复数的四则运算(1)
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复数三角形式的四则运算公式一、复数的加法:复数的加法运算是指将两个复数相加。
设有两个复数a+bi和c+di,其中a、b、c、d都是实数,i是虚数单位,则它们的和为:(a+bi)+(c+di) = (a+c)+(b+d)i二、复数的减法:复数的减法运算是指将一个复数减去另一个复数。
设有两个复数a+bi和c+di,其中a、b、c、d都是实数,i是虚数单位,则它们的差为:(a+bi)-(c+di) = (a-c)+(b-d)i三、复数的乘法:复数的乘法运算是指将两个复数相乘。
设有两个复数a+bi和c+di,其中a、b、c、d都是实数,i是虚数单位,则它们的积为:(a+bi)(c+di) = (ac-bd)+(ad+bc)i四、复数的除法:复数的除法运算是指将一个复数除以另一个复数。
设有两个复数a+bi和c+di,其中a、b、c、d都是实数,i是虚数单位,则它们的商为:(a+bi)/(c+di) = [(ac+bd)/(c^2+d^2)] + [(bc-ad)/(c^2+d^2)]i以上是复数的四则运算公式,通过这些公式可以对复数进行加减乘除的运算。
在实际问题中,复数的四则运算常常用于电路分析、信号处理、傅里叶变换等领域。
例如,在电路分析中,当电路中存在交流信号时,可以将信号表示为复数形式,利用复数的四则运算可以方便地进行电路参数计算和信号处理。
在信号处理中,复数的四则运算常用于频域分析,例如傅里叶变换。
通过将时域信号转换为频域信号,可以对信号的频谱进行分析和处理,从而实现滤波、频谱显示等功能。
总结起来,复数的四则运算是数学中一个重要的概念和工具,它在实际问题中具有广泛的应用。
通过掌握复数的加减乘除运算规则,可以更好地理解和应用复数,提高数学和工程领域的解决问题的能力。
课题:复数的四则运算(一)一、 新课引入问题: 建立了复数的概念以后,很重要的一个问题就是建立复数集里的各种运算。
由于实数是复数的一部分,所以建立复数运算时,应当遵循的一个原则是:作为复数的实数,在复数集里的运算和在实数集里的运算应当是一致的。
那么,如何定义复数的加法与减法运算呢?二、 概念构建问题1:我们知道,i 与实数一起可以按照实数的运算法则进行四则运算,那么任何两个复数按照怎样的法则进行四则运算呢?问题2:复数的加法可以有哪些运算律?问题3:你能否用复数加法法则证明交换律和结合律吗?问题4:我们知道实数减法是加法的逆运算,那么复数的减法是怎样由加法得到呢?问题5:复数的加减法法则是什么?问题6:复数的乘法如何进行四则运算?问题7:复数的乘法可以有哪些运算律?你会证明吗?问题8:当0>a 时,你会解方程02=+a x 吗?共轭复数的概念?实数的共轭复数有什么特点?三、 例题选讲例1 计算)i 43()i 2()i 65(+---+-变式:计算)i 20202019()i 20192018()i 54()i 43()i 32()i 21(-++-+⋅⋅⋅++-+-++-+-例2 计算:(1))i 31)(i 23)(i 2(+---- (2))i )(i (b a b a -+问题9:根据例2(2),设R ∈y x ,,在复数集内,你能将22y x +分解因式吗?变式 在复数集内分解因式:(1)14-a (2)),(R x a x x ∈++322例3 求i 684--及的平方根.变式 设R ∈n m ,,求关于x 的方程0422=++x x 的两个根.四、 当堂检测 1.已知R ,∈b a ,i 2i )i (-=-b a ,则i b a +的共轭复数为( )A . i --2 B. i -2+ C. i -2 D. i 2+2.已知i 是虚数单位,a ,b ∈R ,则“a =b =1”是“(a +b i)2=2i”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件3.已知R ∈a ,i 是虚数单位,若4,i 3=+=z z a z ,则a 为( )A .1或-1B . 7-7或C .-3D .34.若复数i 1+=a z (R ∈a ), i 12+=z (i 为虚数单位),则2z =__________;若z 1z 2为纯虚数,则a 的值为__________.5.复数(12i)(3i),z =+-其中i 为虚数单位,则z 的实部是___________.五、课堂总结1.复数代数形式的加减运算2.复数代数形式的乘法运算六、课后作业1.