复数的几何意义及应用

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复数的几何意义

问题1:复数z 的几何意义?设复平面内点Z 表示复数z= a+bi (a ,b ∈R ),连结OZ ,则点Z ,OZ ,复数z= a+bi (a ,b ∈R )之间具有一一对应关系。

直角坐标系中的点Z(a,b)

一一对应

一一对应 复数z=a+bi 问题2:∣z ∣的几何意义?若复数z= a+bi (a ,b ∈R )对应的向量是,则向量是的模叫做复数z= a+bi (a ,b ∈R )的模,=| a+bi |=22b a +(a ,b ∈R )。 问题3:∣z 1-z 2∣的几何意义?两个复数的差z z z =-21所对应的向量就是连结21Z Z 并且方向指向(被减数向量)的向量,

22122121)()(y y x x z z d -+-==-=

(二)探索研究

根据复数的几何意义及向量表示,求复平面内下列曲线的方程:

1.圆的定义:平面内到定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)

设),(y x Z 以),(000y x Z 为圆心, )0(>r r 为半径的圆上任意一点,

则r ZZ =0 )0(>r

(1)该圆向量形式的方程是什么? )0(>=r r

(2)该圆复数形式的方程是什么? r z z =-0 )0(>r

(3)该圆代数形式的方程是什么? )0()()(22020>=-+-r r y y x x

2.椭圆的定义:平面内与两定点Z 1,Z 2的距离的和等于常数(大于21Z Z )的点的集合(轨一一对应 向量 O

迹)

设),(y x Z 是以),(211y x Z ),(222y x Z 为焦点,2a 为长轴长的椭圆的上任意一点, 则a ZZ ZZ 221=+ )2(21Z Z a >

(1)该椭圆向量形式的方程是什么? a 2=+ )2(21Z Z a >

(2)该椭圆复数形式的方程是什么? a z z z z 221=-+- )2(21Z Z a > 变式:以),(211y x Z ),(222y x Z 为端点的线段

(1)向量形式的方程是什么? a 2=+ )2(21Z Z a =

(2)复数形式的方程是什么? a z z z z 221=-+- )2(21Z Z a =

(三)应用举例

例1.复数 z 满足条件∣z+2∣-∣z-2∣=4,

则复数z 所对应的点 Z 的轨迹是( )

(A ) 双曲线 (B )双曲线的右支

(C )线段 (D )射线

答案:(D )一条射线

例2.若复数z 满足条件1=z ,

求i z 2-的最值。 (数形结合法)由1=z 可知,z 对应于单位圆上的点Z ; i z 2-表示单位圆上的点Z 到点P (0,2)的距离。 由图可知,当点Z 运动到A (0,1)点时,12min =-i z ,此时z=i ; 当点Z 运动到B (0,-1)点时,32max =-i z , 此时z=-i 。 例3.已知z 1、z 2∈C ,且11=z ,

若i z z 221=+,则21z z -的最大值是( )

(A )6 (B )5 (C )4 (D )3 解法1:i z z i z z z -=--=-111212)2( 2max 1=-i z ∴21z z -的最大值是4 解法2: i z z 221=+, ∴212z i z -= 11=z ∴122=-z i ,即122=-i z 11=z 表示以原点为圆心,以1为半径的圆; 122=-i z 表示以(0,2)为圆心,以1为半径的圆。 ∴21z z -的最大值为两圆上距离最大的两点间的距离为4。