复数的加、减、乘、除的运算法则
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复数的运算加法法则复数的加法按照以下规定的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,则它们的和是(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i。
两个复数的和依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的和,它的虚部是原来两个虚部的和。
复数的加法满足交换律和结合律,即对任意复数z1,z2,z3,有:z1+z2=z2+z1;(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)。
减法法则复数的减法按照以下规定的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,则它们的差是(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i。
两个复数的差依然是复数,它的实部是原来两个复数实部的差,它的虚部是原来两个虚部的差。
乘除法乘法法则规定复数的乘法按照以下的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i。
其实就是把两个复数相乘,类似两个多项式相乘,展开得: ac+adi+bci+bdi2,因为i2=-1,所以结果是(ac-bd)+(bc+ad)i 。
两个复数的积仍然是一个复数。
在极坐标下,复数可用模长r与幅角θ表示为(r,θ)。
对于复数a+bi,r=√(a²+b²),θ=arctan(b/a)。
此时,复数相乘表现为幅角相加,模长相乘。
除法法则复数除法定义:满足(c+di)(x+yi)=(a+bi)的复数x+yi(x,y∈R)叫复数a+bi除以复数c+di 的商。
运算方法:可以把除法换算成乘法做,在分子分母同时乘上分母的共轭。
所谓共轭你可以理解为加减号的变换,互为共轭的两个复数相乘是个实常数。
除法运算规则:①设复数a+bi(a,b∈R),除以c+di(c,d∈R),其商为x+yi(x,y∈R),即(a+bi)÷(c+di)=x+yi∵(x+yi)(c+di)=(cx-dy)+(dx+cy)i∴(cx-dy)+(dx+cy)i=a+bi由复数相等定义可知cx-dy=a dx+cy=b解这个方程组,得x=(ac+bd)/(c2+d2) y=(bc-ad)/(c2+d2)于是有:(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c2+d2) +((bc-ad)/(c2+d2))i②利用共轭复数将分母实数化得(见图1):点评:①是常规方法;②是利用初中我们学习的化简无理分式时,都是采用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的对偶式,它们之积为1是有理数,而(c+di)·(c-di)=c2+d2是正实数.所以可以分母实数化。
【复数的四则运算(C++)】------------------------------------------------------------------------------------------------------**复数x被定义为二元有序实数对(a,b),记为z=a+bi,这里a和b是实数,i是虚数单位。
**在复数a+bi中,a=Re(z)称为实部,b=Im(z)称为虚部。
当虚部等于零时,这个复数可以视为实数;**当z的虚部不等于零时,实部等于零时,常称z为纯虚数。
**复数的四则运算规定为:**加法法则:(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;**减法法则:(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;**乘法法则:(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i;**除法法则:(a+bi)÷(c+di)=[(ac+bd)-(c2+d2)]+[(bc-ad)-(c2+d2)]i.**当复数的实部和虚部都相等时,两个复数相等**只有当复数的虚部等于零的时候两个复数才可以比较大小------------------------------------------------------------------------------------------------------C++代码:-------------------------------------------头文件-----------------------------------------------------#?ifndef?__COMPLEX_H__?#?define?__COMPLEX_H__#?define?