若a 为实数且i 4)i 2)(i 2(-=-+a a ,则a 为( )A .1-B .0C .1D .22.若复数i)23(i -=z (i 是虚数单位 ),则z =( )A .32i -B .32i +C .23i +D .23i -3.设1z ,2C z ∈,则“1z 、2z 中至少有一个数是虚数”是“12z z -是虚数”的( )A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .既非充分又非必要条件 4.z -是z 的共轭复数,若z +z -=2,(z -z -)i =2(i 为虚数单位),则z =( )A .1+iB .-1-iC .-1+iD .1-i5. (多选题)设z 是复数,则下列命题中的真命题是( )A .若z 2≥0,则z 是实数B .若z 2<0,则z 是虚数C .若z 是虚数,则z 2≥0D .若z 是纯虚数,则z 2<06.在复数范围内分解因式:32++x x =___ ___.7.若复数z 满足()3i 2i z +=-(i 为虚数单位),则z =_______8.若复数)i 2)(i 1(+-=m z 是纯虚数,则实数m 的值为9.设112i z z z -= (其中1z 表示z 1的共轭复数),已知z 2的实部是-1,求z 2的虚部.10.已知i 是虚数单位,复数z =2﹣i+(4﹣2i )i .(1)求复数z ;(2)若(m ,n ∈R ,是z 的共轭复数),求m 和n 的值.。
复数的四则运算(1) 例题解析【要点梳理】1. 设di c z bi a z +=++=21,是任意两个复数(1)复数的加法法则:(2)复数的减法法则::(3)两个复数相加(减)就是2. 复数bi a z +=(R b a ∈,)的共轭复数记作 z ,=z3. 复数z 是实数的充要条件为4. =z =±21z z【指点迷津】1. 复数的加减法法则可以推广到复数相加减吗?可以2. 复数的加法满足交换律,结合律吗?满足3. 实数有共轭复数吗?有, 实数的共轭复数仍是它本身【典型例题】例1.计算:(1))]31()43[(5i i i +--+-解析: )]31()43[(5i i i +--+-=i i i 44)4(5+-=+-(2)i bi a bi a 3)32()(---+ (R b a ∈,)解析: i bi a bi a 3)32()(---+i b a i b b a a )34(]3)3([)2(-+-=---+-=点评:(1)类比实数运算,若有括号,先计算括号内的,若没有括号,可从左到右依次进行.(2)算式中出现字母,首先要确定其是否为实数,再确定复数的实部和虚部,最后把实部和虚部分别相加.例2.已知复数i m m m z )(1221+++=与i m z )31(22-+= )(R m ∈是共轭复数,求实数m 的值. 解析:由i m m m z )(1221+++=与i m z )31(22-+= )(R m ∈是共轭复数得:⎪⎩⎪⎨⎧--=+=+)31(2122m m m m 解得:⎩⎨⎧=±=11m m 从而1=m 。
即1=m 时,21,z z 是共轭复数.点评:应准确把握共轭复数的代数特征:实部相同,虚部互为相反数. 例3.已知,36)(,32)(i i z f i z z z f -=+-+=求)(z f -的值.分析:先利用,36)(,32)(i i z f i z z z f -=+-+=得到复数z 满足的等式,然后设bi a z += (R b a ∈,)利用复数相等得到关于实数b a ,的方程组,解方程组即可. 解:因为,36)(,32)(i i z f i z z z f -=+-+=i z z i i z i z i i z i z i i z i z i z f 223)(23)(23)()(2)(-+=--++=-+++=-+++=+所以i z z 3662-=-+即i z z -=+62设bi a z += ),(R b a ∈则bi a z -=,所以i bi a bi a -=++-6)()(2即i bi a -=-63 由复数相等的定义知:⎩⎨⎧-=-=163b a ,解得:⎩⎨⎧==12b a 所以i z +=2 所以 i i i i z f 463)2()2(2)(--=-+-+--=-点评:本题中要求)(z f -的值关键是先求出z ,在求复数z 时通常设复数),(R b a bi a z ∈+=,利用复数相等的定义将问题实数化,从而使问题得到解决.。
