已知复数z 1=3+i ,z 2=-12+32i.(1)求|z 1|及|z 2|并比较大小;(2)设z ∈C ,满足条件|z 2|≤|z |≤|z 1|的点Z 的轨迹是什么图形? 解:(1)|z 1|= (3)2+12=2,|z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+322=1,∴|z 1|>|z 2|. (2)由|z 2|≤|z |≤|z 1|及(1)知1≤|z |≤2.因为|z |的几何意义就是复数z 对应的点到原点的距离,所以|z |≥1表示|z |=1所表示的圆外部所有点组成的集合,|z |≤2表示|z |=2所表示的圆内部所有点组成的集合,故符合题设条件点的集合是以O 为圆心,以1和2为半径的两圆之间的圆环(包含圆周),如图所示.。
3.1.2 复数的几何意义[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.知识点一 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.思考 (1)虚轴上的点都对应着唯一的纯虚数吗? (2)象限内的点与复数有何对应关系? 答案 (1)不是.(2)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. 知识点二 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|,⎪⎪⎪⎪z 1z 2=|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. 思考 复数的模的几何意义是什么?答案 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.题型一 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.反思与感悟 复数实部、虚部分别对应了复平面内相应点的横坐标和纵坐标,在复平面内复数所表示的点所处的位置,决定了复数实部、虚部的取值特征.跟踪训练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. 题型二 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.反思与感悟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.跟踪训练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.题型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.反思与感悟利用模的定义将复数模的条件转化为其实、虚部满足的条件,是一种复数问题实数化思想;根据复数模的意义,结合图形,也可利用平面几何知识解答本题. 跟踪训练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.复数与函数的综合应用对于求复数的题目,一般的解题思路是:先设出复数的代数形式,如z =a +b i(a ,b ∈R ),利用题目给出的条件,结合复数的相关概念和性质,列出方程(或方程组),求出a ,b ,最后将复数的代数形式写出来.例4 已知f (z )=|2+z |-z ,且f (-z )=3+5i ,求复数z .分析 题目中出现了f (z )与f (-z )的关系式,可由f (z )得到f (-z )的另一种关系式.要求复数z ,只需设z =a +b i(a ,b ∈R ),求出a ,b 即可.利用复数相等的充要条件即可列方程组求解. 解 设复数z =a +b i(a ,b ∈R ). ∵f (z )=|2+z |-z ,∴f (-z )=|2-z |+z . 又∵f (-z )=3+5i ,∴|2-z |+z =3+5i , ∴|2-(a +b i)|+a +b i =3+5i. 即(2-a )2+(-b )2+a +b i =3+5i. 根据复数相等的充要条件,得⎩⎨⎧(2-a )2+(-b )2+a =3,b =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-10,b =5.∴复数z =-10+5i.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.第四象限答案 B解析∵z=i+2i2=-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.2.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()A.4+8iB.8+2iC.2+4iD.4+i答案 C解析由题意知点A的坐标为(6,5),点B的坐标为(-2,3).由中点坐标公式,得线段AB的中点C的坐标为(2,4),故点C对应的复数为2+4i.3.复数z1=a+2i,z2=-2+i,如果|z1|<|z2|,那么实数a的取值范围是.答案(-1,1)解析因为|z1|=a2+4,|z2|=(-2)2+12= 5.又因|z1|<|z2|,所以a2+4<5,解得-1<a<1.4.