4.2.1《复数的加法与减法》(北师大版选修1-2)

2.1 复数的加法与减法学习目标 1.熟练掌握复数代数形式的加、减运算法则.2.理解复数加减法的几何意义，能够利用“数形结合”的思想解题．知识点复数代数形式的加减法思考1类比多项式的加减法运算，想一想复数如何进行加减法运算？思考2复数的加法满足交换律和结合律吗？梳理(1)运算法则设z1＝a＋b i，z2＝c＋d i是任意两个复数，那么(a＋b i)＋(c＋d i)＝________________，(a＋b i)－(c＋d i)＝________________.(2)加法运算律对任意z1，z2，z3∈C，有z1＋z2＝________，(z1＋z2)＋z3＝________________.类型一复数的加法、减法运算例1(1)若z1＝2＋i，z2＝3＋a i(a∈R)，复数z1＋z2所对应的点在实轴上，则a＝______. (2)已知复数z满足|z|i＋z＝1＋3i，则z＝________.反思与感悟 (1)复数的加减运算就是实部与实部相加减，虚部与虚部相加减．(2)当一个等式中同时含有|z |与z 时，一般用待定系数法，设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )．跟踪训练1 (1)若复数z 满足z ＋i －3＝3－i ，则z ＝________.(2)(a ＋b i)－(2a －3b i)－3i ＝________(a ，b ∈R )．(3)已知复数z 满足|z |＋z ＝1＋3i ，则z ＝________.类型二 复数加、减法的应用例2 (1)如图所示，平行四边形OABC 的顶点O ，A ，C 对应的复数分别为0，3＋2i ，－2＋4i.求：①AO →表示的复数；②CA →表示的复数；③OB →表示的复数．(2)已知z 1，z 2∈C ，|z 1|＝|z 2|＝1，|z 1＋z 2|＝3，求|z 1－z 2|.引申探究若将本例(2)中的条件“|z 1＋z 2|＝3”改为“|z 1－z 2|＝1”，求|z 1＋z 2|.反思与感悟 (1)技巧：①形转化为数：利用几何意义可以把几何图形的变换转化成复数运算去处理；②数转化为形：对于一些复数运算也可以给予几何解释，使复数作为工具运用于几何之中．(2)常见结论：在复平面内，z 1，z 2对应的点分别为A ，B ，z 1＋z 2对应的点为C ，O 为坐标原点，则四边形：①OACB 为平行四边形；②若|z 1＋z 2|＝|z 1－z 2|，则四边形OACB 为矩形；③若|z 1|＝|z 2|，则四边形OACB 为菱形；④若|z 1|＝|z 2|且|z 1＋z 2|＝|z 1－z 2|，则四边形OACB 为正方形．跟踪训练2 (1)已知复平面内的平面向量OA →，AB →表示的复数分别是－2＋i,3＋2i ，则|OB →|＝________.(2)若z 1＝2＋i ，z 2＝3＋a i ，复数z 2－z 1所对应的点在第四象限上，则实数a 的取值范围是__________．1．已知复数z 1＝12－32i 和复数z 2＝cos60°＋isin60°，则z 1＋z 2等于( ) A ．1B ．－1C.12－32iD.12＋32i 2．设z 1＝3－4i ，z 2＝－2＋3i ，则z 1－z 2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3．在复平面内，O 是原点，OA →，OC →，AB →表示的复数分别为－2＋i ，3＋2i,1＋5i ，则BC →表示的复数为( )A ．2＋8iB ．－6－6iC ．4－4iD ．－4＋2i4．已知复数z 1＝(a 2－2)＋(a －4)i ，z 2＝a －(a 2－2)i(a ∈R )，且z 1－z 2为纯虚数，则a ＝____.5．设平行四边形ABCD 在复平面内，A 为原点，B ，D 两点对应的复数分别是3＋2i 和2－4i ，则点C 对应的复数是__________．1．复数代数形式的加减法满足交换律、结合律，复数的减法是加法的逆运算．2．复数加法的几何意义就是向量加法的平行四边形法则，复数减法的几何意义就是向量减法的三角形法则．答案精析问题导学知识点思考1 两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减)，即(a ＋b i)±(c ＋d i)＝(a ±c )＋(b ±d )i.