复数的基本运算及几何意义复数是由实部和虚部构成的数,可以用公式表示为 z = a + bi,其中a 是实部,b 是虚部,i 是虚数单位。
一、复数的四则运算1. 复数的加法:将实部和虚部分别相加即可。
例如:(2 + 3i) + (4 + 5i) = 6 + 8i2. 复数的减法:将实部和虚部分别相减即可。
例如:(2 + 3i) - (4 + 5i) = -2 - 2i3. 复数的乘法:根据分配律展开运算,注意 i 的平方为 -1。
例如:(2 + 3i) * (4 + 5i) = 8 + 22i - 15 = -7 + 22i4. 复数的除法:将分子乘以分母共轭复数,并进行合并化简。
例如:(2 + 3i) / (4 + 5i) = (2 + 3i) * (4 - 5i) / (4^2 + 5^2) = (8 + 7i) / 41二、复数在平面几何中的意义在平面直角坐标系中,复数可以看作是复平面上的点,实部对应横轴,虚部对应纵轴。
1. 复数的模:复数 z 的模表示为 |z|,是复平面上由原点到对应点的距离。
例如:z = 3 + 4i,则|z| = √(3^2 + 4^2) = 52. 复数的辐角:复数 z 的辐角表示为 arg(z),是复平面上由正实轴到对应位置向量的角度。
例如:z = 2 + 2i,则arg(z) = π/43. 欧拉公式:欧拉公式表示为e^(iθ) = cos(θ) + isin(θ),其中 e 是自然对数的底,i 是虚数单位,θ 是角度。
该公式将三角函数与指数函数联系了起来,是复数运算中的重要工具。
4. 复数的乘法及除法的几何意义:复数的乘法相当于平移、旋转和伸缩,在复平面上实现了几何变换。
复数的除法相当于平移、旋转和收缩,在复平面上实现了逆向几何变换。
综上所述,复数的基本运算包括加法、减法、乘法和除法,可以使用公式进行计算。
在平面几何中,复数可以表示为复平面上的点,模表示距离,辐角表示角度。
3.2复数的四则运算第一课时复数的加减与乘法运算复数的加减法已知复数z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R).问题1:多项式的加减实质是合并同类项,类比想一想复数如何加减?提示: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).问题2:复数的加法满足交换律和结合律吗?提示:满足.1.复数的加法、减法法则设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),则z1+z2=(a+b i)+(c+d i)=(a+c)+(b+d)i,z1-z2=(a+b i)-(c+d i)=(a-c)+(b-d)i.即两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减).2.复数加法的运算律(1)交换律:z1+z2=z2+z1;(2)结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).复数的乘法设z1=a+b i,z2=c+d i,(a,b,c,d∈R)问题1:如何规定两复数相乘?提示:两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并即可.即z1z2=(a+b i)(c+d i)=ac+bc i+ad i+bd i2=(ac-bd)+(bc+ad)i.问题2:试验复数乘法的交换律.提示:z1z2=(a+b i)(c+d i)=(ac-bd)+(bc+ad)i,z2z1=(c+d i)(a+b i)=(ac-bd)+(bc+ad)i.故z1z2=z2z1.1.复数的乘法设z 1=a +b i ,z 2=c +d i 是任意两个复数,那么它们的积(a +b i)(c +d i)=ac +bc i +ad i +bd i 2=(ac -bd )+(ad +bc )i(a ,b ,c ,d ∈R ).2.复数乘法的运算律 对于任意z 1、z 2、z 3∈C ,有交换律 z 1·z 2=z 2·z 1结合律 (z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3)乘法对加法的分配律z 1(z 2+z 3)=z 1z 2+z 1z 3共轭复数问题:复数3+4i 与3-4i ,a +b i 与a -b i(a ,b ∈R )有什么特点? 提示:两复数的实部相等,虚部互为相反数.1.