在复平面内表示复数z=(m-3)+2m i的点在直线y=x上,则实数m的值为.答案9解析∵z=(m-3)+2m i表示的点在直线y=x上,∴m-3=2m,解得m=9.5.已知z1=2(1-i),且|z|=1,求|z-z1|的最大值.解如图所示,因为|z|=1,所以z的轨迹可看作是半径为1,圆心为(0,0)的圆,而z1对应坐标系中的点为Z1(2,-2),所以|z-z1|的最大值可以看成点(2,-2)到圆上的点的最大距离,则|z-z1|max=22+1.1.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.2.研究复数的问题可利用复数问题实数化思想转化为复数的实、虚部的问题,也可以结合图形利用几何关系考虑.一、选择题1.设x =3+4i ,则复数z =x -|x |-(1-i)在复平面上的对应点在( ) 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 ∵x =3+4i ,∴|x |=32+42=5, ∴z =3+4i -5-(1-i)=(3-5-1)+(4+1)i =-3+5i.∴复数z 在复平面上的对应点在第二象限.2.当23<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -1)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.第四象限答案 D解析 复数z 在复平面内对应的点为Z (3m -2,m -1).由23<m <1,得3m -2>0,m -1<0.所以点Z 位于第四象限.故选D. 3.在复平面内,O 为原点,向量OA →对应的复数为-1+2i ,若点A 关于直线y =-x 的对称点为B ,则向量OB →对应的复数为( ) A.-2-i B.-2+i C.1+2i D.-1+2i答案 B解析 ∵A (-1,2)关于直线y =-x 的对称点B (-2,1),∴向量OB →对应的复数为-2+i. 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.1个圆 B.线段 C.2个点 D.2个圆答案 A解析 由题意可知(|z |-3)(|z |+1)=0, 即|z |=3或|z |=-1. ∵|z |≥0,∴|z |=3.∴复数z 对应的轨迹是1个圆.5.若θ∈⎝⎛⎭⎫3π4,5π4,则复数(cos θ+sin θ)+(sin θ-cos θ)i 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.第四象限答案 B解析 ∵θ∈⎝⎛⎭⎫3π4,5π4,∴cos θ+sin θ<0,sin θ-cos θ>0.∴选B.6.设A 、B 为锐角三角形的两个内角,则复数z =(cos B -tan A )+tan B i 对应的点位于复平面的( )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 因A 、B 为锐角三角形的两个内角,所以A +B >π2,即A >π2-B ,sin A >cos B .cos B-tan A =cos B -sin Acos A <cos B -sin A <0,又tan B >0,所以点(cos B -tan A ,tan B )在第二象限,故选B. 二、填空题7.设z =log 2(m 2-3m -3)+i·log 2(m -3)(m ∈R ),若z 对应的点在直线x -2y +1=0上,则m 的值是 . 答案15解析 由题意知,复数z =x +y i(x ,y ∈R )的实部x 和虚部y 满足方程x -2y +1=0, 故log 2(m 2-3m -3)-2log 2(m -3)+1=0, 则log 2m 2-3m -3(m -3)2=-1,∴m 2-3m -3(m -3)2=12,∴m =±15.∵⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3m -3>0,m -3>0, ∴m >3+212,∴m =15.8.若复数z =5cos α-4i(i 为虚数单位,-π<α<0)在复平面上的对应点在直线y =x -1上,则sin α= . 答案 -45解析 ∵复数z =5cos α-4i 在复平面上的对应点在直线y =x -1上,∴-4=5cos α-1, 即cos α=-35.又∵-π<α<0,∴sin α=-1-cos 2α=-1-⎝⎛⎭⎫-352=-45. 9.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 . 答案 (1,5)解析 由题意可知z =a +i.根据复数的模的定义,得|z |=a 2+1,而0<a <2,故1<|z |< 5. 10.复数z =log 123+ilog 3 12对应的点位于复平面内的第 象限.答案 三解析 log 123<0,log 3 12<0,∴z =log 123+ilog 3 12对应的点位于复平面内的第三象限.三、解答题11.设复数z =lg(m 2+2m -14)+(m 2-m -6)i ,求当实数m 为何值时: (1)z 为实数;(2)z 对应的点位于复平面的第二象限.