12数学基础知识与典型例题复习--复数
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复数一.知识网络图二.复数中的难点(1)复数的向量表示法的运算.对于复数的向量表示有些学生掌握得不好,对向量的运算的几何意义的灵活掌握有一定的困难.对此应认真体会复数向量运算的几何意义,对其灵活地加以证明.(2)复数三角形式的乘方和开方.有部分学生对运算法则知道,但对其灵活地运用有一定的困难,特别是开方运算,应对此认真地加以训练.(3)复数的辐角主值的求法.(4)利用复数的几何意义灵活地解决问题.复数可以用向量表示,同时复数的模和辐角都具有几何意义,对他们的理解和应用有一定难度,应认真加以体会.三.复数中的重点(1)理解好复数的概念,弄清实数、虚数、纯虚数的不同点.(2)熟练掌握复数三种表示法,以及它们间的互化,并能准确地求出复数的模和辐角.复数有代数,向量和三角三种表示法.特别是代数形式和三角形式的互化,以及求复数的模和辐角在解决具体问题时经常用到,是一个重点内容.(3)复数的三种表示法的各种运算,在运算中重视共轭复数以及模的有关性质.复数的运算是复数的主要内容,掌握复数各种形式的运算,特别是复数运算的几何意义更是重点内容.(4)复数集中一元二次方程和二项方程的解法.四.基础知识1.复数的定义:设i 为方程x 2=-1的根,i 称为虚数单位,由i 与实数进行加、减、乘、除等运算。
便产生形如a+bi (a,b ∈R )的数,称为复数。
所有复数构成的集合称复数集。
通常用C 来表示。
(1) z =a +bi ∈R ⇔b =0 (a,b ∈R )⇔z=z ⇔ z 2≥0;(2) z =a +bi 是虚数⇔b ≠0(a ,b ∈R );(3) z =a+b i 是纯虚数⇔a =0且b ≠0(a,b ∈R )⇔z +z =0(z≠0)⇔z 2<0;(4) a +b i=c +di ⇔a =c 且c =d (a,b,c,d ∈R );2.复数的几种形式。
对任意复数z=a+bi (a,b ∈R ),a 称实部记作Re(z),b 称虚部记作Im(z). z=ai 称为代数形式,它由实部、虚部两部分构成;若将(a,b)作为坐标平面内点的坐标,那么z 与坐标平面唯一一个点相对应,从而可以建立复数集与坐标平面内所有的点构成的集合之间的一一映射。
复数的基本概念与运算例题和知识点总结一、复数的基本概念复数是指形如$a + bi$ 的数,其中$a$ 和$b$ 都是实数,$i$ 是虚数单位,满足$i^2 =-1$。
在复数$a + bi$ 中,$a$ 被称为实部,记作$Re(z)$;$b$ 被称为虚部,记作$Im(z)$。
当$b = 0$ 时,复数$a + bi$ 就变成了实数$a$;当$a =0$ 且$b \neq 0$ 时,复数$a + bi$ 就被称为纯虚数。
复数的模长定义为:对于复数$z = a + bi$,其模长为$|z| =\sqrt{a^2 + b^2}$。
复数的辐角定义为:以$x$ 轴正半轴为始边,向量$\overrightarrow{OZ}$(其中$O$ 为原点,$Z$ 为复数$z = a +bi$ 对应的点)为终边的角$\theta$ 叫做复数$z$ 的辐角。
二、复数的运算(一)复数的加法设$z_1 = a + bi$,$z_2 = c + di$,则它们的和为:$z_1 +z_2 =(a + c) +(b + d)i$ 。
例如:$z_1 = 2 + 3i$,$z_2 = 1 2i$,则$z_1 + z_2 =(2 +1) +(3 2)i = 3 + i$ 。
复数加法满足交换律和结合律,即$z_1 + z_2 = z_2 + z_1$,$(z_1 + z_2) + z_3 = z_1 +(z_2 + z_3)$。
(二)复数的减法设$z_1 = a + bi$,$z_2 = c + di$,则它们的差为:$z_1 z_2 =(a c) +(b d)i$ 。
例如:$z_1 = 5 + 4i$,$z_2 = 2 i$,则$z_1 z_2 =(5 2) +(4 + 1)i = 3 + 5i$ 。
(三)复数的乘法设$z_1 = a + bi$,$z_2 = c + di$,则它们的乘积为:\\begin{align}z_1z_2&=(a + bi)(c + di)\\&=ac + adi + bci + bdi^2\\&=(ac bd) +(ad + bc)i\end{align}\例如:$z_1 = 3 + 2i$,$z_2 = 1 + 4i$,则\\begin{align}z_1z_2&=(3 + 2i)(1 + 4i)\\&=3 + 12i + 2i + 8i^2\\&=3 + 14i 8\\&=-5 + 14i\end{align}\(四)复数的除法设$z_1 = a + bi$,$z_2 = c + di$($c + di \neq 0$),则它们的商为:\\begin{align}\frac{z_1}{z_2}&=\frac{a + bi}{c + di}\\&=\frac{(a + bi)(c di)}{(c + di)(c di)}\\&=\frac{ac + bd +(bc ad)i}{c^2 + d^2}\\&=\frac{ac + bd}{c^2 + d^2} +\frac{bc ad}{c^2 + d^2}i\end{align}\例如:$z_1 = 6 + 8i$,$z_2 = 2 + 2i$,则\\begin{align}\frac{z_1}{z_2}&=\frac{6 + 8i}{2 + 2i}\\&=\frac{(6 + 8i)(2 2i)}{(2 + 2i)(2 2i)}\\&=\frac{12 12i + 16i 16i^2}{4 + 4}\\&=\frac{28 + 4i}{8}\\&=\frac{7}{2} +\frac{1}{2}i\end{align}\三、复数运算的例题例 1:计算$(2 + 3i) +(4 5i)$解:原式$=(2 + 4) +(3 5)i = 6 2i$例 2:计算$(3 2i) (1 + 4i)$解:原式$=(3 1) +(-2 4)i = 2 6i$例 3:计算$(1 + 2i)(3 4i)$解:\\begin{align}&(1 + 2i)(3 4i)\\=&3 4i + 6i 8i^2\\=&3 + 2i + 8\\=&11 + 2i\end{align}\例 4:计算$\frac{2 + 3i}{1 i}$解:\\begin{align}&\frac{2 + 3i}{1 i}\\=&\frac{(2 + 3i)(1 + i)}{(1 i)(1 + i)}\\=&\frac{2 + 2i + 3i + 3i^2}{1 i^2}\\=&\frac{-1 + 5i}{2}\\=&\frac{1}{2} +\frac{5}{2}i\end{align}\四、复数在几何中的应用复数可以用平面直角坐标系中的点来表示,实部对应$x$ 轴坐标,虚部对应$y$ 轴坐标。