把实部相等,虚部互为相反数的两个复数叫做互为共轭复数. 2.复数z =a +b i 的共轭复数记作z -,即z -=a -b i.3.当复数z =a +b i 的虚部b =0时,z =z -,也就是说,实数的共轭复数仍是它本身.1.复数加、减法的规定:实部与实部相加(减)、虚部与虚部相加(减).两个复数的和或差仍是一个复数.2.复数的乘法与多项式的乘法是类似的,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、两个复数的积仍是一个复数,可推广到任意多个复数,任意多个复数的积仍然是一个复数.[对应学生用书P38]复数的加减运算[例1] 计算: (1)(3+5i)+(3-4i); (2)(-3+2i)-(4-5i);(3)(5-5i)+(-2-2i)-(3+3i).[思路点拨] 解答本题可根据复数加减运算的法则进行.[精解详析] (1)(3+5i)+(3-4i)=(3+3)+(5-4)i=6+i.(2)(-3+2i)-(4-5i)=(-3-4)+[2-(-5)]i=-7+7i.(3)(5-5i)+(-2-2i)-(3+3i)=(5-2-3)+[-5+(-2)-3]i=-10i.[一点通] 复数加减运算法则的记忆方法:(1)复数的实部与实部相加减,虚部与虚部相加减.(2)把i看作一个字母,类比多项式加减中的合并同类项.1.(3-5i)+(-4-i)-(3+4i)=________.解析:(3-5i)+(-4-i)-(3+4i)=(3-4-3)+(-5-1-4)i=-4-10i.答案:-4-10i2.若(-7i+5)-(9-8i)+(x+y i)=2,则x+y=________. 解析:(-7i+5)-(9-8i)+(x+y i)=(5-9+x)+(-7+8+y)i=(x-4)+(y+1)i.∴(x-4)+(y+1)i=2,即x-4=2,y+1=0.∴x=6,y=-1.∴x+y=5.答案:53.计算:(1)(1+2i)+(3-4i)-(5+6i);(2)5i-[(3+4i)-(-1+3i)].解:(1)原式=(4-2i)-(5+6i)=-1-8i;(2)原式=5i-(4+i)=-4+4i.复数的乘法[例2] 计算:(1)(1-i)(1+i)+(-1+i);(2)(2-i)(-1+5i)(3-4i)+2i.[思路点拨] 应用复数的乘法法则及乘法运算律来解.[精解详析] (1)(1-i)(1+i)+(-1+i)=1-i 2-1+i =1+i. (2)(2-i)(-1+5i)(3-4i)+2i =(-2+10i +i -5i 2)(3-4i)+2i =(-2+11i +5)(3-4i)+2i =(3+11i)(3-4i)+2i =(9-12i +33i -44i 2)+2i =53+21i +2i =53+23i.[一点通] (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悉:i 2=-1,(1±i)2=±2i.4.(浙江高考改编)已知i 是虚数单位,则(-1+i)(2-i)=________. 解析:(-1+i)(2-i)=-2+i +2i -i 2=-1+3i. 答案:-1+3i5.若(1+i)(2+i)=a +b i ,其中a ,b ∈R ,i 为虚数单位,则a +b =________. 解析:∵(1+i)(2+i)=1+3i =a +b i ,∴a =1,b =3, 故a +b =4. 答案:46.计算下列各题. (1)(1+i)2;(2)(-1+3i)(3-4i); (3)(1-i)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i (1+i).解:(1)(1+i)2=1+2i +i 2=2i.(2)(-1+3i)(3-4i)=-3+4i +9i -12i 2=9+13i. (3)法一:(1-i)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i (1+i)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i +12i -32i 2(1+i)=⎝ ⎛⎭⎪⎫3-12+3+12i (1+i)=3-12+3+12i +3-12i +3+12i 2=-1+3i.