高中数学 复数的复习(习题课)课件 新人教A版选修2-2
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3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义课时演练·促提升A组1.已知z1=2+i,z2=1-2i,则复数z=z2-z1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=z2-z1=(1-2i)-(2+i)=-1-3i,故z对应的点为(-1,-3),在第三象限.答案:C2.已知复数z满足z+i-3=3-i,则z等于()A.0B.2iC.6D.6-2i解析:z=3-i-(i-3)=6-2i.答案:D3.若复数z1=a-i,z2=-4+b i,z1-z2=6+i,z1+z2+z3=1(a,b∈R),则z3为()A.-1-5iB.-1+5iC.3-4iD.3+3i解析:∵z1-z2=(a-i)-(-4+b i)=a+4-(1+b)i=6+i,∴a=2,b=-2,∴z3=1-z1-z2=1-2+i+4+2i=3+3i.故选D.答案:D4.若复平面上的▱ABCD中,对应复数6+8i,对应复数为-4+6i,则对应的复数是()A.-1-7iB.2+14iC.1+7iD.2-14i解析:设对应的复数分别为z1与z2,则有于是2z2=2+14i,z2=1+7i,故对应的复数是-1-7i.答案:A5.A,B分别是复数z1,z2在复平面内对应的点,O是原点,若|z1+z2|=|z1-z2|,则三角形AOB一定是()A.等腰三角形B.直角三角形C.等边三角形D.等腰直角三角形解析:根据复数加(减)法的几何意义知,以为邻边所作的平行四边形的对角线相等,则此平行四边形为矩形,故三角形OAB为直角三角形.答案:B6.计算(-1+2i)+(i+i2)-|1+2i|=.解析:原式=-1+2i+(i-1)-=-2+3i-=-(2+)+3i.答案:-(2+)+3i7.已知复数z1=(a2-2)+(a-4)i,z2=a-(a2-2)i(a∈R),且z1-z2为纯虚数,则a=.解析:z1-z2=(a2-a-2)+(a-4+a2-2)i=(a2-a-2)+(a2+a-6)i(a∈R)为纯虚数,所以解得a=-1.答案:-18.已知z1=(3x+y)+(y-4x)i,z2=(4y-2x)-(5x+3y)i(x,y∈R).若z1-z2=13-2i,求z1,z2.解:∵z1-z2=(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z1-z2=13-2i,∴(5x-3y)+(x+4y)i=13-2i.∴解得∴z1=(3×2-1)+(-1-4×2)i=5-9i,z2=[4×(-1)-2×2]-[5×2+3×(-1)]i=-8-7i.9.在复平面内A,B,C三点对应的复数分别为1,2+i,-1+2i.(1)求对应的复数;(2)判断△ABC的形状;(3)求△ABC的面积.解:(1)对应的复数为2+i-1=1+i,对应的复数为-1+2i-(2+i)=-3+i,对应的复数为-1+2i-1=-2+2i.(2)∵||=,||=,||==2,∴||2+||2=||2,∴△ABC为直角三角形.(3)S△ABC=×2=2.B组1.复数z=x+y i(x,y∈R)满足条件|z-4i|=|z+2|,则2x+4y的最小值为()A.2B.4C.4D.16解析:∵复数z=x+y i(x,y∈R)满足|z-4i|=|z+2|,∴|x+(y-4)i|=|(x+2)+y i|,化简得x+2y=3.∴2x+4y≥2=2=2=4,当且仅当x=2y=时,等号成立.答案:C2.△ABC的三个顶点所对应的复数分别为z1,z2,z3,复数z满足|z-z1|=|z-z2|=|z-z3|,则z对应的点是△ABC的()A.外心B.内心C.重心D.垂心解析:设复数z与复平面内的点Z相对应,由△ABC的三个顶点所对应的复数分别为z1,z2,z3及|z-z1|=|z-z2|=|z-z3|可知点Z到△ABC的三个顶点的距离相等,由三角形外心的定义可知,点Z即为△ABC的外心.答案:A3.设纯虚数z满足|z-1-i|=3,则z=.解析:∵z为纯虚数,∴设z=b i(b∈R,且b≠0).由|z-1-i|=3,得|-1+(b-1)i|=3.∴1+(b-1)2=9.∴b-1=±2.∴b=1±2.答案:(1±2)i4.已知复数z=x+y i(x,y∈R),且|z-2|=,则的最大值为.解析:∵z=x+y i(x,y∈R),且|z-2|=,∴(x-2)2+y2=3.由图可知.答案:5.已知复平面内的A,B对应的复数分别是z1=sin2θ+i,z2=-cos2θ+icos 2θ,其中θ∈(0,π),设对应的复数是z.(1)求复数z;(2)若复数z对应的点P在直线y=x上,求θ的值.解:(1)∵点A,B对应的复数分别是z1=sin2θ+i,z2=-cos2θ+icos 2θ,∴点A,B的坐标分别是A(sin2θ,1),B(-cos2θ,cos 2θ),∴=(-cos2θ,cos 2θ)-(sin2θ,1)=(-cos2θ-sin2θ,cos 2θ-1)= (-1,-2sin2θ).∴对应的复数z=-1+(-2sin2θ)i.(2)由(1)知点P的坐标是,代入y=x,得-2sin2θ=-,即sin2θ=,∴sin θ=±.