解 (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m 2-m -6=0,m 2+2m -14>0,解得m =3(m =-2舍去). 故当m =3时,z 是实数.(2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧lg (m 2+2m -14)<0,m 2-m -6>0,即⎩⎪⎨⎪⎧0<m 2+2m -14<1,m 2-m -6>0. 即⎩⎪⎨⎪⎧m 2+2m -14>0,m 2+2m -15<0,m 2-m -6>0,得⎩⎪⎨⎪⎧m <-1-15或m >-1+15,-5<m <3,m <-2或m >3.解得-5<m <-1-15.故当-5<m <-1-15时,z 对应的点位于复平面内的第二象限. 12.已知z 1=-3+4i ,|z |=1,求|z -z 1|的最大值和最小值.解 如图,|z |=1表示复数z 对应的点在以(0,0)为圆心,1为半径的圆上,而z 1在坐标系中的对应点的坐标为(-3,4),∴|z -z 1|可看作是点(-3,4)到圆上的点的距离.由图可知,点(-3,4)到圆心(即原点)的距离为(-3)2+42=5,故|z -z 1|max =5+1=6,|z -z 1|min =5-1=4.13.设全集U =C ,A ={z |||z |-1|=1-|z |,z ∈C },B ={z ||z |<1,z ∈C },若z ∈A ∩(∁U B ),求复数z 在复平面内对应的点的轨迹. 解 ∵z ∈C ,|z |∈R ,∴1-|z |∈R . ∵||z |-1|=1-|z |,∴1-|z |≥0,即|z |≤1, ∴A ={z ||z |≤1,z ∈C }.又∵B ={z ||z |<1,z ∈C },∴∁U B ={z ||z |≥1,z ∈C }. ∵z ∈A ∩(∁U B ),∴z ∈A 且z ∈∁U B ,∴⎩⎪⎨⎪⎧|z |≤1,|z |≥1,∴|z |=1. 由复数的模的几何意义知,复数z 在复平面内对应的点的轨迹是以原点为圆心,1为半径的圆.。
3.3复数的几何意义[对应学生用书P43]复平面的定义问题1:平面向量可以用坐标表示,试想复数能用坐标表示吗?提示:可以.问题2:试说明理由.提示:因复数z=a+b i(a,b∈R)与有序实数对(a,b)惟一确定,由(a,b)与平面直角坐标系点一一对应,从而复数集与平面直角坐标系中的点集之间一一对应.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;除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ).问题1:在复平面内作出复数z 所对应的点Z . 提示:如图所示.问题2:向量OZ u u u r和点Z 有何关系?提示:有一一对应关系.问题3:复数z =a +b i 与OZ u u u r有何关系?提示:也是一一对应.1.复数与点,向量间的对应关系2.复数的模复数z =a +b i(a ,b ∈R )对应的向量为OZ u u u r ,则OZ u u u r的模叫做复数z 的模(或绝对值),记作|z |,且|z |=|a +b i|=a 2+b 2.复数加减法的几何意义如图1OZ u u u r 、2OZ u u u u r分别与复数a +b i ,c +d i 对应.问题1:试写出1OZ u u u r 、2OZ u u u u r 及1OZ u u u r +2OZ u u u u r 、1OZ u u u r -2OZ u u u u r的坐标. 提示:1OZ u u u r =(a ,b ),2OZ u u u u r=(c ,d ),1OZ u u u r +2OZ u u u u r =(a +c ,b +d ),1OZ u u u r -2OZ u u u u r=(a -c ,b -d ). 问题2:向量1OZ u u u r +2OZ u u u u r 及1OZ u u u r -2OZ u u u u r所对应的复数分别是什么?提示:(a +c )+(b +d )i 及(a -c )+(b -d )i.1.复数加法的几何意义设向量1OZ u u u r ,2OZ u u u u r 分别与复数z 1=a +b i ,z 2=c +d i 对应,且1OZ u u u r 和2OZ u u u u r不共线.如图,以1OZ u u u r ,2OZ u u u u r为邻边画平行四边形OZ 1ZZ 2,则其对角线OZ所表示的向量OZ u u u r OZ u u u r就是复数(a +c )+(b +d )i 对应的向量.2.复数减法的几何意义复数的减法是加法的逆运算,设1OZ u u u r ,2OZ u u u u r 分别与复数a +b i ,c +d i 相对应,且1OZ u u u r,2OZ u u u u r不共线,如图.则这两个复数的差z 1-z 2与向量1OZ u u u r -2OZ u u u u r (等于21Z Z u u u u r)对应,这就是复数减法的几何意义.3.设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则|z 1-z 2|=(a -c )2+(b -d )2,即两个复数的差的模就是复平面内与这两个复数对应的两点间的距离.1.