法二:原式=(1-i)(1+i)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i=(1-i 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i =2⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i =-1+3i.共轭复数的概念[例3] 已知z ∈C ,z 为z 的共轭复数,若z ·z -3i z =1+3i ,求z . [思路点拨]设z =a +b i (a ,b ∈R )―→z =a -b i(a ,b ∈R )―→代入等式利用复数相等的条件求解.[精解详析] 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. [一点通](1)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. (2)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.7.已知复数z =1+i ,z 为z 的共轭复数,则z ·z -z -1=________. 解析:∵z =1+i ,∴z =1-i , ∴z ·z =(1+i)(1-i)=2,∴z ·z -z -1=2-(1+i)-1=2-1-i -1=-i. 答案:-i8.复数z 满足(1+2i)z =4+3i ,则z =________. 解析:设z =a +b i ,则z =a -b i. ∴(1+2i)(a -b i)=4+3i ,∴a -b i +2a i +2b =4+3i , 即(a +2b )+(2a -b )i =4+3i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =4,2a -b =3,解之得a =2,b =1.∴z =2+i. 答案:2+i9.已知复数 z =1+i ,求实数 a ,b 使 az +2b z =(a +2z )2成立. 解:∵z =1+i ,∴az +2b z =(a +2b )+(a -2b )i , (a +2z )2=(a +2)2-4+4(a +2)i =(a 2+4a )+4(a +2)i. ∵a ,b 都是实数, ∴由 az +2b z=(a +2z )2,得⎩⎪⎨⎪⎧a +2b =a 2+4a ,a -2b =4(a +2).两式相加,整理得 a 2+6a +8=0.解得 a 1=-2,a 2=-4,对应得 b 1=-1,b 2=2. ∴所求实数为 a =-2,b =-1 或 a =-4,b =2.1.复数的加减运算把复数的代数形式z =a +b i 看作关于“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,只需要“合并同类项”就行,不需要记加、减法法则.2.复数的乘法运算复数的乘法可以把虚数单位i 看作字母,按多项式乘法的法则进行,注意要把i 2化为-1,进行最后结果的化简.[对应学生用书P40]一、 填空题1.计算(-i +3)-(-2+5i)的结果为________. 解析:(-i +3)-(-2+5i) =-i +3+2-5i =-6i +5.答案:5-6i2.若复数z =1-2i ,(i 为虚数单位)则z ·z +z 的实部是________. 解析:∵z =1-2i , ∴z =1+2i ,∴z ·z =(1-2i)(1+2i)=5, ∴z ·z +z =5+1-2i =6-2i. 答案:63.已知3+i -(4+3i)=z -(6+7i),则z =________. 解析:∵3+i -(4+3i)=z -(6+7i) ∴z =3+i -(4+3i)+(6+7i) =(3-4+6)+(1-3+7)i =5+5i. 答案:5+5i4.(北京高考)若(x +i)i =-1+2i(x ∈R ),则x =________. 解析:(x +i)i =-1+x i =-1+2i ,由复数相等的定义知x =2. 答案:25.已知z 1=3+4i ,z 2=t +i ,且z 1·z 2是实数,则实数t =________. 解析:∵z 2=t +i , ∴z 2=t -i ,∴z 1·z 2=(3+4i)(t -i) =3t -3i +4t i -4i 2=(3t +4)+(4t -3)i , 又∵z 1·z 2是实数, ∴4t -3=0,即t =34.答案:34二、解答题6.