又θ∈(0,π),∴sin θ=,∴θ=.6.若z∈C,且|z+2-2i|=1,求|z-2-2i|的最小值.解:设z=x+y i,x,y∈R,由|z+2-2i|=1,得|z-(-2+2i)|=1,表示以(-2,2)为圆心,1为半径的圆,如图所示,则|z-2-2i|=表示圆上的点与定点(2,2)的距离,由数形结合得|z-2-2i|的最小值为3.7.设z1=1+2a i,z2=a-i,a∈R,A={z||z-z1|<},B={z||z-z2|≤2},已知A∩B=⌀,求a的取值范围.解:因为z1=1+2a i,z2=a-i,|z-z1|<,即|z-(1+2a i)|<,|z-z2|≤2,即|z-(a-i)|≤2,由复数减法及模的几何意义知,集合A是以 (1,2a)为圆心,为半径的圆的内部的点对应的复数,集合B是以(a,-1)为圆心,2为半径的圆周及其内部的点所对应的复数,若A∩B=⌀,则两圆圆心距大于或等于半径和,即≥3,解得a≤-2或a≥.中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术,下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
第一章导数及其应用知识点及练习题知识点1:导数概念的引入1. 导数的物理意义:瞬时速率。
一般的,函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率是000()()limx f x x f x x∆→+∆-∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0|x x y =', 即0()f x '=000()()limx f x x f x x∆→+∆-∆2. 导数的几何意义:曲线的切线.通过图像,我们可以看出当点n P 趋近于P 时,直线PT 与曲线相切。
容易知道,割线n PP 的斜率是00()()n n n f x f x k x x -=-,当点n P 趋近于P 时,函数()y f x =在0x x =处的导数就是切线PT 的斜率k ,即000()()lim ()n x n f x f x k f x x x ∆→-'==-3. 导函数:当x 变化时,()f x '便是x 的一个函数,我们称它为()f x 的导函数. ()y f x =的导函数有时也记作y ',即0()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆考点:导数的几何意义及其应用[例题] 已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程; (3)求斜率为4的曲线的切线方程.[变式训练] 已知函数f(x)=x3+x -16.(1)求曲线y =f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;(2)直线l 为曲线y =f(x)的切线,且经过原点,求直线l 的方程及切点坐标.知识点2:导数的计算1)基本初等函数的导数公式:1若()f x c =(c 为常数),则()0f x '=; 2 若()f x x α=,则1()f x xαα-'=;3 若()sin f x x =,则()cos f x x '=4 若()cos f x x =,则()sin f x x '=-;5 若()xf x a =,则()ln x f x a a '=6 若()x f x e =,则()xf x e '=7 若()log xa f x =,则1()ln f x x a '=8 若()ln f x x =,则1()f x x'=2)导数的运算法则1. [()()]()()f x g x f x g x '''±=±2. [()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''•=•+•3. 2()()()()()[]()[()]f x f xg x f x g x g x g x ''•-•'= 3)复合函数求导()y f u =和()u g x =,称则y 可以表示成为x 的函数,即(())y f g x =为一个复合函数 (())()y f g x g x '''=•考点:导数的求导及运算1、已知()22sin f x x x π=+-,则()'0f =2、若()sin x f x e x =,则()'f x =3.)(x f =ax 3+3x 2+2 ,4)1(=-'f ,则a=( )319.316.313.310.D C B A 4.过抛物线y=x 2上的点M )41,21(的切线的倾斜角是() A.30° B.45° C.60° D.90° 5.如果曲线2932y x =+与32y x =-在0x x =处的切线互相垂直,则0x =知识点3:导数在研究函数中的应用1.函数的单调性与导数:一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间(,)a b 内,如果()0f x '>,那么函数()y f x =在这个区间单调递增; 如果()0f x '<,那么函数()y f x =在这个区间单调递减. 2.函数的极值与导数极值反映的是函数在某一点附近的大小情况. 