复平面上点的横坐标表示复数的实部,点的纵坐标表示复数的虚部.2.表示实数的点都在实轴上,实轴上的点都表示实数,它们是一一对应的;表示纯虚数的点都在虚轴上,但虚轴上的点不都表示纯虚数,如原点表示实数0.3.在平面向量中,向量的加法、减法的几何解释同复数加法、减法的几何解释是相同的.[对应学生用书P44]复数的几何意义[例1] 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 在下列位置?(1)第三象限;(2)第四象限;(3)直线x -y -3=0上?[思路点拨] 利用复数与复平面内点之间的对应关系求解.若已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ),则当a <0且b <0时,复数z 对应的点在第三象限;当a >0且b <0时,复数z 对应的点在第四象限;当a -b -3=0时,复数z 对应的点在直线x -y -3=0上.[精解详析] 因为x 是实数,所以x 2+x -6,x 2-2x -15也是实数. 若已知复数z =a +b i ,则当a <0,且b <0时,复数z 对应的点在第三象限; 当a >0,且b <0时,复数z 对应的点在第四象限; 当a -b -3=0时,复数z 对应的点在直线x -y -3=0上.(1)当实数x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x -6<0,x 2-2x -15<0,即-3<x <2时,点Z 在第三象限.(2)当实数x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x -6>0,x 2-2x -15<0,即2<x <5时,点Z 在第四象限.(3)当实数x 满足(x 2+x -6)-(x 2-2x -15)-3=0, 即x =-2时,点Z 在直线x -y -3=0上.[一点通] 按照复数集和复平面内所有的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的实部、虚部的取值.1.(湖北高考改编)在复平面内,复数 z =2i1+i (i 为虚数单位)的共轭复数对应点位于第________象限.解析:z =2i1+i =2i (1-i )(1+i )(1-i )=2i (1-i )2=i +1的共轭复数为1-i ,对应的点为(1,-1)在第四象限.答案:四2.求当实数m 为何值时,复数z =(m 2-8m +15)+(m 2+3m -28)i 在复平面内的对应点分别满足下列条件:(1)位于第四象限; (2)位于x 轴的负半轴上.解:(1)由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8m +15>0,m 2+3m -28<0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m <3或m >5,-7<m <4.即-7<m <3.故当-7<m <3时,复数z 的对应点位于第四象限.(2)由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8m +15<0 ①m 2+3m -28=0 ②由②得m =-7或m =4. 因m =-7不适合不等式①, m =4适合不等式①, 所以m =4.故当m =4时,复数z 的对应点位于x 轴的负半轴上.复数模及其几何意义的应用[例2] 已知复数z 1=3-i 及z 2=-12+32i.(1)求|z 1|及|z 2|的值并比较它们的大小;(2)设z ∈C ,满足|z 2|≤|z |≤|z 1|的点z 的集合是什么图形.[思路点拨] 由复数的模长公式求出|z 1|及|z 2|,然后比较大小;(2)根据点数模的几何意义画出图形.[精解详析] (1)|z 1|=|3-i|=(3)2+(-1)2=2, |z 2|=⎪⎪⎪⎪-12+32i =⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫322=1,所以|z 1|>|z 2|.(2)由(1)知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组成的集合,不等式|z |≤2的解集是圆|z |=2上和该圆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,并包括圆环的边界,如图所示.[一点通] (1)计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,然后再利用模的公式进行计算,两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.(2)复数的模表示该复数在复平面内对应点到原点的距离.3.(辽宁高考改编)复数z =1i -1的模为________. 解析:∵z =1-1+i =-1-i (-1+i )(-1-i )=-1-i2=-12-12i ,∴|z |= ⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫-122=22. 