_CRT_SECURE_NO_WARNINGS?1#?include?iostream#?include?stdlib.husing?namespace?std;--声明复数类class?Complexpublic:voidComplex::Print();public:Complex(doublereal,doublep_w_picpath); Complex(constComplexZ);~Complex();boolComplex::operator(constComplexZ); boolComplex::operator(constComplexZ); boolComplex::operator==(constComplexZ); public:ComplexComplexAdd(constComplexZ); ComplexComplexSub(constComplexZ); ComplexComplexMul(constComplexZ); ComplexComplexDiv(constComplexZ);private:double_real;double_p_w_picpath;#?endif?--__COMPLEX_H__----------------------------------------------函数---------------------------------------------------- #?include?"Complex.h"--打印函数void?Complex::Print()if(!this-_p_w_picpath)if(!this-_real)cout0endl;coutthis-_realendl;elseif(!this-_real)coutthis-_p_w_picpath'i'endl;if(this-_p_w_picpath0)coutthis-_realthis-_p_w_picpath'i'endl;coutthis-_real'+'this-_p_w_picpath'i'endl;--构造函数Complex::Complex(double?real,?double?p_w_picpath)_real=real;_p_w_picpath=p_w_picpath;--拷贝构造函数Complex::Complex(const?Complex?Z)_real=Z._real;_p_w_picpath=Z._p_w_picpath;--析构函数Complex::~Complex()--这里的析构函数不需要做任何操作--操作符重载-*小于*-bool?Complex::operator?(const?Complex?Z)if(!this-_p_w_picpath!Z._p_w_picpath)if(this-_realZ._real)returntrue;returnfalse;-*大于*-bool?Complex::operator?(const?Complex?Z)if(!this-_p_w_picpath!Z._p_w_picpath)if(this-_realZ._real)returntrue;returnfalse;-*等于*-bool?Complex::operator==?(const?Complex?Z)if(!this-_p_w_picpath!Z._p_w_picpath)if(this-_real==Z._real)returntrue;elseif(this-_p_w_picpath==Z._p_w_picpath) if(this-_real==Z._real)returntrue;returnfalse;--四则运算-*加法*-Complex?Complex::ComplexAdd(const?Complex?Z) Complextmp(*this);tmp._real?+=?Z._real;tmp._p_w_picpath?+=?Z._p_w_picpath;return?tmp;-*减法*-Complex?Complex::ComplexSub(const?Complex?Z) Complextmp(*this);tmp._real-=Z._real;tmp._p_w_picpath-=Z._p_w_picpath; returntmp;-*乘法*-Complex?Complex::ComplexMul(const?Complex?Z)Complextmp(*this);tmp._real=(this-_real*Z._real)-(this-_p_w_picpath *Z._p_w_picpath);tmp._p_w_picpath=(this-_p_w_picpath*Z._real)+(thi s-_real?*?Z._p_w_picpath);returntmp;-*除法*-Complex?Complex::ComplexDiv(const?Complex?Z)Complextmp(*this);tmp._real=((this-_real*Z._real)+(this-_p_w_picpat h?*?Z._p_w_picpath))?-((Z._real*Z._real)+(Z._p_w_picpath*Z._p_w_picpa th));tmp._p_w_picpath=((this-_p_w_picpath*Z._real)-(th is-_real?