求函数()y f x =的极值的方法是:(1) 如果在0x 附近的左侧()0f x '>,右侧()0f x '<,那么0()f x 是极大值;(2) 如果在0x 附近的左侧()0f x '<,右侧()0f x '>,那么0()f x 是极小值; 4.函数的最大(小)值与导数函数极大值与最大值之间的关系.求函数()y f x =在[,]a b 上的最大值与最小值的步骤 (1) 求函数()y f x =在(,)a b 内的极值;(2) 将函数()y f x =的各极值与端点处的函数值()f a ,()f b 比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.考点:1.导数在研究函数单调性中的应用2.导数在求函数极值与最值中的应用题型一:导数在研究函数单调性中的应用[例题] 设函数f (x )=x e a -x +bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y=(e -1)x +4.(1)求a ,b 的值; (2)求f (x )的单调区间.[变式训练] 设函数f(x)=xekx(k ≠0).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若函数f(x)在区间(-1,1)内单调递增,求k 的取值范围.题型二:导数在求函数极值与最值中的应用[例题]已知函数f(x)=-x3+ax2+bx在区间(-2,1)内,当x=-1时取极小值,当x=23时取极大值.(1)求函数y=f(x)在x=-2时的对应点的切线方程;(2)求函数y=f(x)在[-2,1]上的最大值与最小值.[变式训练] 设函数f(x)=[ax2-(4a+1)x+4a+3]e x.(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程与x轴平行,求a;(2)若f(x)在x=2处取得极小值,求a的取值范围.知识点4:解决实际问题利用导数的知识,,求函数的最大(小)值,从而解决实际问题考点:1、导数在切线方程中的应用2、导数在单调性中的应用3、导数在极值、最值中的应用4、导数在恒成立问题中的应用题型一:导数在切线方程中的运用1.曲线3x y =在P 点处的切线斜率为k,若k=3,则P 点为( ) A.(-2,-8) B.(-1,-1)或(1,1)C.(2,8)D.(-21,-81)2.曲线53123+-=x x y ,过其上横坐标为1的点作曲线的切线,则切线的倾斜角为( ) A.6π B.4π C.3π D.π43题型二:导数在单调性中的运用1.函数32()31f x x x =-+是减函数的区间为( ) A.(2,)+∞ B.(,2)-∞ C.(,0)-∞ D.(0,2)2.关于函数762)(23+-=x x x f ,下列说法不正确的是( ) A .在区间(∞-,0)内,)(x f 为增函数 B .在区间(0,2)内,)(x f 为减函数 C .在区间(2,∞+)内,)(x f 为增函数 D .在区间(∞-,0)),2(+∞⋃内,)(x f 为增函数3.已知函数()y xf x '=的图象如右图所示(其中'()f x 是函数()f x 的导函数),下面四个图象中()y f x =的图象大致是( )4、(2010年山东21)(本小题满分12分)已知函数).(111)(R a xaax nx x f ∈--+-= (Ⅰ)当处的切线方程;在点时,求曲线))2(,2()(1f x f y a=-=(Ⅱ)当12a ≤时,讨论()f x 的单调性.题型三:导数在最值、极值中的运用1.函数93)(23-++=x ax x x f ,已知)(x f 在3-=x 时取得极值,则a =( ) A .2B. 3C. 4D.52.函数5123223+--=x x x y 在[0,3]上的最大值与最小值分别是( ) A.5 , - 15 B.5 , 4 C.- 4 , - 15 D.5 , - 163.已知函数)0()(3≠++=adcxaxxf是R上的奇函数,当1=x时)(xf取得极值-2.(1)试求a、c、d的值;(2)求)(xf的单调区间和极大值;4.设函数2312)(bxaxexxf x++=-,已知12=-=xx和为)(xf的极值点。
3.2.1 复数代数形式的加、减运算及其几何意义1.复数的加法与减法 (1)复数的加减法运算法则(a +b i)±(c +d i)=□01(a ±c )+(b ±d )i. (2)复数加法的运算律复数的加法满足□02交换律、□03结合律,即对任何z 1,z 2,z 3∈C ,有z 1+z 2=□04z 2+z 1;(z 1+z 2)+z 3=□05z 1+(z 2+z 3). 2.复数加、减法的几何意义 (1)复数加法的几何意义若复数z 1,z 2对应的向量OZ 1→,OZ 2→不共线,则复数z 1+z 2是以OZ 1→,OZ 2→为邻边的平行四边形的对角线OZ →所对应的复数.(2)复数减法的几何意义复数z 1-z 2是连接向量OZ 1→,OZ 2→的□06终点,并指向被减向量的向量Z 2Z 1→所对应的复数. (3)复平面内的两点间距离公式:d =□07|z 1-z 2|. 其中z 1,z 2是复平面内的两点Z 1和Z 2所对应的复数,d 为Z 1和Z 2间的距离.1.