思考2 满足．梳理 (1)(a ＋c )＋(b ＋d )i (a －c )＋(b －d )i (2)z 2＋z 1 z 1＋(z 2＋z 3)题型探究例1 (1)－1 (2)1＋43i 解析 (1)z 1＋z 2＝(2＋i)＋(3＋a i)＝5＋(a ＋1)i ，由题意得a ＋1＝0，则a ＝－1.(2)设z ＝x ＋y i(x ，y ∈R )，则|z |＝x 2＋y 2， ∴|z |i ＋z ＝x 2＋y 2i ＋x ＋y i ＝x ＋(x 2＋y 2＋y )i ＝1＋3i ，∴⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝1，x 2＋y 2＋y ＝3，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝43，∴z ＝1＋43i. 跟踪训练1 (1)6－2i (2)－a ＋(4b －3)i (3)－4＋3i例2 (1)解 因为A ，C 对应的复数分别为3＋2i ，－2＋4i ，由复数的几何意义知，OA →与OC →表示的复数分别为3＋2i ，－2＋4i.①因为AO →＝－OA →，所以AO →表示的复数为－3－2i.②因为CA →＝OA →－OC →，所以CA →表示的复数为(3＋2i)－(－2＋4i)＝5－2i.③OB →＝OA →＋OC →，所以OB →表示的复数为(3＋2i)＋(－2＋4i)＝1＋6i.(2)解 根据复数加减法的几何意义，由|z 1|＝|z 2|知，以OA →，OB →为邻边的平行四边形OACB 是菱形．如图，OA →对应的复数为z 1，OB →对应的复数为z 2，∴|OA →|＝|OB →|，OC →对应的复数为z 1＋z 2，∴|OC →|＝ 3.在△AOC 中，|OA →|＝|AC →|＝1，|OC →|＝3，∴∠AOC ＝30°.同理得∠BOC ＝30°，∴△OAB 为等边三角形，则|BA →|＝1，BA →对应的复数为z 1－z 2，∴|z 1－z 2|＝1.引申探究解 如例2(2)解析中的图，向量BA →表示的复数为z 1－z 2，∴|BA →|＝1，则△AOB 为等边三角形，∴∠AOC ＝30°.取AB 与OC 的交点为D ，则OD →＝32，∴|OC →|＝3，而OC →表示的复数为z 1＋z 2， ∴|z 1＋z 2|＝ 3. 跟踪训练2 (1)10 (2)(－∞，1)当堂训练1．A 2.D 3.C4．－1 5.5－2i。

§2 复数的四则运算2.1 复数的加法与减法2.2 复数的乘法与除法自主整理1.复数的加法、减法运算:(a+bi)±(c+di)=______________.2.复数的乘法运算:(a+bi)(c+di)=______________.3.两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫作互为__________,用__________表示.4.设z=a+bi,则z =____________,z z =____________.5.满足(c+di)(x+yi)=a+bi 的复数x+yi 叫作____________,记作_____________或____________. 高手笔记1.复数的加、减、乘、除运算后,所得的结果仍为复数.2.复数的加、减、乘法运算与多项式的运算类似.3.复数的乘法满足交换律、结合律以及乘法对加法的分配律,即对任何z 1、z 2、z 3∈C 有z 1·z 2=z 2·z 1,(z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3),z 1(z 2+z 3)=z 1z 2+z 1z 3.在复数范围内,实数范围内正整数指数幂的运算律仍然成立,即对任意复数z 、z 1、z 2和正整数m 、n 有z m ·z n =z m+n ,(z m )n =z mn ,(z 1z 2)n =z 1n ·z 2n .4.若z=z,则z 为实数;若z+z=0(z≠0),则z 为纯虚数.5.根据复数所满足的运算律,可知i 4n=1,i 4n+1=i,i 4n+2=-1,i 4n+3=-i,(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i,ii -+11=i, i i +-11=-i.