*?Z._p_w_picpath))-((Z._real*Z._real)+(Z._p_w_picpath*Z._p_w_picpa th));returntmp;------------------------------------------ 测试用例-------------------------------------------------- #?include?"Complex.h"--测试四则运算-*测试加法*--*ComplexZ1(1,2);ComplexZ2(1,2);Complexret=plexAdd(Z2); ret.Print();*--*测试减法*--*ComplexZ1(-1,2);ComplexZ2(1,1);Complexret=plexSub(Z2); ret.Print();*--*测试乘法*--*ComplexZ1(1,-2);ComplexZ2(1,2);Complexret=pleMul(Z2); ret.Print();*--*测试除法*-ComplexZ1(1,2);ComplexZ2(1,1);Complexret=plexDiv(Z2); ret.Print();*---测试操作符重载boolRET;-*测试“”*---ComplexZ1(1,4); --ComplexZ2(1,4); --RET=Z1Z2;--coutRETendl;--ComplexZ3(1,0); --ComplexZ4(2,0); --RET=Z3Z4;--coutRETendl;-*测试“”*--*ComplexZ1(1,0); ComplexZ2(2,0); RET=Z1Z2; coutRETendl; ComplexZ3(3,0); ComplexZ4(2,0); RET=Z3Z4; coutRETendl;*--*测试“==”*- ComplexZ1(1,4);ComplexZ2(1,4); RET=Z1==Z2; coutRETendl; ComplexZ3(1,1); ComplexZ4(1,3); RET=Z3==Z4; coutRETendl; ComplexZ5(1,0); ComplexZ6(1,0); RET=Z5==Z6; coutRETendl;--测试拷贝构造函数void?Test2() ComplexZ1(1,3); Z1.Print(); ComplexZ2(Z1);Z2.Print();--测试构造函数void?Test1() ComplexZ1(1,3); Z1.Print();int?main()--Test1();--Test2();--Test3();Test4();system("pause");return0;----------------------------------------------------------------------------------------------------- ?C++中的空类,默认产生六个默认成员函数,分别是:构造函数,拷贝(赋值)构造函数,析构函数,赋值操作符重载,取地址操作符重载,const修饰的取地址操作符重载。
§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(1)1.复数的加法与减法运算法则 (a +b i)+(c +d i)=(a +c )+(b +d )i ; (a +b i)-(c +d i)=(a -c )+(b -d )i . 复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的复数z 1、z 2、z 3∈C ,都有z 1+z 2=z 2+z 1(交换律),(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3)(结合律).(1)类比平面向量加、减运算理解复数的加法与减法的运算.(2)类比平面向量加、减运算的几何意义可得出复数加、减运算的几何意义. 2.复数的乘法设a +b i 与c +d i 分别是任意两个复数,(1)定义:(a +b i)(c +d i)=(ac -bd )+(ad +bc )i . (2)运算律: 交换律:z 1·z 2=z 2·z 1. 结合律:(z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3). 分配律:z 1(z 2+z 3)=z 1z 2+z 1z 3. 3.共轭复数(1)定义:当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这样的两个复数叫作互为共轭复数.复数z 的共轭复数用z -__表示,即若z =a +b i(a ,b ∈R ),则z -=a -b i .(2)性质:z ·z -=|z |2=|z -|2.判断下列说法是否正确.(在题后标注“√”或“×”) (1)两个共轭复数的和与积是实数.( )(2)复数的减法不满足结合律,即(z 1-z 2)-z 3=z 1-(z 2+z 3)可能不成立.( )(3)若|z +1|=1,则复数z 对应的点的轨迹是以(1,0)为圆心,以1为半径的圆.( ) (4)复数加减乘的混合运算法则是先乘,后加减.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (1+i)(2+i)=( ) A .1-i B .1+3i C .3+i D .3+3i 解析:选B.依题意得(1+i)(2+i)=2+i 2+3i =1+3i ,选B. 设f (x )=|z |,z 1=3+4i ,z 2=-2-i ,则f (z 1-z 2)=( )A.10 B .5 5 C. 2D .5 2解析:选D.因为z 1-z 2=5+5i , 所以f (z 1-z 2)=f (5+5i)=|5+5i|=5 2.若复数z 满足z =i(2-z )(i 是虚数单位),则z =________. 解析:设z =a +b i(a ,b ∈R ), 则a +b i =i(2-a -b i)=b +(2-a )i ,由复数相等的定义,得⎩⎪⎨⎪⎧a =b ,b =2-a .所以a =b =1,即z =1+i. 答案:1+i1.