答案:224.已知z =3+a i ,且|z -2|<2,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵z =3+a i ,∴z -2=1+a i , ∴|z -2|=1+a 2<2,即1+a 2<4,∴a 2<3,即-3<a < 3. 答案:(-3,3)5.设z ∈C ,则满足条件|z |=|3+4i|的复数z 在复平面上对应的点Z 的集合是什么图形? 解:法一:由|z |=|3+4i|得|z |=5.这表明向量OZ u u u r的长度等于5,即点Z 到原点的距离等于5.因此满足条件的点Z 的集合是以原点O 为圆心,以5为半径的圆. 法二:设z =x +y i(x ,y ∈R ),则|z |2=x 2+y 2. ∵|3+4i|=5,∴由|z |=|3+4i|得x 2+y 2=25,∴点Z 的集合是以原点为圆心,以5为半径的圆.[例3] 已知▱OABC 的三个顶点O ,A ,C 对应的复数分别为0,3+2i ,-2+4i ,试求:(1) AO u u u r 表示的复数;(2) CA u u r表示的复数;(3)点B 对应的复数.[思路点拨] 点O ,A ,C 对应的复数――――――→向量的坐标表示AO u u u r ,CA u u r ,OBu u u r的坐标形式――――――→复数在复平面上与向量一一对应AO u u u r ,CA u u r ,OBu u u r 对应的复数[精解详析] (1)AO u u u r =-OA u u r ,故AO u u u r表示的复数为-(3+2i),即-3-2i. (2)CA u u r =OA u u r -OC u u u r ,故CA u u r表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)OB u u u r =OA u u r +AB u u u r =OA u u r +OC u u ur ,故OB u u u r 表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i ,即点B 对应的复数为1+6i.[一点通] (1)根据复数的两种几何意义可知:复数的加、减运算可以转化为点的坐标运算或向量运算.(2)复数的加、减运算用向量进行时,同样满足平行四边形法则和三角形法则. (3)复数及其加、减运算的几何意义为数形结合思想在复数中的应用提供了可能.6.已知复数z 1=2+i ,z 2=1+2i 在复平面内对应的点分别为A 、B ,求AB u u u r对应的复数z ,z 在平面内对应的点在第几象限?解:z =z 2-z 1=(1+2i)-(2+i)=-1+i , ∵z 的实部-1<0,虚部1>0,∴复数z 在复平面内对应的点在第二象限内.7.在复平面内,点A 、B 、C 分别对应复数z 1=1+i ,z 2=5+i ,z 3=3+3i.以AB 、AC 为邻边作一个平行四边形ABDC ,求D 点对应的复数z 4及AD 的长.解:如图,由复数加减法的几何意义, AD u u u r =AB u u u r +AC u u ur ,即z 4-z 1=(z 2-z 1)+(z 3-z 1). 所以z 4=z 2+z 3-z 1=7+3i.|AD |=|z 4-z 1|=|(7+3i)-(1+i)|=|6+2i|=210.1.复数模的几何意义复数模的几何意义架起了复数与解析几何之间的桥梁,使得复数问题可以用几何方法解决,而几何问题也可以用复数方法解决(即数形结合法),增加了解决复数问题的途径. (1)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z =a +b i(a ,b ∈R )的对应向量OZ u u u r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 u u u r相等的向量有无数个.2.复数的模(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )的模|z |=a 2+b 2;(2)从几何意义上理解,表示点Z 和原点间的距离,类比向量的模可进一步引申:|z 1-z 2|表示点Z 1和点Z 2之间的距离.[对应学生用书P45]一、填空题1.若OA u u r 、OB u u u r 对应的复数分别是7+i,3-2i ,则|AB u u u r|=________.解析:∵OA u u r =(7,1),OB u u u r=(3,-2), ∴AB u u u r =OB u uu r -OA u u r =(-4,-3),∴|AB u u u r|=5.答案:52.(重庆高考改编)复平面内表示复数i(1-2i)的点位于第________象限. 解析:i(1-2i)=2+i 对应的点为(2,1),位于第一象限. 答案:一3.若z +|z |=2+8i ,则z =________. 解析: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.所以⎩⎪⎨⎪⎧a +a 2+b 2=2,b =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-15,b =8,所以z =-15+8i.