[例2] 设复数z 满足)1)(23(i i iz -+=-,则.______=z i 51+[巩固1] 复数i i a 212+-是纯虚数,则实数a 的值为________.4[巩固2] 如果)(112R m mi i ∈+=-,那么._____=m 1[例3] 已知i z 34+-=,则._______2=-z i 36+[巩固1] 已知复数i z 211+=,i z 322-=,则21z z +的共轭复数是___________.i +3[巩固2] 已知i 是虚数单位,R n m ∈,,且ni i m -=+22,则ni m ni m -+的共轭复数为_________.i[例4] 计算:(1)3)2)(1(ii i ++-(2)22)1(1)1(1i i i i -+++-[巩固] 计算:(1))1()2()23(i i i +---++;(2))2)(1(2013i i i -+⋅;(3)ii 4321-+1.复平面:我们把建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.x 轴叫做实轴,y 轴叫做虚轴.实轴上的点都表示实数,除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.2.复数的模:22b a bi a z +=+=3.bi a z +=1,di c z +=2,则2221)()(d b c a z z -+-=- 两个复数的差的模就是复平面内与这两个复数对应的两点间的距离.[例1] 已知复数i i z -+=12,则._____=z 210[巩固1] 复数)0(21<+=a iai z ,其中i 为虚数单位, 5=z ,则a 的值为__________.-5[巩固2] 若2=z ,求i z 43-+取最大值时的.______=z i 5856-[例2] 复数)(23)1(2R a i a a i z ∈++--=(1)若z z =,求z ;(2)若在复平面内复数z 对应的点在第一象限,求a 的范围. 知识模块3复数的模精典例题透析[巩固] 已知z为复数,iz2+为实数,且zi)21(-为纯虚数,其中i为虚数单位.(1)求复数z;(2)若复数z满足1=-zw,求w的最小值.题型一:复数的概念[例](1)已知a∈R,复数z1=2+a i,z2=1-2i,若z1z2为纯虚数,则复数z1z2的虚部为_______.(2)若z1=(m2+m+1)+(m2+m-4)i(m∈R),z2=3-2i,则“m=1”是“z1=z2”的_________条件.(填充分不必要,必要不充分,充要或既不充分也不必要)答案(1) 1(2) 充分不必要条件解析(1)由z1z2=2+a i1-2i=(2+a i)(1+2i)5=2-2a5+4+a5i是纯虚数,得a=1,此时z1z2=i,其虚部为1.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧m2+m+1=3,m2+m-4=-2,解得m=-2或m=1,所以“m=1”是“z1=z2”的充分不必要条件.[巩固](1)设i是虚数单位.若复数a-103-i(a∈R)是纯虚数,则a的值为__________.(2)已知i是虚数单位,a,b∈R,则“a=b=1”是“(a+b i)2=2i”的____________条件.(填充分不必要,知识模块4经典题型必要不充分,充要或既不充分也不必要)答案 (1) 3 (2) 既不充分也不必要条件解析 (1)a -103-i=a -(3+i)=(a -3)-i ,由a ∈R , 且a -103-i为纯虚数知a =3. (2)当a =b =1时,(a +b i)2=(1+i)2=2i ;当(a +b i)2=2i 时,得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-b 2=0,ab =1, 解得a =b =1或a =b =-1,所以“a =b =1”是“(a +b i)2=2i ”的充分不必要条件.题型二:复数的运算[例] 计算:(1)3(1+i )2i -1=________; (2)(1+i 1-i )6+2+3i 3-2i=________. 答案 (1)3-3i (2)-1+i解析 (1)3(1+i )2i -1=3×2i i -1=6i i -1=-6i (i +1)2=-3i(i +1)=3-3i. (2)原式=[(1+i )22]6+(2+3i )(3+2i )(3)2+(2)2=i 6+6+2i +3i -65=-1+i. [巩固](1)已知复数z 满足(3+4i)z =25,则z 等于_________.(2)复数⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2=________. 答案 (1) 3-4i (2)-1解析 (1)方法一 由(3+4i)z =25,得z =253+4i =25(3-4i )(3+4i )(3-4i )=3-4i. 方法二 设z =a +b i(a ,b ∈R ),则(3+4i)(a +b i)=25,即3a -4b +(4a +3b )i =25,所以⎩⎪⎨⎪⎧ 3a -4b =25,4a +3b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =-4,故z =3-4i. (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+i 1-i 2=1+i 2+2i 1+i 2-2i =i -i=-1.题型三:复数的几何意义[例] 如图所示,平行四边形OABC ,顶点O ,A ,C 分别表示0,3+2i ,-2+4i ,试求:(1)AO →、BC →所表示的复数;(2)对角线CA →所表示的复数;(3)B 点对应的复数.解 (1)AO →=-OA →,∴AO →所表示的复数为-3-2i.∵BC →=AO →,∴BC →所表示的复数为-3-2i.(2)CA →=OA →-OC →,∴CA →所表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.(3)OB →=OA →+AB →=OA →+OC →,∴OB →所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i ,即B 点对应的复数为1+6i.[巩固](1)在复平面内复数Z =i(1-2i)对应的点位于第_____象限.答案 一解析 ∵复数Z =i(1-2i)=2+i ,∵复数Z 的实部2>0,虚部1>0,∴复数Z 在复平面内对应的点位于第一象限.(2)已知z 是复数,z +2i 、z 2-i均为实数(i 为虚数单位),且复数(z +a i)2在复平面内对应的点在第一象限,求实数a 的取值范围.解 设z =x +y i(x 、y ∈R ),∴z +2i =x +(y +2)i ,由题意得y =-2.∵z 2-i =x -2i 2-i =15(x -2i)(2+i) =15(2x +2)+15(x -4)i , 由题意得x =4.∴z =4-2i.∵(z +a i)2=(12+4a -a 2)+8(a -2)i ,根据条件,可知⎩⎪⎨⎪⎧12+4a -a 2>0,8(a -2)>0, 解得2<a <6,∴实数a 的取值范围是(2,6).1.若复数z =(x 2-1)+(x -1)i 为纯虚数,则实数x 的值为___________.答案 -1解析 由复数z 为纯虚数,得⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1=0,x -1≠0,解得x =-1,故选A. 2.在复平面内,向量AB →对应的复数是2+i ,向量CB →对应的复数是-1-3i ,则向量CA →对应的复数是__________.答案 -3-4i解析 因为CA →=CB →+BA →=-1-3i +(-2-i)=-3-4i.3.若i 为虚数单位,图中复平面内点Z 表示复数z ,则表示复数z 1+i的点是______点. 夯实基础训练。
复数复数的概念和基本运算【知识精讲】 1 复数的定义1) 概念:设i 为方程21x =-的根,i 称为虚数单位,由i 与实数进行加、减、乘、除运算,便产生形如bi a +(,a b R ∈)的数叫做复数,全体复数所成的集合C 叫做复数集。