对复数加减法的理解(1)把复数的代数形式看成关于“i”的多项式,则复数的加法、减法运算,类似于多项式的加法、减法运算,只需要“合并同类项”就可以了.(2)复数的加减法中规定,两复数相加减,是实部与实部相加减,虚部与虚部相加减,复数的加减法可推广到多个复数相加减的情形.(3)两个复数的和(差)是复数,但两个虚数的和(差)不一定是虚数.例如,(3-2i)+2i =3.2.对复数乘法的理解(1)复数的乘法与多项式乘法是类似的,有一点不同即必须在所得结果中把i 2换成-1,再把实部、虚部分别合并.(2)两个复数的积仍然是一个复数,可推广到任意多个复数的积仍然是一个复数.复数的加、减法运算计算:(1)(-2+3i)+(5-i); (2)(-1+2i)+(1+2i);(3)(a +b i)-(2a -3b i)-3i(a ,b ∈R ).【解】 (1)(-2+3i)+(5-i)=(-2+5)+(3-1)i =3+2i. (2)(-1+2i)+(1+2i)=(-1+1)+(2+2)i =22i. (3)(a +b i)-(2a -3b i)-3i =(a -2a )+(b +3b -3)i =-a +(4b -3)i.解决复数加减运算的思路两个复数相加(减),就是把两个复数的实部相加(减),虚部相加(减).复数的减法是加法的逆运算,两个复数相减,也可以看成是加上这个复数的相反数.当多个复数相加(减)时,可将这些复数的所有实部相加(减),所有虚部相加(减).1.(1)(6-3i)-(3i +1)+(2-2i)的结果为( )A .5-3iB .3+5iC .7-8iD .7-2i(2)复数z =(3+2i)-7i ,其中i 是虚数单位,则复数z 的虚部是________.(3)已知z 1=(3x +y )+(y -4x )i ,z 2=(4y -2x )-(5x +3y )i(x ,y ∈R ),若z 1-z 2=13-2i ,求z 1,z 2.解:(1)选C.(6-3i)-(3i +1)+(2-2i) =(6-1)+(-3-3)i +(2-2i)=5+(-6)i +(2-2i)=(5+2)+(-6-2)i =7-8i.故选C.(2)z =(3+2i)-7i =3-5i ,虚部是-5.故填-5. (3)z 1-z 2=(3x +y )+(y -4x )i -[(4y -2x )-(5x +3y )i] =[(3x +y )-(4y -2x )]+[(y -4x )+(5x +3y )]i =(5x -3y )+(x +4y )i. 又因为z 1-z 2=13-2i , 所以(5x -3y )+(x +4y )i =13-2i.所以⎩⎪⎨⎪⎧5x -3y =13,x +4y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-1.所以z 1=(3×2-1)+(-1-4×2)i =5-9i , z 2=[4×(-1)-2×2]-[5×2+3×(-1)]i =-8-7i.复数的乘法运算计算:(1)(1+i)(1-i)+(-1+i); (2)⎝⎛⎭⎫-12+32i ⎝⎛⎭⎫32+12i (1+i); (3)(2+i)(1+2i)(2-i)-5i. 【解】 (1)(1+i)(1-i)+(-1+i) =1-i 2+(-1+i) =2-1+i =1+i.(2)⎝⎛⎭⎫-12+32i ⎝⎛⎭⎫32+12i (1+i) =⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫-34-34+⎝⎛⎭⎫34-14i (1+i) =⎝⎛⎭⎫-32+12i (1+i) =⎝⎛⎭⎫-32-12+⎝⎛⎭⎫12-32i =-1+32+1-32i.(3)(2+i)(1+2i)(2-i)-5i =(2+i)(2-i)(1+2i)-5i =(4-i 2)(1+2i)-5i=5(1+2i)-5i =5+10i -5i =5+5i.(1)三个或三个以上的复数相乘,可按从左向右的顺序运算,或利用结合律运算.混合运算的顺序与实数的运算顺序一样.(2)平方差公式、完全平方公式等在复数范围内仍然成立.一些常见的结论要熟记:i 2=-1,(1±i)2=±2i.2.(1)下列各式的运算结果为纯虚数的是( )A .i(1+i)2B .i 2(1-i)C .(1+i)2D .i(1+i) (2)设(1+i)x =1+y i ,其中x ,y 是实数,则|x +y i|=( ) A .1B . 2C. 3 D .2解析:(1)选C.i(1+i)2=i·2i =-2,不是纯虚数,排除A ;i 2(1-i)=-(1-i)=-1+i ,不是纯虚数,排除B ;(1+i)2=2i ,2i 是纯虚数.故选C.(2)选B.因为(1+i)x =x +x i =1+y i ,所以x =y =1,|x +y i|=|1+i|= 12+12=2,选B.共轭复数(1)已知a ,b ∈R ,i 是虚数单位,若a -i 与2+b i 互为共轭复数,则(a +b i)2=( ) A .5-4i B .5+4i C .3-4i D .3+4i (2)把复数z 的共轭复数记作z -,已知(1+2i) z -=4+3i ,求z . 【解】 (1)选D.因为a -i 与2+b i 互为共轭复数, 所以a =2,b =1,所以(a +b i)2=(2+i)2=3+4i. (2)设z =a +b i(a ,b ∈R ), 则z -=a -b i ,由已知得:(1+2i)(a -b i)=(a +2b )+(2a -b )i =4+3i ,由复数相等的定义知,⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =4,2a -b =3.