两点间的距离公式结合模的知识可得复平面上两点间的距离公式,设z 1=x 1+y 1i ,z 2=x 2+y 2i ,则|Z 2Z 1→|=|z 1-z 2|=|(x 1+y 1i)-(x 2+y 2i)|=|(x 1-x 2)+(y 1-y 2)i|=x 1-x 22+y 1-y 22.2.复数模的两个重要性质(1)||z 1|-|z 2||≤|z 1±z 2|≤|z 1|+|z 2|; (2)|z 1+z 2|2+|z 1-z 2|2=2|z 1|2+2|z 2|2.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)复数与向量一一对应.( )(2)复数与复数相加减后结果只能是实数.( )(3)因为虚数不能比较大小,所以虚数的模也不能比较大小.( ) 答案 (1)× (2)× (3)× 2.做一做(1)计算:(3+5i)+(3-4i)=________. (2)(5-6i)+(-2-2i)-(3+3i)=________.(3)已知向量OZ 1→对应的复数为2-3i ,向量OZ 2→对应的复数为3-4i ,则向量Z 1Z 2→对应的复数为________.答案 (1)6+i (2)-11i (3)1-i探究1 复数的加减运算例1 计算:(1)(3-5i)+(-4-i)-(3+4i); (2)(-7i +5)-(9-8i)+(3-2i).[解] (1)原式=(3-4-3)+(-5-1-4)i =-4-10i. (2)原式=(5-9+3)+(-7+8-2)i =-1-i. 拓展提升复数代数形式的加减法运算,其运算法则是对它们的实部和虚部分别进行加减运算.在运算过程中应注意把握每一个复数的实部和虚部.这种运算类似于初中的合并同类项.【跟踪训练1】 计算:(1)(1+2i)+(-2+i)+(-2-i)+(1-2i); (2)(i 2+i)+|i|+(1+i).解 (1)原式=(-1+3i)+(-2-i)+(1-2i) =(-3+2i)+(1-2i)=-2. (2)原式=(-1+i)+0+12+(1+i) =-1+i +1+(1+i)=1+2i. 探究2 复数加减运算的几何意义例2 已知ABCD 是复平面内的平行四边形,且A ,B ,C 三点对应的复数分别是1+3i ,-i,2+i ,求点D 对应的复数.[解] 解法一:设D 点对应复数为x +y i(x ,y ∈R ),则D (x ,y ). 又由已知A (1,3),B (0,-1),C (2,1),∴AC 中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2,BD 中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2,y -12.∵平行四边形对角线互相平分, ∴⎩⎪⎨⎪⎧32=x 2,2=y -12,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5.即点D 对应的复数为3+5i.解法二:设D 点对应的复数为x +y i(x ,y ∈R ).则AD →对应的复数为(x +y i)-(1+3i)=(x -1)+(y -3)i , 又BC →对应的复数为(2+i)-(-i)=2+2i. 由已知AD →=BC →,∴(x -1)+(y -3)i =2+2i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x -1=2,y -3=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5,即点D 对应的复数为3+5i.[条件探究] 若一个平行四边形的三个顶点对应的复数分别为1+3i ,-i,2+i ,求第四个顶点对应的复数.[解] 设1+3i ,-i,2+i 对应A ,B ,C 三点,D 为第四个顶点,则①当ABCD 是平行四边形时,D 点对应的复数是3+5i.②当ABDC 是平行四边形时,D 点对应的复数为1-3i.③当ADBC 是平行四边形时,D 点对应复数为-1+i.拓展提升(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. 【跟踪训练2】 已知复平面内平行四边形ABCD ,A 点对应的复数为2+i ,向量BA →对应的复数为1+2i ,向量BC →对应的复数为3-i ,求:(1)点C ,D 对应的复数; (2)平行四边形ABCD 的面积.解 (1)因为向量BA →对应的复数为1+2i ,向量BC →对应的复数为3-i , 所以向量AC →对应的复数为(3-i)-(1+2i)=2-3i. 又OC →=OA →+AC →,所以点C 对应的复数为(2+i)+(2-3i)=4-2i. 因为AD →=BC →,所以向量AD →对应的复数为3-i ,即AD →=(3,-1), 设D (x ,y ),则AD →=(x -2,y -1)=(3,-1),所以⎩⎪⎨⎪⎧x -2=3,y -1=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =0.所以点D 对应的复数为5. (2)因为BA →·BC →=|BA →||BC →|cos B ,所以cos B =BA →·BC →|BA →||BC →|=3-25×10=152=210.