复数通常用字母z 表示,即bi a z +=(,a b R ∈),其中a 称作实部记作()Re z ,b 称为虚部记作()Im z ,bi a z +=(,a b R ∈)称为代数形式,它是由实部、虚部和虚数单位三部分组成. 2)虚数单位的性质i 叫做虚数单位,并规定:① i 可与实数进行四则运算;② 12-=i ;这样方程12-=x 就有解了,解为i x =或i x -=3)复数的定义要注意以下几点:○1bi a z +=(,a b R ∈)被称为复数的代数形式,其中bi 表示b 与虚数单位i 相乘○2数的实部和虚部都是实数,否则不是代数形式 4)复数相等复数a bi +与c di +(),,,a b c d R ∈相等,当且仅当a cb d=⎧⎨=⎩,记作a bi c di +=+.2 复数的分类对于复数a bi +(,a b R ∈),当且仅当0b =时,它是实数;当且仅当0a b ==时,它是实数0;当0b ≠时,它叫做虚数,当0a =且0b ≠时,它叫做纯虚数. 显然,实数集R ,是复数集C 的真子集,即C R ≠⊂.3 复数的几何意义复数bi a z +=与复平面内的点),(b a Z 及平面向量(,)OZ a b =),(R b a ∈是一一对应关系(复数的实质是有序实数对,有序实数对既可以表示一个点,也可以表示一个平面向量) 相等的向量表示同一个复数 4 复数的模向量→OZ 的模叫做复数bi a z +=的模,记作z 或bi a +,表示点),(b a 到原点的距离,即=z 22b a bi a +=+,z z =若bi a z +=1,di c z +=2,则21z z -表示),(b a 到),(d c 的距离,即2221)()(d b c a z z -+-=-5.复数的其他形式(1)复数的三角形式:设z 对应复平面内的点Z ,连接OZ ,设xOZ θ∠=,OZ r =,则cos ,sin a r b r θθ==,所以()cos sin z r i θθ=+,这种形式称为三角形式.则θ称为的辐角.若02θπ≤<,则θ称为z 的辐角主值,记作()arg z θ=,r 称为z 的模,也记作z ,由勾股定理可知z =(2)复数的指数形式:,0,i z e r R θθ=≥∈(3)复数的向量形式:()(),,z a b a b R =∈,复数的向量形式可以很好体现复数的几何意义. 6.共轭复数:若bi a z +=(,a b R ∈),则z a bi =-称为z 的共轭复数. 性质:(1)1212z z z z ±=± (2) 1212z z z z ⋅=⋅ (3)22z z z z ⋅==(4)1122z z z z ⎛⎫= ⎪⎝⎭(5)1212z z z z ⋅=⋅(6)1122z z z z = (7)121212z z z z z z -≤±≤+ (8)222212121222z z z z z z ++-=+(9)若1,z =则1z z=.7.复数的运算(1)加法运算:两个复数,a bi c di ++的和定义为()()()()a bi c di a c b d i +++=+++两个复数相加,实部和实部相加的结果为实部,虚部和虚部相加的结果为虚部. (2)乘法运算:两个复数,a bi c di ++的和定义为()()()()a bi c di ac bd ad bc i ++=-++两个复数相加乘,可以参照多项式乘法相乘,最后合并同类项.(3)减法运算:给定两个复数12,z z ,满足条件12z z z +=的复数z 叫做复数2z 减去1z 的差,记作21z z z =-.(4)除法运算:给定两个复数12,z z ,且10z ≠,满足条件12z z z =的复数z 叫做复数2z 除以去1z 的商,记作21z z z =. 设()12,,,,,z a bi z c di a b c d R =+=+∈,则()()()()()1222a bi c di ac bd bc ad iz a bi z z c di c di c di c d+-++-+====++-+ (5)开方运算:给定复数1z ,满足条件1nz z =的复数z 叫做复数1z 的n 次方根. 注解:一个不为0的复数z ,有n 个不同的n 次方根.任意一元n 次方程有n 个复数根.(6)按向量形式,加减法满足平行四边形和三角形法则.(7)按照三角形式,若()()11112222cos sin ,cos sin z r z r θθθθ=+=+,则()()12121212cos sin z z rr i θθθθ⋅=+++⎡⎤⎣⎦如20z ≠,则()()11121222cos sin z r i z r θθθθ=-+-⎡⎤⎣⎦ 8. 隶莫弗定理:()()cos sin cos sin nnr i rn i n θθθθ+=+⎡⎤⎣⎦9.开方:若()cos sin nz r i θθ=+,则22cos sin k k z i n n θπθπ++⎫=+⎪⎭,其中()0,1,2,,1k n =⋅⋅⋅-.10.实系数方程虚根成对定理:实系数一元n 次方程的虚根成对出现,即若z a bi =+是方程的一个根,则z a bi =-也是一个根.11.几个常用结论在复平面上的点1234,,,Z Z Z Z 对应的复数分别为1234,,,z z z z ,则 (1)()()1233212cos sin Z Z Z z z z z r i θθθ∠=⇔-=-⋅± (2)()43123421//z z Z Z Z Z k k R z z -⇔=∈-(3)()43123421z z Z Z Z Z ki k R z z -⊥⇔=∈-(4) 123,,Z Z Z 三点共线3121z z R z z -⇔∈- (5)123Z Z Z 的重心对应的复数为1233z z z ++ 12.复数表示的轨迹方程在复平面上的点12,Z Z 对应的复数分别为12,z z ,则 (1)1221Z Z z z =-表示复平面上12,Z Z 两点之间的距离; (2) 1z z r -=表示以1Z 为圆心,r 为半径的圆的方程; (3) ()1212+22z z z z a z z a --=-<表示椭圆; (4) ()1212+22z z z z a z z a --=-=表示线段; (5) ()121222z z z z a z z a ---=->表示双曲线; (6) ()121222z z z z a z z a ---=-=表示两条射线; (4) 12=z z z z --表示垂直平分线方程;13. 在复平面上的点123,,Z Z Z 对应的复数分别为123,,z z z ,则123Z Z Z 的面积为()1231223311Im 2Z Z Z Sz z z z z z =++ 【典型例题】 例1.已知复数i1iz =+,则它的共轭复数z =( ) A .1i2+ B .1i2- C .1i + D .1i -【答案】B【分析】利用复数的除法运算化简复数z ,再由共轭复数的定义即可求解.【解】因为i i(1i)1i =1i (1i)(1i)2z -+==++-,所以1i 2z -=,故选:B. 例2.已知复数z 满足()()2i 2i 1i z +=+-,则复数z 在复平面内对应的点在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限【答案】D【分析】本题首先可根据复数的乘法运算得出33i z =-,然后根据复数z 在复平面内对应的点为()3,3-即可得出结果.【解】()()2i 2i 1i z +=+-,即()()22i 1i 2i 22i i i 2i 33i z =+-=-+-=---,则复数z 在复平面内对应的点为()3,3-,在第四象限,故选:D.例3.欧拉恒等式:π10i e +=被数学家们惊叹为“上帝创造的等式”.该等式将数学中几个重要的数:自然对数的底数e 、圆周率π、虚数单位i 、自然数1和0完美地结合在一起,它是在欧拉公式:()cos sin i e i R θθθθ=+∈中,令πθ=得到的.根据欧拉公式,4i e 复平面内对应的点在( ). A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限【答案】C【分析】直接利用欧拉公式化简求解,结合三角函数值的符号,即可判定复数对应的点所在的象限,得到答案.【解】由题意,欧拉公式()cos sin i e i R θθθθ=+∈,可得4cos 4sin 4i e i =+,因为cos 40,sin 40<<,所以4i e 复平面内对应的点(cos 4,sin 4)在第三象限.故选:C.【变式3-1】(不定项选择题)欧拉公式i cos isin x e x x =+其中i 为虚数单位,)x R ∈是由瑞士著名数学家欧拉创立的,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论里面占有非常重要的地位.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )A .i422e π=- B .i2e π为纯虚数C .