得a =2,b =1, 所以z =2+i.共轭复数性质的巧用(1)z ·z -=|z |2=|z -|2是共轭复数的常用性质;(2)实数的共轭复数是它本身,即z ∈R ⇔z =z -,利用此性质可以证明一个复数是实数; (3)若z ≠0且z +z -=0,则z 为纯虚数,利用此性质可证明一个复数是纯虚数.3.(1)设复数z 满足z +i =3-i ,则z -=( )A .-1+2iB .1-2iC .3+2iD .3-2i(2)已知z ∈C ,z -为z 的共轭复数,若z ·z --3i z -=1+3i ,求z .解:(1)选C.易知z =3-2i ,所以z -=3+2i. (2)设z =a +b i(a ,b ∈R ), 则z -=a -b i(a ,b ∈R ),由题意得(a +b i)(a -b i)-3i(a -b i)=1+3i , 即a 2+b 2-3b -3a i =1+3i ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2-3b =1,-3a =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =0或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3.所以z =-1或z =-1+3i.易错警示把复数运算混淆为实数运算致误已知M ={z ||z +1|=1},N ={z ||z +i|=|z -i|},则M ∩N =________. 【解析】 利用复数的几何意义解决问题.在复平面内,|z +1|=1的几何意义是以点(-1,0)为圆心,以1为半径的圆. |z +i|=|z -i|的几何意义是到点A (0,1)和点B (0,-1)距离相等的点的集合,是线段AB 的垂直平分线,也就是x 轴.M ∩N 的几何意义是x 轴与圆的公共点对应的复数. 故z =0或z =-2. 所以M ∩N ={0,-2}. 【答案】 {0,-2}本题若混淆复数运算与代数运算的不同,则会错误地将集合M 和N 化简为M ={z |z +1=±1},N ={z |z +i =±(z -i)}从而造成解题错误.在复数运算中,若z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=a 2+b 2,要注意与实数运算中的绝对值运算的区别.1.复数(1+i)2(2+3i)的值为( ) A .6-4i B .-6-4i C .6+4iD .-6+4i解析:选D.(1+i)2(2+3i)=2i(2+3i)=4i -6=-6+4i. 2.已知(x +i)(1-i)=y ,则( ) A .x =-1,y =1 B .x =-1,y =2 C .x =1,y =1 D .x =1,y =2解析:选D.由x ,y 为实数,且(x +i)(1-i)=y ,得x +1+(1-x )i =y ,所以⎩⎪⎨⎪⎧y =x +1,1-x =0.所以x =1,y =2.3.向量OA →对应的复数为-1+i ,OB →对应的复数为2+3i ,BC →对应的复数为-2+i ,则向量AC →对应的复数为________.解析:因为BC →=OC →-OB →,所以OC →=BC →+OB →,OC →对应的复数为(-2+i)+(2+3i)=4i , 又AC →=OC →-OA →,所以AC →对应的复数为4i -(-1+i)=1+3i. 答案:1+3i4.已知x ,y ∈R ,x 2+2x +(2y +x )i 和3x -(y +1)i 互为共轭复数,求复数z =x +y i 和z -.解:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x =3x ,2y +x =y +1,解方程组得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,或⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =0.所以z =i 或z =1,z -=-i 或z -=1.[A 基础达标]1.复平面内表示复数z =i(-2+i)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C.z =i(-2+i)=-2i +i 2=-1-2i ,故复平面内表示复数z =i(-2+i)的点位于第三象限,故选C.2.复数z 1=a +4i(a ∈R ),z 2=-3+b i(b ∈R ),若它们的和为实数,差为纯虚数,则( ) A .a =-3,b =-4 B .a =-3,b =4 C .a =3,b =-4 D .a =3,b =4解析:选A.由题意,可知z 1+z 2=(a -3)+(b +4)i 是实数,z 1-z 2=(a +3)+(4-b )i 是纯虚数,故⎩⎪⎨⎪⎧b +4=0a +3=04-b ≠0,解得a =-3,b =-4,故选A.3.若复数z 满足z +(2-3i)=-1+2i ,则z +2-5i 等于( ) A .-1 B .-1+10i C .1-6i D .1-10i 解析:选A.由z +(2-3i)=-1+2i , 得z =(-1+2i)-(2-3i)=-3+5i ,于是z +2-5i =(-3+5i)+(2-5i)=-1,故选A. 4.若z +z -=6,z ·z -=10,则z =( ) A .1±3i B .3±i C .3+iD .3-i解析:选B.