计算:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12i +⎝ ⎛⎭⎪⎫12-2i ; (2)(3+2i)+(3-2)i ;(3)(6-3i)+(3+2i)-(3-4i)-(-2+i).解:(1)原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫2+12-⎝ ⎛⎭⎪⎫12+2i =52-52i ;(3)(3+2i)+(3-2)i =3+(2+3-2)i =3+3i ;(3)(6-3i)+(3+2i)-(3-4i)-(-2+i) =[6+3-3-(-2)]+[-3+2-(-4)-1]i =8+2i. 7.计算:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32i (4i -6)+2+i ; (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+32i ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+12i (1+i). 解:⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32i (4i -6)+2+i =2i +6i 2-3-9i +2+i =-7-6i.(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.8.(江西高考改编)z 是z 的共轭复数.若z +z =2,(z -z )i =2(i 为虚数单位),求z .解:法一:设z =a +b i(a ,b ∈R ),则z =a -b i , ∵z +z =2a =2,∴a =1. 又(z -z )i =2b i 2=-2b =2. ∴b =-1. 故z =1-i.法二:∵(z -z )i =2,∴z -z =2i=-2i又z+z=2.∴z-z+(z+z)=-2i+2,∴2z=-2i+2,∴z=1-i.。
复数四则运算复数是一种有趣而复杂的数字类型,可以表示一个或多个实数的数字。
复数由一个实数部分和一个虚数部分组成。
一般地,我们可以用z=a+bi(a和b为实数)的形式表示复数。
其中,a表示实部,b表示虚部,i表示虚数单位。
复数的四则运算是对复数进行算数操作的基本知识。
一、复数的加法复数的加法即两个复数的相加,它的运算规则是:将两个复数的实部相加,虚部相加,然后结果以新的复数的形式表示。
例如,计算复数z1=2+5i与z2=2-3i的和,我们有:z1+z2=2+5i+2-3i=4+2i上式中,4+2i即为z1,z2的和。
二、复数的减法复数的减法即两个复数的相减,它的运算规则是:将两个复数的实部相减,虚部相减,然后结果以新的复数的形式表示。
例如,计算复数z1=2+5i与z2=2-3i的差,我们有:z1-z2=2+5i-2-3i=0+8i上式中,0+8i即为z1,z2的差。
三、复数的乘法复数的乘法即两个复数的相乘,它的运算规则是:用分数形式乘,然后将实部与虚部分别相乘,最后将结果以新的复数的形式表示。
例如,计算复数z1=2+5i与z2=2-3i的积,我们有:z1z2=(2+5i)*(2-3i)=(2*2-5*3i)+(2*3i+5*2)=4-15i+6i+10=4+i上式中,4+i即为z1,z2的积。
四、复数的除法复数的除法即两个复数的相除,它的运算规则是:将分子分母换成一个复数,然后用乘法规则将分子实部与分母实部相乘,分子虚部与分母虚部相乘,再分别相减,最后将结果以新的复数的形式表示。
例如,计算复数z1=2+5i除以z2=2-3i,我们有:z1/z2=(2+5i)/(2-3i)=(2*2+5*3i)/(2*2-3*3i)-(2*3i+5*2)/(2*2-3*3i)=6+2i/1上式中,6+2i即为z1,z2的商。
综上所述,复数四则运算也就是复数的加法、减法、乘法和除法,其计算规则也是由上述运算规则及其举例来表示。
第三章第二节复数四则运算(1)年级组别高二数学审阅(备课组长)审阅(学科校长)主备人使用人授课时间课题复数四则运算法则课型新课课标要求B级教学目标知识与能力掌握复数的加法运算及意义,共轭复数概念过程与方法理解并掌握实数进行四则运算的规律情感、态度与价值观理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部)理解并掌握复数相等的有关概念教学重点复数加(减)法、乘法法运算法则.教学难点复数加(减)法、乘法运算的运算律。