复数i x e 的模长等于1D .i3e π的共轭复数为12-i【答案】BCD【分析】由i cos isin x e x x =+,将所求复数化为()i ,z a b a R b R =+∈∈的形式,进而逐项判断可得其正误.【解】对A ,因为icos isin x e x x =+(其中i 为虚数单位,x ∈R ),所以i4e π=,故A 错;对B ,i 2i e π=为纯虚数,故B 正确;对C ,复数i x e 1=,故C 正确;对D ,i312e π=+其共轭复数为12-,故D 正确. 故选:BCD .【变式3-2】欧拉公式i cos isin x x x e =+(其中i 为虚数单位)是由著名数学家欧拉发现的,即当π3x =时,πi 3πcos isin 3π3e ⋅=+,根据欧拉公式,若将2021πi e ⋅所表示的复数记为z ,则将复数1iz+表示成三角形式为________.3π3πcos sin 44i ⎫+⎪⎝⎭【分析】根据欧拉公式i cos isin x x x e =+,先求出2021πi e ⋅,再进行复数的除法运算,最后再表示为三角形式.【解】因为2021πi e cos 2021πsin 2021π1i =+=-,所以13π3πcos sin 1+1244z i i i -⎫==+⎪+⎝⎭.故答案为:3π3πcos sin 244i ⎫+⎪⎝⎭【变式3-3】已知i cos isin x x x e =+,则2022i e 对应的点位于复平面的第________象限. 【答案】四【分析】根据题意得2022i cos 2022isin 2022e =+,结合2022是第四象限角,判断出cos 20220,sin 20220><,即可求出结果.【解】由题意得2022i cos 2022isin 2022e =+,因为2022是第四象限角,所以cos 20220,sin 20220><,而2022i cos 2022isin 2022e =+对应的点是()cos2022,sin 2022在第四象限,故答案为:四.例4.如图,在复平面内,复数12,z z 对应的向量分别是,OA OB ,则复数12z z -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】C【分析】先根据图形求出,OA OB ,进而得到122i,i z z =--=,结合复数的减法运算即可求出12z z -,从而求得所对应的点所在的象限.【解】由图可知()()2,1,0,1OA OB =--=,所以122i,i z z =--=,因此122i i=22i z z -=-----,所以12z z -在复平面内所对应的点为()2,2--,在第三象限,故选:C.例5.已知z 是关于x 的方程20x x a ++=的根,且z =则实数a =( )A .B .5-C .5D 【答案】C【分析】根据共轭复数的性质得出25z z z ⋅==,结合根与系数的关系得出实数a 的值. 【解】实系数一元二次方程的虚根共轭成对出现,25z z z ⋅==,∴5a =.故选:C【变式5-1】若1i +是关于x 的实系数方程20x bx c ++=的一个复数根,则c =______. 【答案】2【分析】根据实系数方程的虚数根成对出现的性质得出另一根,然后由韦达定理得结论. 【解】因为1i +是关于x 的实系数方程20x bx c ++=的一个复数根,所以1i -也是方程的根,所以(1i)(1i)2c =+-=.故答案为:2.例6.若复数z 满足1i 3z -+=,则复数z 对应的点的轨迹围成图形的面积等于( ) A .3 B .9C .6πD .9π【答案】D【分析】利用复数的几何意义,即可判断轨迹图形,再求面积.【解】复数z 满足()13z i --=,表示复数z 对应的点的轨迹是以点()1,1-为圆心,半径为3的圆,所以围成图形的面积等于239S ππ=⨯=.故选:D【变式6-1】已知复数z 1,z 2满足|z 1|=1,|z 2|=5,则|z 1-z 2|的最小值是________. 【答案】4【分析】由题意画出图形,数形结合得答案. 【解】由1||1z =,2||5z =,可得1z ,2z 所对应点的轨迹分别为以原点为圆心,以1和5为半径的圆,12||z z -的几何意义为两圆上点的距离,由图可知,最小值为514-=.故答案为:4.【变式6-2】复数012i z =-,3z =,则0z z -的最大值是_____.【答案】【分析】设()i ,z a b a b R =+∈根据已知条件可得复数z 对应的点的轨迹,再利用复数模的几何意义即可求解.【解】设()i ,z a b a b R =+∈,则229a b +=,所以复数z 对应的点(),Z a b 的轨迹为以()0,0为圆心,3r =为半径的圆,即圆229x y +=,()()012i z z a b -=-++,0z z -=表示点(),a b 到点()1,2M -的距离,所以0z z -的最大值是33r OM +=+=+.故答案为:【变式6-3】18世纪末,挪威测量学家维塞尔首次利用坐标平面上的点来表示复数,使复数及其运算具有了几何意义,例如||||z OZ =,也即复数z 的模的几何意义为z 对应的点Z 到原点的距离.已知复数z 满足||1z =,i 为虚数单位,则|34i |z --的最小值为________. 【答案】4【分析】令i z x y =+且,x y R ∈,根据复数模的几何意义可知|34i |z --表示(3,4)与圆221x y +=上的点的距离,即可求其最小值.【解】若i z x y =+且,x y R ∈,由题意知:221x y +=即为圆心为(0,0)半径为1的圆, ∵|34i |z --的几何意义:圆221x y +=上的点到点(3,4)的距离, ∴|34i |z --的最小值为圆心(0,0)与(3,4)的距离减去半径1,∴min |34i |14z --==. 故答案为:4【变式6-4】若z C ∈且11z -=,则z 最大值是_______________. 【答案】3【分析】先分析出z 的轨迹可看成圆()(212:11O x y -+=,根据几何法可以得到z 表示圆上的点到原点的距离,即可求出z 最大值.【解】11z -=的几何意义为复平面动点到定点(距离为1的点的轨迹,可看成圆()(212:11O x y -+=,z 表示圆上的点到原点的距离,所以z 最大值为圆O 1到原点距离加上半径1,即 max 1=3z .故答案为:3.【变式6-5】若复数z 满足11z i +-≤,则z 的最大值是___________.1【分析】设z a bi =+,可求得其轨迹为以()1,1-为圆心,1为半径的圆及其内部,根据z 的几何意义可确定所求最大值为圆心到原点距离与半径之和.【解】设z a bi =+,则()1111z i a b i +-=++-=,()()22111a b ∴++-≤,z ∴对应点的轨迹为以()1,1-为圆心,1为半径的圆及其内部,z表示z 对应的点到原点的距离,max 11z ∴==.1.例7.已知i 是虚数单位,复数12iiz -=,则z =__________.【分析】本题首先可根据复数的除法运算得出2i z =--,然后根据共轭复数以及复数的模的相关性质即可得出结果.【解】()212i i 12i 2i2i i i 1z -⨯-+====---,则2i z =-+,z ==例8.已知复数()2236i z m m m m =-+-为纯虚数,则实数m =______. 【答案】3【分析】根据纯虚数满足的条件,得223060m m m m ⎧-=⎨-≠⎩,解方程即可求出结果.【解】因为复数()2236i z m m m m =-+-为纯虚数,所以223060m m m m ⎧-=⎨-≠⎩,解得3m =,故答案为:3例9.已知i 为虚数单位,复数z 满足()20212i i z -=,则复数z 的虚部为______.【答案】25【分析】根据复数的运算性质得到()2i i z -=,再结合复数的除法运算和复数的概念,即可求解.【解】由题意,复数z 满足()2021505412i ii i z ⨯+=-==,可得()()()i 2i i 12=i 2i 2i 2i 55z ⋅+==-+--+, 所以复数z 的虚部为25. 