设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z -=a -b i ,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a =6,a 2+b 2=10,解得a =3,b =±1,则z =3±i.5.设复数z 1,z 2在复平面内的对应点关于虚轴对称,z 1=2+i ,则z 1z 2等于( ) A .-5 B .5 C .-4+i D .-4-i 解析:选A.z 1=2+i ,由题意,z 2=-2+i , 所以z 1·z 2=(2+i)(-2+i)=i 2-4=-5.故选A.6.设z 1=x +2i ,z 2=3-y i(x ,y ∈R ),且z 1+z 2=5-6i ,则z 1-z 2=________. 解析:因为z 1=x +2i ,z 2=3-y i ,z 1+z 2=5-6i , 所以(3+x )+(2-y )i =5-6i ,所以⎩⎪⎨⎪⎧3+x =5,2-y =-6,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =8.所以z 1-z 2=(2+2i)-(3-8i)=-1+10i.答案:-1+10i7.已知|z |=3,且z +3i 是纯虚数,则z =________. 解析:令z =a +b i(a ,b ∈R ),则a 2+b 2=9.① 又z +3i =a +(3+b )i 是纯虚数,所以⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b +3≠0.②由①②得a =0,b =3, 所以z =3i. 答案:3i8.设z 2=z 1-i z -1(其中z -1表示z 1的共轭复数),已知z 2的实部是-1,则z 2的虚部为________.解析:设z 1=a +b i(a ,b ∈R ), 则z 2=z 1-i z -1=a +b i -i(a -b i) =(a -b )-(a -b )i.因为z 2的实部是-1,即a -b =-1,所以z 2的虚部为1. 答案:1 9.已知z 1=32a +(a +1)i ,z 2=-33b +(b +2)i ,(a ,b ∈R ),且z 1-z 2=43,求复数z =a +b i.解:z 1-z 2=⎣⎡⎦⎤32a +(a +1)i -[-33b +(b +2)i]=⎝⎛⎭⎫32a +33b +(a -b -1)i , 所以⎩⎪⎨⎪⎧32a +33b =43,a -b -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.所以z =2+i.10.已知复数3z -z -对应的点落在射线y =-x (x <0)上,|z +1|=2,求复数z . 解:设z =a +b i(a ,b ∈R ), 则3z -z -=3a +3b i -a +b i =2a +4b i. 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧4b 2a =-1,b >0.①又由|z +1|=2,得(a +1)2+b 2=2.②由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,b =1,所以z =-2+i.[B 能力提升]11.若z ∈C 且|z +2-2i|=1,则|z -1-2i|的最小值是( ) A .2 B .3 C .4 D .5 解析:选A.设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z +2-2i =(a +2)+(b -2)i , 所以|z +2-2i|=(a +2)2+(b -2)2=1,即(a +2)2+(b -2)2=1,表示点(a ,b )的轨迹为以(-2,2)为圆心,以1为半径的圆.因为z -1-2i =(a -1)+(b -2)i ,所以|z -1-2i|=(a -1)2+(b -2)2,表示点(a ,b )与点(1,2)间的距离.点(1,2)与(-2,2)间的距离d =|1-(-2)|=3,所以|z -1-2i|min =3-1=2.故A 正确.12.已知-1+i 是关于x 的方程x 2+px +q =0的一个根,则实数p ,q 的值为________. 解析:由题意知,(-1+i)2+p (-1+i)+q =0, 得(-p +q )+(p -2)i =0, 根据复数相等的充要条件得,⎩⎪⎨⎪⎧-p +q =0,p -2=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧p =2,q =2.答案:2,213.实数x ,y ,θ有以下关系:x +y i =3+5cos θ+i(-4+5sin θ),求x 2+y 2的最大值. 解:由x +y i =3+5cos θ+i(-4+5sin θ)得x =3+5cos θ,y =-4+5sin θ.所以x 2+y 2=(3+5cos θ)2+(-4+5sin θ)2=50-40sin θ+30cos θ=50-50sin(θ+φ),所以sin(θ+φ)=-1时,(x 2+y 2)max =100.14.(选做题)已知复数z 满足z =(-1+3i)·(1-i)-4.(1)求复数z 的共轭复数;(2)若ω=z +a i ,且复数ω对应向量的模不大于复数z 所对应向量的模,求实数a 的取值范围.解:(1)z =-1+i +3i +3-4=-2+4i ,所以复数z 的共轭复数为-2-4i.(2)ω=-2+(4+a )i ,复数ω对应向量为(-2,4+a ), 其模为4+(4+a )2=20+8a +a 2.又复数z 所对应向量为(-2,4),其模为2 5.由复数ω对应向量的模不大于复数z 所对应向量的模得,20+8a +a 2≤20,a 2+8a ≤0,a (a +8)≤0,所以,实数a 的取值范围是-8≤a ≤0.。