教学方法小组讨论,合作探究教学程序设计教学过程及方法环节一明标自学过程设计二次备课复习回顾:1.虚数单位i:(1)它的平方等于-1,即21i=-; (2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立2. i与-1的关系: i就是-1的一个平方根,即方程x2=-1的一个根,方程x2=-1的另一个根是-i3. i的周期性:i4n+1=i, i4n+2=-1, i4n+3=-i, i4n=14.复数的定义:形如(,)a bi ab R+∈的数叫复数,a叫复数的实部,b叫复数的虚部全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C表示*3. 复数的代数形式: 复数通常用字母z表示,即(,)z a bi a b R=+∈,把复数表示成a +bi 的形式,叫做复数的代数形式4. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数(,)a bi a b R +∈,当且仅当b =0时,复数a +bi (a 、b ∈R )是实数a ;当b ≠0时,复数z =a +bi 叫做虚数;当a =0且b ≠0时,z =bi 叫做纯虚数;当且仅当a =b =0时,z 就是实数0.5.复数集与其它数集之间的关系:N Z Q R C .6. 两个复数相等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等即:如果a ,b ,c ,d ∈R ,那么a +bi =c +di ⇔a =c ,b =d一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如果两个复数都是实数,就可以比较大小 只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小教学过程及方法环节二 合作释疑 环节三 点拨拓展过程设计二次备课讲解新课:1.复数z 1与z 2的和的定义: z 1+z 2=(a +bi )+(c +di )=(a +c )+(b +d )i . 2. 复数z 1与z 2的差的定义: z 1-z 2=(a +bi )-(c +di )=(a -c )+(b -d )i .3. 复数的加法运算满足交换律: z 1+z 2=z 2+z 1. 证明:设z 1=a 1+b 1i ,z 2=a 2+b 2i (a 1,b 1,a 2,b 2∈R ). ∵z 1+z 2=(a 1+b 1i )+(a 2+b 2i )=(a 1+a 2)+(b 1+b 2)i . z 2+z 1=(a 2+b 2i )+(a 1+b 1i )=(a 2+a 1)+(b 2+b 1)i .又∵a 1+a 2=a 2+a 1,b 1+b 2=b 2+b 1. ∴z 1+z 2=z 2+z 1.即复数的加法运算满足交换律. 4. 复数的加法运算满足结合律:(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3)证明:设z 1=a 1+b 1i .z 2=a 2+b 2i ,z 3=a 3+b 3i (a 1,a 2,a 3,b 1,b 2,b 3∈R ).∵(z 1+z 2)+z 3=[(a 1+b 1i )+(a 2+b 2i )]+(a 3+b 3i )=[(a 1+a 2)+(b 1+b 2)i ]+(a 3+b 3)i =[(a 1+a 2)+a 3]+[(b 1+b 2)+b 3]i =(a 1+a 2+a 3)+(b 1+b 2+b 3)i .z 1+(z 2+z 3)=(a 1+b 1i )+[(a 2+b 2i )+(a 3+b 3i )]=(a 1+b 1i )+[(a 2+a 3)+(b 2+b 3)i ] =[a 1+(a 2+a 3)]+[b 1+(b 2+b 3)]i =(a 1+a 2+a 3)+(b 1+b 2+b 3)i∵(a 1+a 2)+a 3=a 1+(a 2+a 3),(b 1+b 2)+b 3=b 1+(b 2+b 3). ∴(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3).即复数的加法运算满足结合律 5.乘法运算规则: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.6.乘法运算律:(1)z1(z2z3)=(z1z2)z3(2)z1(z2+z3)=z1z2+z1z37*.