故答案为:25. 例10. 若复数1z 2cos isin33ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,21cos isin 244z ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则12z z 的辐角的主值为______. 【答案】712π. 【分析】首先求出12z z ,然后根据复数三角形式下的几何意义即可求出辐角主值. 【解】1212cosisincos isin 33244z z ππππ⎛⎫⎛⎫+⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭= cos isin cos isin 3344ππππ⎛⎫⎛⎫+⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=2coscosicossinisincosi sinsin34343434ππππππππ=+++cos cos sin sin cos sin sin cos i 34343434ππππππππ⎛⎫⎛⎫-++ ⎪ ⎭⎝=⎪⎝⎭1277cossin i 12ππ+=, 所以12z z 的辐角的主值为712π. 故答案为:712π. 例11.如果向量OZ 对应复数2i,OZ -绕原点O 按顺时针方向旋转4π后再把模变为原来的32倍得到向量1OZ ,则1OZ 对应的复数是___________.【答案】22-- 【分析】先求出复数2i -的三角形式,然后利用三角形式变换求解1OZ 对应的复数【解】因为332i 2cos isin 22ππ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,所以由题意可得1OZ 对应的复数为3332cos isincos isin 22244ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅-+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦333cos isin 2424ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦553cos isin44ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭322⎛⎫=⨯-- ⎪ ⎪⎝⎭22=--,故答案为:i 22--例12. 设1z 、2z C ∈,若121z z ==,则2212z z -的最大值为______. 【答案】2【分析】根据已知条件,结合不等式,即可求解.【解】12||||1z z ==,∴22221211||||||112z z z z -+=+=.故答案为:2.例13.已知复数1z ,2z 满足121z z ==,12z z +=,则12z z -=______.【分析】令1cos isin z A A =+,2cos isin z B B =+,由12||z z +=22(cos cos )(sin sin )2A B A B +++=,从而2cos cos 2sin sin 0A B A B +=,由此能求出12||z z -.【解】复数1z ,2z 满足12||||1z z ==,∴令1cos isin z A A =+,2cos isin z B B =+12||z z +=,22(cos cos )(sin sin )2A B A B ∴+++=,整理得2cos cos 2sin sin 0A B A B +=, 又22212||(cos cos )(sin sin )22cos cos 2sin sin 2z z A B A B A B A B -=-+-=--=,12||z z ∴-=例14.i 是虚数单位,则202111i 1i kk =-⎛⎫=⎪+⎝⎭∑______.【答案】i -【分析】利用复数的运算法则、复数的周期性、数列求和公式即可得出. 【解】21i (1i)2ii 1i (1i)(1i)2---===-++-,4(i)1-=,20214505(i)[(i)](i)i -=-⨯-=-, ∴()202120212021111i i [1(i)]i[1(i)]i i 1i 1(i)1(i)kk k k ==--⋅-----⎛⎫=-===- ⎪+----⎝⎭∑∑,故答案为:i -. 例15.已知复数()()2281543i,z m m m m m R =-++-+∈. (1)若z 是实数,求实数m 的值; (2)若z 是纯虚数,求实数m 的值:(3)若z 在复平面上对应的点位于直线y x =上,求实数m 的值. 【答案】(1)1m =或3;(2)5m =;(3)3m =.【分析】(1)结合z 是实数,得到2430m m -+=,解之即可求出结果;(2)结合z 是纯虚数,得到228150430m m m m ⎧-+=⎨-+≠⎩,解之即可求出结果;(3)先求出复数z 所对应的点为()22815,43m m m m -+-+,根据z 在复平面上对应的点位于直线y x =上,得到2281543m m m m -+=-+,解之即可求出结果. 【解】(1)因为z 是实数,所以2430m m -+=,解得1m =或3;(2)因为z 是纯虚数,所以228150430m m m m ⎧-+=⎨-+≠⎩,解得5m =;(3)复数z 所对应的点为()22815,43m m m m -+-+,又因为z 在复平面上对应的点位于直线y x =上,所以2281543m m m m -+=-+,解得3m =. 例16.已知复数32i23iz +=-. (1)求12i z --;(2)计算:234z z z z ++++……2021z +.【答案】(1(2)i .【分析】(1)根据复数除法法则化简z ,再由模的定义计算; (2)由i 的幂的性质分组计算得出结论.【解】化简 232i (32i)(23i)69i 4i 5i i 23i (23i)(23i)13z ++++++====--+(1)12i 1i z --=--,∴12i 1i z --=--=(2)计算22345i.i 1,i,1,i,z z z z z ===-=-==有44142431,,1,k k k k z z i z z i +++===-=-()k ∈Z ,且显然44142430k k k k z z z z ++++++=∴234z z z z ++++……20215050z z i +=⨯+=.43.已知复数22cossincos isin 9999z i ππππ⎛⎫⎛⎫=++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. (1)求z 的共轭复数; (2)若复数0z =,求0z 在复平面内对应的点的坐标.【答案】(1)12-;(2)17⎛- ⎝⎭. 【分析】(1)利用复数的乘法运算法则及两角和正余弦公式得到结果; (2)利用复数的除法运算法则及几何意义得到结果. 【详解】(1)因为2222coscossin sin i sin cos cos sin 99999999z ππππππππ⎛⎫⎛⎫=-++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.所以221cos isin i 999922z ππππ⎛⎫⎛⎫=+++=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故z 的共轭复数为12;(2)因为017z ====-+,所以0z 在复平面内对应的点的坐标为17⎛- ⎝⎭.。
1, 已知复数求k的值。
的值。
解:解:,∴由的表示形式得k=2 即所求k=2 点评:点评:(i) 对于两个复数、,只要它们不全是实数,就不能比较大小,因此,、能够比较大小,均为实数。
均为实数。
比较大小,更无正负之分,因此,(ii)虚数不能与0比较大小,更无正负之分,因此,对于任意复数z,且R;且R。
2, 若方程有实根,求实数m的值,并求出此实根。