复数的乘法法则规定复数的乘法按照以下的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i. 其实就是把两个复数相乘,类似两个多项式相乘,在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并.两个复数的积仍然是一个复数.复数的除法法则规定复数的乘法按照以下的法则进行:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i. 其实就是把两个复数相乘,类似两个多项式相乘,在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并.两个复数的积仍然是一个复数.复数除法定义:满足(c+di)(x+yi)=(a+bi)的复数x+yi(x,y∈R)叫复数a+bi除以复数c+di 的商运算方法:可以把除法换算成乘法做,在分子分母同时乘上分母的共轭. 所谓共轭你可以理解为加减号的变换,互为共轭的两个复数相乘是个实常数.除法运算规则:①设复数a+bi(a,b∈R),除以c+di(c,d∈R),其商为x+yi(x,y∈R),即(a+bi)÷(c+di)=x+yi ∵(x+yi)(c+di)=(cx-dy)+(dx+cy)i. ∴(cx-dy)+(dx+cy)i=a+bi. 由复数相等定义可知cx-dy=a dx+cy=b 解这个方程组,得x=(ac+bd)/(c^2+d^2) y=(bc-ad)/(c^2+d^2) 于是有:(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c^2+d^2) +(bc-ad)/(c^2+d^2)i ②利用(c+di)(c-di)=c^2+d^2.于是将的分母有理化得:原式= c^2-cdi+cdi-d^2×i^2 =c^2+d^2 ∴(a+bi)÷(c+di)= (ac+bd)/(c^2+d^2) +(bc-ad)/(c^2+d^2)i 点评:①是常规方法,②是利用初中我们学习的化简无理分式时,都是采用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的对偶式,它们之积为1是有理数,而(c+di)·(c-di)=c2+d2是正实数.所以可以分母实数化. 把这种方法叫做分母实数化法复数的除法法则。
复数的四则运算法则公式
我们要探讨复数的四则运算法则。
首先,我们需要了解复数的基本形式和定义。
一个复数可以表示为 a + bi,其中 a 是实部,b 是虚部,i 是虚数单位,满足 i^2 = -1。
接下来,我们将探讨复数的加法、减法、乘法和除法规则。
1. 加法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di,它们的和是 (a+c) + (b+d)i。
2. 减法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di,它们的差是 (a-c) + (b-d)i。
3. 乘法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di,它们的乘积是 (ac - bd) + (ad + bc)i。
4. 除法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di(其中c ≠ 0),它们的商是 ((ac + bd) / c) + ((bc - ad) / c)i。
加法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di,它们的和是 (a+c) + (b+d)i。
减法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di,它们的差是 (a-c) + (b-d)i。
乘法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di,它们的乘积是 (ac - bd) + (ad + bc)i。
除法规则:
给定两个复数 a + bi 和 c + di(其中c ≠ 0),它们的商是 ((ac + bd) / c) + ((bc - ad) / c)i。
复数的加、减、乘、除的运算法则备考策略主标题:复数的加、减、乘、除的运算法则备考策略副标题:通过考点分析高考命题方向,把握高考规律,为学生备考复习打通快速通道。
关键词:复数的加、减、乘、除,运算法则,备考策略 难度:3 重要程度:5 内容:1、复数加法和减法的运算法则?2、复数的加法满足哪些运算律?3、复数乘法和除法的运算法则?4、复数的乘法满足哪些运算律?思维规律解题考点一:复数的加法运算 例1:计算(5-6i)+(-2-i)。
考点二:复数的减法运算 例2:计算5-(3+2i) 考点三:复数的乘法运算例3:计算:(1-2i)(3+4i)(-2+i) 考点四:复数的除法运算 例4:计算:(1-2i)÷(3+4i) 考点五:复数代数形式的四则运算例5:计算()()2542i i i ++考点六:实数系数的一元二次方程的根例6:已知2i -3是关于x 的方程220x px q ++=的一个根,求实数p ,q 的值。