所以sin B =752=7210,所以S =|BA →||BC →|sin B =5×10×7210=7.所以平行四边形ABCD 的面积为7. 探究3 复数加减运算的几何意义的应用 例3 已知|z 1|=|z 2|=|z 1-z 2|=1,求|z 1+z 2|.[解]解法一:设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,∴a2+b2=c2+d2=1,①(a-c)2+(b-d)2=1.②由①②得2ac+2bd=1.∴|z1+z2|=a+c2+b+d2=a2+c2+b2+d2+2ac+2bd= 3.解法二:设O为坐标原点,z1,z2,z1+z2对应的点分别为A,B,C.∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,∴△OAB是边长为1的正三角形,∴四边形OACB是一个内角为60°,边长为1的菱形,且|z1+z2|是菱形的较长的对角线OC的长,∴|z1+z2|=|OC|=|OA|2+|AC|2-2|OA||AC|cos120°= 3.拓展提升掌握以下常用结论:在复平面内,z1,z2对应的点为A,B,z1+z2对应的点为C,O为坐标原点,则四边形OACB:①为平行四边形;②若|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为矩形;③若|z1|=|z2|,则四边形OACB为菱形;④若|z1|=|z2|且|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为正方形.【跟踪训练3】若复数z满足|z+i|+|z-i|=2,求|z+i+1|的最小值.解解法一:设复数-i,i,-(1+i)在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3.如图,因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,所以复数z对应的点Z的集合为线段Z1Z2.问题转化为:动点Z在线段Z1Z2上移动,求|ZZ3|的最小值,由图可知|Z1Z3|为最小值且最小值为1.解法二:设z=x+y i(x,y∈R).因为|z+i|+|z-i|=2,所以x2+y+12+x2+y-12=2,又x2+y+12=2-x2+y-12≥0,所以0≤1-y=x2+y-12≤2,即(1-y)2=x2+(y-1)2,且0≤1-y≤2.所以x=0且-1≤y≤1,则z=y i(-1≤y≤1).所以|z+i+1|=|1+(y+1)i|=12+y+12≥1,等号在y=-1即z=-i时成立.所以|z+i+1|的最小值为1.1.复数的加法规定:实部与实部相加,虚部与虚部相加,两个复数的和仍是一个复数,这一法则可以推广到多个复数相加.2.因为复数可以用向量来表示,所以复数加法的几何意义就是向量加法的平行四边形法则.3.复数的减法可根据复数的相反数,转化为复数的加法来运算.1.复数z 1=3+i ,z 2=1-i ,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 .第四象限答案 A解析 ∵z 1-z 2=(3+i)-(1-i)=2+2i , ∴z 1-z 2在复平面内对应的点位于第一象限. 2.已知|z |=3,且z +3i 是纯虚数,则z 等于( ) A .-3i B .3i C .±3i D.4i 答案 B解析 设z =x +y i(x ,y ∈R ),由z +3i =x +(y +3)i 为纯虚数,得x =0,且y ≠-3,又|z |=x 2+y 2=|y |=3,∴y =3.故选B.3.非零复数z 1,z 2分别对应复平面内的向量O A →,O B →,若|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,则( ) A .O A →=O B → B .|O A →|=|O B →| C .O A →⊥O B →D .O A →,O B →共线答案 C解析 如图,由向量的加法及减法法则可知,O C →=O A →+O B →,B A →=O A →-O B →.由复数加法及减法的几何意义可知,|z 1+z 2|对应O C →的模,|z 1-z 2|对应B A →的模.又|z 1+z 2|=|z 1-z 2|,所以四边形OACB 是矩形,则O A →⊥O B →.4.复数z 满足z -(1-i)=2i ,则z 等于( )A .1+iB .-1-iC .-1+iD .1-i答案 A解析 z =2i +(1-i)=1+i.故选A.5.如图所示,平行四边形OABC 的顶点O ,A ,C 分别对应复数0,3+2i ,-2+4i.求:(1)向量AO →对应的复数; (2)向量CA →对应的复数; (3)向量OB →对应的复数.解 (1)因为AO →=-OA →,所以向量AO →对应的复数为-3-2i.(2)因为CA →=OA →-OC →,所以向量CA →对应的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)因为OB →=OA →+OC →,所以向量OB →对应的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i.。