的值,并求出此实根。
解:设为该方程的实根,将其代入方程得由两复数相等的定义得,消去m得,故得当时得,原方程的实根为;当时得,原方程的实根为。
点评:对于虚系数一元方程的实根问题,一般解题思路为:设出实根——代入方程——利用两复数相等的充要条件求解。
充要条件求解。
3, 已知复数z满足,且z的对应点在第二象限,求a的取值范围。
的取值范围。
解:设,。
由得①对应点在第二象限,故有对应点在第二象限,故有②又由①得③由③得,即,∴,∴④于是由②,④得 ,即于是由②,④得再注意到a<0,故得即所求a的取值范围为点评:为利用导出关于a的不等式,再次利用①式:由①式中两复数相等切入,导出关于与a的关系式:此为解决这一问题的关键。
此外,这里对于有选择的局部代入以及与的相互转化,都展示了解题的灵活与技巧,请同学们注意领悟,借鉴。
4, 求同时满足下列两个条件的所有复数:(1);的实部与虚部都是整数。
(2)z的实部与虚部都是整数。
,则解:设,则由题意,∴∴y=0或(Ⅰ)当y=0时,,,∴由 得①∴由注意到当x<0时,;当x>0时,,此时①式无解。
此时①式无解。
(Ⅱ)当时,由得∴又这里x,y均为整数均为整数∴x=1,或x=3,,∴或于是综合(Ⅰ)(Ⅱ)得所求复数z=1+3i,1-3i,3+i,3-i. 5, (1)关于x的方程在复数集中的一个根为-2i,求a+b的值。
的值。
(2)若一元二次方程有虚根,且,试判断a,b,c所成数列的特征。
特征。
解:解:(1)解法一:解法一:由于∴由解:由题意得1z的两个方程R∴=122ab2|=2∴4=4=1=41515i151zz z=02z,下同解法一这些都是解决复数问题的常用方法2的最小值|=11)i133=1时,上式取等号zz 2200220001452225x x x x x æö+++++ç÷èø455225+222z 224(4)4z a -+132(4)413a -+222AC ABz z w ()(03313333z z yi y x x - 33333x )33设直线上任意一点(),P x y 经过变换后得到的()3,3Q x y x y +-仍然在该直线上仍然在该直线上 ()()()33313x y k x y b k y k x b Þ-=++Þ-+=-+当0b ¹时,方程组()3113k k kì-+=ïíï-=î无解无解 当0b =时,()231333230313或k k k k k k-+-=Þ+-=Þ=-Þ存在这样的直线,其方程为333或y x y x ==-16, 判断下列命题是否正确 (1) (1)若若C z Î, , 则则02³z (2) (2)若若,,21C z z Î且021>-z z,则21z z > (3) (3)若若b a >,则i b i a +>+17, 满足条件512=++-z i z 的点的轨迹是(的点的轨迹是( ))A.A.椭圆椭圆椭圆B. B. B.直线直线直线C. C. C.线段线段线段D. D. D.圆圆 18,.211<<-+=w w 是实数,且是虚数,设z z z.的实部的取值范围的值及求z z 解析解析 是虚数z yix yi x z z +++=+=\1)(1w 可设 i yx y y y x x x y x yi x yix)()(222222+-+++=+-++=,0¹y 是实数,且w 1,0112222=+=+-\y x y x 即 ,1=\zx 2=w 此时22121<<-<<-x 得由w)1,21(,121-<<-\的实部的范围是即z x圆锥曲线圆锥曲线一、在椭圆中一般以选择题或填空题的形式考查考生对椭圆的两个定义、焦点坐标、准线方程等基础知识的掌握情况;以解答题的形式考查考生在求椭圆的方程、直线与椭圆的位置关系等涉及分析、探求的数学思想的掌握情况.数学思想的掌握情况.例1.从集合{1,2,3,,11,11}} 中任意取两个元素作为椭圆22221x y m n+=方程中的m 和n ,则能组成落在矩形区域(){},|||1111,,||9B x y x y =<<内的椭圆的个数是(内的椭圆的个数是( )A 、43B 43 B、、72C 72 C、、86D 、90解:解:根据题意,根据题意,m 是不大于10的正整数、n 是不大于8的正整数.的正整数.但是当但是当m n =时22221x y m n +=是圆而不是椭圆.先确定n ,n 有8种可能,对每一个确定的n ,m 有1019-=种可能.故满足条件的椭圆有8972´=个.本题答案选B .例2.如图,把椭圆2212516x y +=的长轴AB 分成8等份,过每个分点作x 轴的垂线交椭圆的上半部分于1234567,,,,,,P P P P P P P 七个点,F 是椭圆的一个焦点,则1234567PF P F P F P F P F P F P F ++++++=______________.. 解:如图,根据椭圆的对称性知,117111122PF P F PF PF a +=+=, 同理其余两对的和也是2a ,又41P F a =,∴1234567735PF P F P F P F P F P F P F a ++++++== 例3.如图,直线y kx b =+与椭圆2214x y +=交于A B ,两点,记AOB △的面积为S .(Ⅰ)求在0k =,01b <<的条件下,S 的最大值;的最大值;(Ⅱ)当2AB =,1S =时,求直线AB 的方程.的方程. 解:(Ⅰ)设A 1()x b ,,B 2()x b ,,由2214x b +=,解得21221xb =±-,,所以1212S b x x =- 2222111b b b b =-£+-= .当且仅当22b =时,S 取到最大值1. (Ⅱ)由2214y kx bx y =+ìïí+=ïî,得2221()2104k x kbx b +++-=,2241k b D =-+① 2121AB k x x =+- 2222411214k b k k -+=+=+.②.②AyxOB例3图设O 到AB 的距离为d ,则21Sd AB ==,又因为21b d k=+, 所以221b k =+,代入②式并整理,得42104k k -+=, 解得212k =,232b =,代入①式检验,0D >,故直线AB 的方程是的方程是 2622y x =+或2622y x =-或2622y x =-+,或2622y x =--.点评:本题主要考查椭圆的几何性质、椭圆与直线的位置关系等基础知识,考查解析几何的基本思想方法和综合解题能力.方法和综合解题能力.二、在双曲线中常以一道选择题或填空题的形式考查双曲线的两个定义、焦点坐标、准线方程以及渐近线方程等基础知识;解答题中往往综合性较强,在知识的交汇点出题,对双曲线的基础知识、解析几何的基本技能和基本方法进行考查.的基本技能和基本方法进行考查.例4.已知双曲线22221x y a b-=(0,0)a b >>的右焦点为F ,右准线与一条渐近线交于点A ,OAFD 的面积为22a (O 为原点),则两条渐近线的夹角为(,则两条渐近线的夹角为( )A .30º.30ºB .45º.45ºC .60º.60ºD .90º.90º解:解:D D .双曲线222221(0,0)(,0),x y a a b F c x abc-=>>=的焦点右准线方程,x ab y =渐近线,则),(2c ab c a A ,所以2212a c ab c S OAF =´´=D ,求得a b =,所以双曲线为等轴双曲线,则两条渐进线夹角为90°,故选D .点评:本题考查双曲线中焦距,本题考查双曲线中焦距,准线方程,准线方程,准线方程,渐近线方程,渐近线方程,渐近线方程,三角形面积,三角形面积,三角形面积,渐近线夹角等知识的综合运用.渐近线夹角等知识的综合运用.例5. P 是双曲线221916x y -=的右支上一点,M、N 分别是圆22(5)4x y ++=和22(5)1x y -+=上的点,则PM PN -的最大值为(的最大值为( ))A. 6B.7C.8D.9解:设双曲线的两个焦点分别是1(5,0)F -与2(5,0)F ,则这两点正好是两圆的圆心,当且仅当点P 与M 、1F 三点共线以及P 与N 、2F 三点共线时所求的值最大,此时三点共线时所求的值最大,此时12(2)(1)1019PM PN PF PF -=---=-=,故选B .