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. 答案:-15+8i4.已知z 1=2+i ,z 2=3+a i(a ∈R ),若z 1+z 2所对应的点在实轴上,则a =________. 解析:z 1+z 2=2+i +3+a i =5+(a +1)i ,由z 1+z 2所对应的点在实轴上可知a +1=0,即a =-1. 答案:-15.(新课标全国卷Ⅰ改编)设z =11+i +i ,则|z |=________.解析:11+i +i =1-i(1+i )·(1-i )+i =1-i 2+i =12+12i ,则|z |=⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫122=22. 答案:22二、解答题6.若复数z =(m 2+m -2)+(4m 2-8m +3)i(m ∈R )的共轭复数z 对应的点在第一象限,求实数m 的集合.解:由题意得z =(m 2+m -2)-(4m 2-8m +3)i ,z 对应的点位于第一象限,所以有⎩⎪⎨⎪⎧ m 2+m -2>0,-(4m 2-8m +3)>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -2>0,4m 2-8m +3<0,所以⎩⎪⎨⎪⎧m <-2或m >1,12<m <32,即1<m <32,故所求m 的集合为⎩⎨⎧m ⎪⎪⎭⎬⎫1<m <32. 7.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AB u u u r ,BC u u ur ,AC u u u r 对应的复数;(2)判断△ABC 的形状;(3)求△ABC 的面积.解:(1)AB u u u r对应的复数为z B -z A =(2+i)-1=1+i. BC u u u r对应的复数为z C -z B =(-1+2i)-(2+i)=-3+i.AC u u u r对应的复数为z C -z A =(-1+2i)-1=-2+2i.(2)由(1)知|AB u u u r|=|1+i|=2,|BC u u u r |=|-3+i|=10,|AC u u u r |=|-2+2i|=22, ∴|AB u u u r|2+|AC u u u r |2=|BC u u u r |2.故△ABC 为直角三角形.(3)S △ABC =12|AB u uu r |·|AC u u u r |=12×2×22=2.8.若z ∈C 且|z +2-2i|=1,求|z -2-2i|的最小值.解:已知|z-(-2+2i)|=1中,z的对应点轨迹是以(-2,2)为圆心,1为半径的圆,|z-(2+2i)|表示圆上的点与点(2,2)之间的距离,最小值为圆心与点(2,2)的距离减去半径,易得值为3.。
课题:3.1.2复数的几何意义学科:数学年级:高二班级:一、教材分析:复数的几何意义是学生在学完复数后的一节课,它在复数内容中起着承上启下的关键作用,它是我们研究复数运算的重要基础,故学好本节内容至关重要。
然而,在之前学生已经学过实数的几何意义,实数的绝对值的意义,所以通过类比学生很容易理解复数的几何意义。
二、教学目标:1.知识与技能理解复数的几何意义,会用复平面内的点和向量来表示复数;了解复数模的概念及几何意义,会求复数的模.2.过程与方法渗透转化、数形结合等数学思想和方法,提高分析、解决问题的能力.3.情感、态度与价值观引导学生观察现象、发现问题、提出观点、验证结论、培养良好的学习思维品质.三、教学重点重点:复数的几何意义及复数的模.四、教学难点难点:复数的几何意义及模的综合应用.树立复数与坐标平面内的点的一一对应、复数与向量的一一对应的意识,是将复数由代数形式引向几何形式的关键环节,通过图形展示,让学生直观、形象的探索其内在联系,可以降低理解难度.五、教学准备1、课时安排:1课时2、教具选择:电子白板六、教学方法:建议本课在教师的指导下作小范围的必要的教学探索活动,使整个教学更有序,更有效,激发学生兴趣,锻炼学生毅力,兴趣是学习良好的开端,毅力是学习的保证.让学生由实数的绝对值的几何意义,类比复数模的几何意义,探索复数模的几何应用.可以利用多媒体教学,展示复数与坐标平面的对应关系及复数模的几何意义,引导学生利用数形结合的思想去分析问题、解决问题.七、教学过程:1、自主导学:阅读课本52—53页回答下列问题:(学生课前预习后提出疑惑,老师解答)【问题导思】1.复数z =a +b i(a ,b ∈R )与有序实数对(a ,b )有怎样的对应关系? 【提示】 一一对应.2.有序实数对与直角坐标平面内的点有怎样的对应关系? 【提示】 一一对应.3.复数集与平面直角坐标系中的点集之间能一一对应吗? 【提示】 一一对应.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.4.平面直角坐标系中的点Z 与向量→OZ有怎样的对应关系? 【提示】 一一对应.5.复数集与平面直角坐标系中以原点为起点的向量集合能一一对应吗? 【提示】 一一对应.(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.2、合作探究 (1)分组探究探究点1 复数的几何表示和探究点2 复数的向量表示、探究点3 实数绝对值的几何意义: 1.