思维误区误区一:把复数当做实数运算判断:12,z z 是复数,120z z ->,那么12z z >。
误区二:忽视纯虚数的平方为负数判断:若22120z z+=,则120z z==。
误区三:计算失误设i为虚数单位,复数12aii+-为纯虚数,求实数a。
导数在研究函数中的应用主标题:导数在研究函数中的应用备考策略副标题:通过考点分析高考命题方向,把握高考规律,为学生备考复习打通快速通道。
关键词:导数,极值,最值,备考策略难度:4重要程度:5内容考点一利用导数研究函数的单调性【例1】设函数f(x)=(x-1)e x-kx2.(1)当k=1时,求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)在x∈[0,+∞)上是增函数,求实数k的取值范围.解(1)当k=1时,f(x)=(x-1)e x-x2,∴f′(x)=e x+(x-1)e x-2x=x(e x-2).令f′(x)>0,即x(e x-2)>0,∴x>ln 2或x<0.令f′(x)<0,即x(e x-2)<0,∴0<x<ln 2.因此函数f(x)的递减区间是(0,ln 2);递增区间是(-∞,0)和(ln 2,+∞).(2)易知f′(x)=e x+(x-1)e x-2kx=x(e x-2k).∵f(x)在x∈[0,+∞)上是增函数,∴当x≥0时,f′(x)=x(e x-2k)≥0恒成立.∴e x-2k≥0,即2k≤e x恒成立.由于e x≥1,∴2k≤1,则k≤1 2.又当k =12时,f ′(x )=x (e x -1)≥0当且仅当x =0时取等号. 因此,实数k 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12.【备考策略】 (1)利用导数研究函数的单调性的关键在于准确判定导数的符号.而解答本题(2)问时,关键是分离参数k ,把所求问题转化为求函数的最小值问题. (2)若可导函数f (x )在指定的区间D 上单调递增(减),求参数范围问题,可转化为f ′(x )≥0(或f ′(x )≤0)恒成立问题,从而构建不等式,要注意“=”是否可以取到.考点二 利用导数研究函数的极值【例2】 设f (x )=a ln x +12x +32x +1,其中a ∈R ,曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于y 轴. (1)求a 的值; (2)求函数f (x )的极值.审题路线 (1)由f ′(1)=0⇒求a 的值.(2)确定函数定义域⇒对f (x )求导,并求f ′(x )=0⇒判断根左,右f ′(x )的符号⇒确定极值.解 (1)由f (x )=a ln x +12x +32x +1, ∴f ′(x )=a x -12x 2+32.由于曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于y 轴, ∴该切线斜率为0,即f ′(1)=0. 从而a -12+32=0,∴a =-1.(2)由(1)知,f (x )=-ln x +12x +32x +1(x >0), ∴f ′(x )=-1x -12x 2+32=(3x +1)(x -1)2x 2.令f ′(x )=0,解得x =1或-13(舍去).当x ∈(0,1)时,f ′(x )<0;当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0. ∴f (x )在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数.故f (x )在x =1处取得极小值f (1)=3,f (x )无极大值.【备考策略】 (1)可导函数y =f (x )在点x 0处取得极值的充要条件是f ′(x 0)=0,且在x 0左侧与右侧f ′(x )的符号不同.(2)若f (x )在(a ,b )内有极值,那么f (x )在(a ,b )内绝不是单调函数,即在某区间上单调增或减的函数没有极值.考点三 利用导数求函数的最值【例3】已知函数f (x )=ax 3+bx +c 在x =2处取得极值为c -16. (1)求a ,b 的值;(2)若f (x )有极大值28,求f (x )在[-3,3]上的最小值. 审题路线 (1)⎩⎨⎧f ′(2)=0,f (2)=c -16⇒a ,b 的值;(2)求导确定函数的极大值⇒求得c 值⇒求得极大值、极小值、端点值⇒求得最值.解 (1)因f (x )=ax 3+bx +c ,故f ′(x )=3ax 2+b , 由于f (x )在点x =2处取得极值c -16, 故有⎩⎨⎧ f ′(2)=0,f (2)=c -16,即⎩⎨⎧12a +b =0,8a +2b +c =c -16.化简得⎩⎨⎧ 12a +b =0,4a +b =-8,解得⎩⎨⎧a =1,b =-12.(2)由(1)知f (x )=x 3-12x +c ,f ′(x )=3x 2-12. 令f ′(x )=0,得x =-2或2.当x 变化时,f (x ),f ′(x )的变化情况如下表:f (2)=c -16.由题设条件知,16+c =28,解得c =12,此时f(-3)=9+c=21,f(3)=-9+c=3,f(2)=c-16=-4,因此f(x)在[-3,3]上的最小值为f(2)=-4.【备考策略】在解决类似的问题时,首先要注意区分函数最值与极值的区别.求解函数的最值时,要先求函数y=f(x)在[a,b]内所有使f′(x)=0的点,再计算函数y=f(x)在区间内所有使f′(x)=0的点和区间端点处的函数值,最后比较即得.。