例例6.已知双曲线222x y -=的左、的左、右焦点分别为右焦点分别为1F ,2F ,过点2F 的动直线与双曲线相交于A B ,两点.点.(Ⅰ)若动点M 满足1111F M F A F B FO=++(其中O 为坐标原点),求点M 的轨迹方程;的轨迹方程;(Ⅱ)在x 轴上是否存在定点C ,使CA ·CB为常数?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.明理由.解:由条件知1(20)F -,,2(20)F ,,设11()A x y ,,22()B x y ,.(Ⅰ)设()M x y ,,则则1(2)F M x y =+ ,,111(2)F A x y =+,, 1221(2)(20)F B x y FO =+= ,,,,由1111F M F A F B FO =++得121226x x x y y y +=++ìí=+î,即12124x x x y y y +=-ìí+=î,,于是AB 的中点坐标为422x y -æöç÷èø,. 当AB 不与x 轴垂直时,121224822yy y yxx x x-==----,即1212()8y y y x x x -=--.又因为A B ,两点在双曲线上,所以22112x y -=,22222x y -=,两式相减得,两式相减得12121212()()()()x x x x y y y y -+=-+,即1212()(4)()x x x y y y --=-.将1212()8y y y x x x -=--代入上式,化简得22(6)4x y --=.当AB 与x 轴垂直时,122x x ==,求得(80)M ,,也满足上述方程.,也满足上述方程. 所以点M 的轨迹方程是22(6)4x y --=.(Ⅱ)假设在x 轴上存在定点(0)C m ,,使CA CB为常数.为常数.当AB 不与x 轴垂直时,设直线AB 的方程是(2)(1)y k x k =-¹±. 代入222x y -=有2222(1)4(42)0k x k x k -+-+=.则12x x ,是上述方程的两个实根,所以212241k x x k +=-,2122421k x x k +=-,于是21212()()(2)(2)CA CB x m x m k x x =--+--22221212(1)(2)()4k x x k m x x k m =+-++++22222222(1)(42)4(2)411k k k k m k m k k +++=-++--222222(12)2442(12)11m k mm m m k k -+-=+=-++--.因为CA CB是与k 无关的常数,所以440m -=,即1m =,此时CA CB =1-. 当AB 与x 轴垂直时,点A B ,的坐标可分别设为(22),,(22)-,,此时(12)(12)1CA CB =-=-,,.故在x 轴上存在定点(10)C ,,使CA CB 为常数.为常数.三、抛物线是历年高考的重点,在高考中除了考查抛物线的定义、标准方程、几何性质外,还常常与函数问题、应用问题结合起来进行考查,难度往往是中等.函数问题、应用问题结合起来进行考查,难度往往是中等.例例7.抛物线24y x =上的一点M 到焦点的距离为1,则点M 的纵坐标是(的纵坐标是( )A .1716 B .1516 C .78D .0 解:由题意抛物线为:y x 412=,则焦点为1(0,)16F ,准线为:116y =-;由抛物线上的点00(,)M x y 到焦点的距离与到准线的距离相等,推得:16150=y,即M 点的纵坐标为1516,故选B .例8.已知抛物线24x y =的焦点为F ,A 、B 是抛物线上的两动点,且AF →=λFB →(0)l >.过A 、B 两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.两点分别作抛物线的切线,设其交点为M.(Ⅰ)证明FM AB为定值;为定值;(Ⅱ)设△ABM 的面积为S ,写出()S f l =的表达式,并求S 的最小值.的最小值.解:(Ⅰ)由已知条件,得(0,1)F ,0l >.设11(,)A x y ,22(,)B x y .由AF →=λFB →, 即得1122(,1)(,1)x y x y l --=-,îïíïì-x 1=λx 2 ①①1-y 1=λ(y 2-1) 1) ②② 将①式两边平方并把y 1=14x 12,y 2=14x 22代入得y 1=λ2y 2 ③③ 解②、③式得y 1=λ,y 2=1λ,且有x 1x 2=-λx 22=-=-44λy 2=-=-44,抛物线方程为y =14x 2,求导得y ′=12x .所以过抛物线上A 、B 两点的切线方程分别是两点的切线方程分别是y =12x 1(x (x--x 1)+y 1,y =12x 2(x (x--x 2)+y 2,即y =12x 1x -14x 12,y =12x 2x -14x 22. 解出两条切线的交点M 的坐标为的坐标为((x 1+x 22,x 1x 24)=(x 1+x 22,-,-1)1)1)..所以FM →·AB →=(x 1+x 22,-,-2)2)2)··(x 2-x 1,y 2-y 1)=12(x 22-x 12)-2(14x 22-14x 12)=0所以FM →·AB →为定值,其值为0.(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM ABM 中,中,FM FM FM⊥⊥AB AB,因而,因而S =12|AB||FM||AB||FM|..|FM||FM|==(x 1+x 22)2+(-2)2=14x 12+14x 22+12x 1x 2+4=y 1+y 2+12×(-4)4)++4=λ+1λ+2=λ+1λ.++λ+λ)=|AB||FM||AB||FM|=(λ+λ)λ+1λ≥2m ÷ø,m+=m +=2my -,2my -,211-+122y y +-24m - Oyx1 1- l FP B QMFO Axyyy P BOA 1d 2d2q解:(Ⅰ)在P AB △中,2AB =,即222121222cos2d d d d q =+-,2212124()4sin d d d d q =-+,即2121244sin 212d d d d q l -=-=-<(常数), 点P 的轨迹C 是以A B ,为焦点,实轴长221a l =-的双曲线.方程为:2211x y l l -=-.(Ⅱ)设11()M x y ,,22()N x y ,①当MN 垂直于x 轴时,MN 的方程为1x =,(11)M ,,(11)N -,在双曲线上.即21115110112l l ll l -±-=Þ+-=Þ=-,因为01l <<,所以512l -=.②当MN 不垂直于x 轴时,设MN 的方程为(1)y k x =-.由2211(1)x y y k x l l ì-=ï-íï=-î得:2222(1)2(1)(1)()k x k x k l l l l l éù--+---+=ëû,由题意知:2(1)0k l l éù--¹ëû,所以21222(1)(1)k x x k l l l --+=--,2122(1)()(1)k x x k l l l l --+=--.于是:22212122(1)(1)(1)k y y k x x k l l l =--=--. 因为0OM ON = ,且M N ,在双曲线右支上,所以在双曲线右支上,所以2121222122212(1)0(1)5121011231001x x y y k x x k x x l l l l l l l l l l l l l l l -ì+=ì-ì=ï>-ïïï+-+>ÞÞÞ<<+--íííïïï>+->>îîï-î. 由①②知,51223l -£<.。