若设ω=21-+23i,则1+ω+ω2=0,2ω=ω,ω2=ω,3ω=1. 名师解惑理解复数的除法运算的转化.剖析:复数的除法是复数乘法的逆运算,但每次都按乘法的逆运算将十分麻烦.我们可以用简便方法操作:先把两个复数相除写成分式形式,然后把分子与分母都同乘分母的共轭复数,使分母“实数化”,最后再化简.复数的除法与分母“有理化”的方法相类似.学习时,注意培养这种转化的思想和类比思想.讲练互动【例1】计算(6+6i)+(3-i)-(5-3i).分析:利用复数加、减法法则进行计算.解:(6+6i)+(3-i)-(5-3i)=(6+3-5)+(6-1+3)i=4+8i.绿色通道复数的加、减法运算,就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加减,实部与实部相加减作实部、虚部与虚部相加减作虚部.变式训练1.已知z 1=2+i,z 2=1+2i,则复数z=z 2-z 1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【例2】已知x 、y ∈R ,且i x +1+ii y 31521+=+,求x 、y 的值. 分析:复数通分太麻烦,可将每个分母的复数化为实数,再进行计算.解:i x +1+ii y 31521+=+可写成 2)1(i x -+5)21(i y -=10)31(5i -, 5x(1-i)+2y(1-2i)=5-15i,(5x+2y)-(5x+4y)i=5-15i,∴⎩⎨⎧=+=+.1545,525y x y x ∴⎩⎨⎧=-=.5,1y x 绿色通道本题为复数的除法运算,将每个分式的分母同乘分母的共轭复数,再由复数相等的定义,转化为实数方程组.变式训练2.求i i 3434+-+ii 3434-+的值. 解:原式=25)34()34(22i i ++-=2514. 【例3】计算i 2 006+(2+i 2)8-(i-12)50. 分析:利用i 的幂的周期性,(1±i)2=±2i 便可简便地求出结果.解:原式=i 501×4+2+(4i)4-(i22-)25 =-1+256-i=255-i.绿色通道注意复数计算中常用的整体.变式训练3.计算63)1()31(i i ++-. 解:原式=323])1[()]2321(2[i i ++-=388i =i. 【例4】设|z|=1且z≠±i,证明21z z +是实数.分析:(1)z 为复数可设出z=x+yi(x 、y ∈R ),再进行运算、判断;(2)由|z|=1转为z z =1,即z1=z ,进一步化简.证法一:设z=x+yi(x 、y ∈R ). 则xyi y x yi x yi x yi x z z 21)(112222+-++=+++=+=22222224)1()21)((yx y x xyi y x yi x +-+--++ =222222222224)1()1(22)1(y x y x i y x y yi x xy y x x +-+-++-+-+ =2222232234)1()()(yx y x i y y x y xy x x +-+--+++. ∵|z|=1,∴x 2+y 2=1.∴y-x 2y-y 3=y(1-x 2-y 2)=0. ∴222224)1(21y x y x x z z +-+=+∈R . 证法二:∵|z|=1,∴z z =1.∴z 1=z . ∴21z z +=zz z z+=+111. 设z=a+bi,则z+z =2a ∈R . ∴21zz +为实数. 变式训练4.已知x 、y 为共轭复数,且(x+y)2-3xyi=4-6i,求x 、y 及|x|+|y|.解:设x=a+bi,则y=a-bi,∴x+y=2a,xy=a 2+b 2.∵(x+y)2-3xyi=4-6i,∴4a 2-3(a 2+b 2)i=4-6i.∴⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=.6)(3,44222b a a ∴⎪⎩⎪⎨⎧==.1,122b a ∴⎩⎨⎧==1,1b a 或⎩⎨⎧-==1,1b a 或⎩⎨⎧=-=1,1b a 或⎩⎨⎧-=-=.1,1b a ∴⎩⎨⎧-=+=i y i x 1,1或⎩⎨⎧+=-=i y i x 1,1或⎩⎨⎧--=+-=i y i x 1,1或⎩⎨⎧+-=+-=.1,1i y i x|x|=2,|y|=2,∴|x|+|y|=22.。