实数m 取什么值时,复平面内表示复数z =2m +(4-m 2)i 的点(1)位于虚轴上;(2)位于第三象限.【思路探究】 找出复数z 的实部、虚部,结合(1)(2)的要求写出满足的条件. 【自主解答】 复数z =2m +(4-m 2)i 对应复平面内点的坐标P 为(2m,4-m 2). (1)若P 在虚轴上,则4-m2≠0,2m =0,即m =0.(2)若点P 在第三象限,则4-m2<0,2m <0,解得m <-2. ∴当点P 位于第三象限时,实数m 的范围是(-∞,-2). 2.已知复数z 满足z +|z |=2+8i ,求复数z .【思路探究】 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 .【自主解答】 法一 设z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=, 代入方程得a +b i +=2+8i , ∴b =8,a2+b2=2,解得b =8.a =-15,∴z =-15+8i.法二 原式可化为 z =2-|z |+8i , ∵|z |∈R ,∴2-|z |是z 的实部, 于是|z |=,即|z |2=68-4|z |+|z |2,∴|z |=17. 代入z =2-|z |+8i 得z =-15+8i.(2)教师点拨1.计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,然后再利用模的公式进行计算,两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.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. 3、巩固训练1.求复数z 1=6+8i 及z 2=-21-i 的模,并比较它们的模的大小. 【解】 |z 1|==10,|z 2|=21 = +21=23,|z 1|>|z 2|.2.已知复数z 1=-+i ,z 2=-21-23i , (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? 【思路探究】 (1)利用复数模的定义来求解.若z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=.(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. 【自主解答】 (1)|z 1|==2. |z 2|=3=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为半径的两圆及所夹的圆环.4、拓展延伸已知向量→OZ与实轴正向的夹角为45°,向量→OZ对应的复数z 的模为1,求z . 【思路探究】 设出z =a +b i(a ,b ∈R ),列出关于a ,b 的方程组. 【自主解答】 设z =a +b i(a ,b ∈R ). ∵→OZ与x 轴正向的夹角为45°,|z |=1, ∴a>0,=1,或a>0,=1,∴2或2∴z =22+22i 或z =22-22i. 5、师生合作总结1.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.2.研究复数的问题可利用复数问题实数化思想转化为复数的实虚部的问题,也可以结合图形利用几何关系考虑.八、课外作业1.(2013·福建高考)复数z =-1-2i(i 为虚数单位)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【解析】z=-1-2i在复平面内对应的点为(-1,-2),它位于第三象限.【答案】 C2.若→OZ=(0,-3),则→OZ对应的复数为( )A.0 B.-3C.-3i D.3【解析】由复数的几何意义可知→OZ对应的复数为-3i.【答案】 C3.已知3-4i=x+y i(x,y∈R),则|1-5i|,|x-y i|,|y+2i|的大小关系为________.【解析】由3-4i=x+y i(x,y∈R),得x=3,y=-4,而|1-5i|==,|x-y i|=|3+4i|==5,|y+2i|=|-4+2i|==.∵<5<,∴|y+2i|<|x-y i|<|1-5i|.【答案】|y+2i|<|x-y i|<|1-5i|4.在复平面内指出与复数z1=-1+i,z2=2-i,z3=-i,z4=+3i对应的点Z1,Z2,Z,Z4,然后在复平面内画出这4个复数对应的向量.3【解】由题意知Z1(-1,),Z(2,-1),Z3(0,-1),Z4(,3).如图所示,在复平面内,复数z1,z2,z3,z4对应2的向量分别为→OZ1,→OZ2,→OZ3,→OZ4.九、板书1.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.2.研究复数的问题可利用复数问题实数化思想转化为复数的实虚部的问题,也可以结合图形利用几何关系考虑.十、教学反思:根据发现的能力,让最后一个发现的学生最先讲,中途发现的学生中间讲,最先一个发现的学生最后讲,也就是由近及远地请学生一个一个地回答.所以从本节课的教学效果来看还是不错的。