共轭复数:当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数虚部不等于0的两个共轭复数也叫做共轭虚数讲解范例:例1计算:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)解:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)=(5-2-3)+(-6-1-4) i=-11 i例2计算:(1-2i)+(-2+3i)+(3-4i)+(-4+5i)+…+(2013—2014i)+(—2014+2015i)解法一:原式=(1-2+3-4+…+2013—2014)+(-2+3-4+5+…+2014-2015)i=﹣1007+1007i.解法二:∵(1-2i)+(-2+3i)=-1+i, (3-4i)+(-4+5i)=-1+i,……(2013-2014i)+(-2014+2015)i=-1+i.相加得(共有1007个式子):原式=1007(-1+i)教学过程及方环节四当堂检测二次备课一、选择题1.0a=是复数()z a bi a b=+∈R,为纯虚数的()A.充分条件但不是必要条件B.必要条件但不是充分条件C.充要条件D.既不是充分也不必要条件2.设1z,2z为复数,则下列四个结论中正确的是()A.若2212z z+>,则2212z z>-B.2121212()4z z z z z z-=+-C.22121200z z z z+=⇔==D.11z z-是纯虚数或零3.若1i+是实系数方程20x bx c++=的一个根,则方程的另一个根为()法A.1i - B.1i -+ C.1i -- D.i4.实数x ,y 满足(1)(1)2i x i y ++-=,则xy 的值是( ) A.1B.2C.—2 D.—15、若22(1)(32)x x x i -+++是纯虚数,则实数x 的值是( ) A 1 B 1- C 1± D 以上都不对 计算题1.已知Z=1+i .(1)若234z z ω=+-,求ω2、(10分)设,a b 为共轭复数,且2()3412a b abi i +-=- ,求,a b 的值。
房山高级中学生态循环课堂教案 高二数学(理科) 第05周 02 总编号:02 主备人:3.2 复数的四则运算(1)一、教学目标:1.掌握复数的加减法及乘法运算法则及意义;理解共轭复数的概念. 2.理解并掌握实数进行四则运算的规律. 二、教学重难点复数乘法运算. 三、教学方法:引导发现法、探索讨论法 四、教学过程教学流程教学方法 (一)、学生思考:问题1 化简:(23)(1)x x ++-+,类比你能计算(23i)(1i)++-+吗? 问题2 化简:多项式(23)(1)x x +-+,类比你能计算(23i)(1i)+-+吗? 问题3 两个复数a +bi ,a -bi 有什么联系?学生 自由 讨论(二)、学生展示复数z 1=a +b i ,z 2=c +d i .复数和的定义:z 1+z 2=(a +c )+(b +d )i . 复数差的定义:z 1-z 2=(a -c )+(b -d )i . 复数积的定义:z 1z 2=(ac -bd )+(bc +ad )i .性质:z 2z 1=z 1z 2; (z 1z 2)z 3=z 1(z 2z 3); z 1(z 2+z 3)=z 1z 2+z 1z 3. 共轭复数:i z a b =+与i z a b =-互为共轭复数;实数的共轭复数是它本身.共轭复数的简单性质:2z z a -+=;2i z z b --=;22z z a b -⋅=+.(三)、精讲点拨例1、计算(1-3i)-(2+5i)+(-4+9i). 解 -5+i .教师 分析 引导 分析 探究例2、计算(-2-i) (3-2i) (-1+3i). 解 5-25i .变式:计算(a +b i) (a -b i). 解 a 2+b 2.思考1 当a >0时,方程x 2+a =0的根是什么? 解 x.思考2 设x ,y ∈R ,在复数集内,能将x 2+y 2分解因式吗? 解 x 2+y 2=(x +y i) (x -y i).讨论(四)、课堂检测1.课本练习第3题.2.课本练习第4题.3. 已知复数z 满足:2i 42i z z z -⋅⋅+=+ ,求复数z .(五)要点归纳与方法小结1.复数的加减法法则和运算律. 2.复数的乘法法则和运算律. 3.共轭复数的有关概念. 五、预习下一个学案 六、教学反思学生 自主 限时 完成 师生 共同 完成。