高中数学第七章复数经典大题例题单选题1、已知z =2+i ,则z−i 1+i =( )A .1−2iB .2+2iC .2iD .−2i答案:D分析:根据共轭复数的定义及复数的除法法则即可求解.由z =2+i ,得z =2−i ,所以z−i 1+i =2−i−i 1+i =2(1−i )×(1−i )(1+i )×(1−i )=2×(1−2i+i 2)2=−2i .故选:D.2、设(−1+2i)x =y −1−6i ,x,y ∈R ,则|x −yi|=( )A .6B .5C .4D .3答案:B分析:根据复数实部等于实部,虚部等于虚部可得{x =−3y =4,进而求模长即可. 因为(−1+2i )x =y −1−6i ,所以{2x =−6−x =y −1,解得{x =−3y =4, 所以|x −yi |=|−3−4i|=√(−3)2+(−4)2=5.故选:B.3、已知下列三个命题:①若复数z 1,z 2的模相等,则z 1,z 2是共轭复数;②z 1,z 2都是复数,若z 1+z 2是虚数,则z 1不是z 2的共轭复数;③复数z 是实数的充要条件是z =z .则其中正确命题的个数为A .0个B .1个C .2个D .3个答案:C解析:运用复数的模、共轭复数、虚数等知识对命题进行判断.对于①中复数z 1和z 2的模相等,例如z 1=1+i ,z 2=√2i ,则z 1和z 2是共轭复数是错误的;对于②z 1和z 2都是复数,若z 1+z 2是虚数,则其实部互为相反数,则z 1不是z 2的共轭复数,所以②是正确的;对于③复数z 是实数,令z =a ,则z =a 所以z =z ,反之当z =z 时,亦有复数z 是实数,故复数z 是实数的充要条件是z =z 是正确的.综上正确命题的个数是2个.故选C小提示:本题考查了复数的基本概念,判断命题是否正确需要熟练掌握基础知识,并能运用举例的方法进行判断,本题较为基础.4、在复平面内,复数z =1+i 1−i +1−i 2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:由复数的运算求出z ,则可得其对应的点的坐标,从而得出结论.z =(1+i)2(1−i)(1+i)+1−i 2=2i 2+1−i 2=12+12i , 则z 在复平面内对应的点为(12,12),在第一象限,故选:A .5、z 1、z 2是复数,则下列结论中正确的是( )A .若z 12+z 22>0,则z 12>−z 22B .|z 1−z 2|=√(z 1+z 2)2−4z 1⋅z 2C .z 12+z 22=0⇔z 1=z 2=0D .|z 12|=|z 1|2答案:D解析:举反例z 1=2+i ,z 2=2−i 可判断选项A 、B ,举反例,z 2=i 可判断选项C ,设z 1=a +bi ,(a,b ∈R ),分别计算|z 12|、|z 1|2即可判断选项D ,进而可得正确选项.对于选项A :取z 1=2+i ,z 2=2−i ,z 12=(2+i )2=3+2i ,z 22=(2−i )2=3−2i ,满足z 12+z 22=6>0,但z 12与z 22是两个复数,不能比较大小,故选项A 不正确;对于选项B :取z 1=2+i ,z 2=2−i ,|z 1−z 2|=|2i |=2,而√(z 1+z 2)2−4z 1⋅z 2=√42−4(2+i )(2−i )=√16−20无意义,故选项B 不正确;对于选项C :取,z 2=i ,则z 12+z 22=0,但是z 1≠0,z 2≠0,故选项C 不正确;对于选项D :设z 1=a +bi ,(a,b ∈R ),则z 12=(a +bi )2=a 2−b 2+2abi11z =11z =|z 12|=√(a 2−b 2)2+4a 2b 2=√(a 2+b 2)2=a 2+b 2,z 1=a −bi ,|z 1|=√a 2+b 2,所以|z 1|2=a 2+b 2,所以|z 12|=|z 1|2,故选项D 正确.故选:D.6、已知i 为虚数单位,则i +i 2+i 3+⋅⋅⋅+i 2021=( )A .iB .−iC .1D .-1答案:A分析:根据虚数的运算性质,得到i 4n +i 4n+1+i 4n+2+i 4n+3=0,得到i +i 2+i 3+⋅⋅⋅+i 2021=i 2021,即可求解.根据虚数的性质知i 4n +i 4n+1+i 4n+2+i 4n+3=1+i −1−i =0,所以i +i 2+i 3+⋅⋅⋅+i 2021=505×0+i 2021=i .故选:A.7、已知正三角形ABC 的边长为4,点P 在边BC 上,则AP⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅BP ⃗⃗⃗⃗⃗ 的最小值为( ) A .2B .1C .−2D .−1答案:D分析:选基底,用基向量表示出所求,由二次函数知识可得.记|BP⃗⃗⃗⃗⃗ |=x ,x ∈[0,4] 因为AP⃗⃗⃗⃗⃗ =BP ⃗⃗⃗⃗⃗ −BA ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以AP⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅BP ⃗⃗⃗⃗⃗ =BP ⃗⃗⃗⃗⃗ 2−BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅BP ⃗⃗⃗⃗⃗ =|BP ⃗⃗⃗⃗⃗ |2−2|BP ⃗⃗⃗⃗⃗ |=x 2−2x =(x −1)2−1≥−1. 故选:D8、已知关于x 的方程(x 2+mx )+2x i =-2-2i (m ∈R )有实数根n ,且z =m +n i ,则复数z 等于( )A .3+iB .3-iC.-3-iD.-3+i答案:B分析:根据复数相等得出m,n的值,进而得出复数z. 由题意知(n2+mn)+2n i=-2-2i,即{n 2+mn+2=02n+2=0,解得{m=3,n=−1,∴z=3−i故选:B多选题9、已知复数z=21+i,则正确的是()A.z的实部为﹣1B.z在复平面内对应的点位于第四象限C.z的虚部为﹣iD.z的共轭复数为1+i答案:BD分析:根据复数代数形式的乘除运算化简,结合复数的实部和虚部的概念、共轭复数的概念求解即可.因为z=21+i =2(1−i)(1+i)(1−i)=1−i,所以z的实部为1,虚部为-1,在复平面内对应的点为(1,-1),在第四象限,共轭复数为z=1+i,故AC错误,BD正确.故选:BD10、复数z=1−i,则()A.z在复平面内对应的点的坐标为(1,−1)B.z在复平面内对应的点的坐标为(1,1)C.|z|=2D.|z|=√2答案:AD分析:利用复数的几何意义,求出复数对应的点坐标为(1,−1),即可得答案;z=1−i在复平面内对应的点的坐标为(1,−1),|z|=√2.故选:AD.11、已知复数z满足(1+i3)z=2,则下列说法中正确的有()A.z的虚部是iB.|z|=√2C.z⋅z=2D.z2=2答案:BC分析:根据复数的除法运算求出z,结合相关概念以及复数乘法运算即可得结果.z=21+i3=21−i=1+i,其虚部为1,|z|=√2,z⋅z=(1+i)(1−i)=2,z2=(1+i)2=2i≠2.故选:BC.12、已知复数z1=−2+i(i为虚数单位),复数z2满足|z2−1+2i|=2,z2在复平面内对应的点为,则()A.复数z1在复平面内对应的点位于第二象限B.1z1=−25−15iC.(x+1)2+(y−2)2=4D.|z2−z1|的最大值为3√2+2答案:ABD分析:利用复数的几何意义可判断A选项;利用复数的除法运算可判断B选项;利用复数的模长公式可判断C选项;利用复数模长的三角不等式可判断D选项.对于A选项,复数z1在复平面内对应的点的坐标为(−2,1),该点位于第二象限,A对;对于B选项,1z1=1−2+i=−2−i(−2+i)(−2−i)=−25−15i,B对;对于C选项,由题意可得z2−1+2i=(x−1)+(y+2)i,因为|z2−1+2i|=2,则(x−1)2+(y+2)2=4,C错;对于D选项,z1−1+2i=−3+3i,则|z1−1+2i|=√(−3)2+32=3√2,所以,|z2−z1|=|(z2−1+2i)−(z1−1+2i)|≤|z2−1+2i|+|z1−1+2i|=2+3√2,D对.(), M x y故选:ABD.13、若复数z 满足:z (z +2i )=8+6i ,则( )A .z 的实部为3B .z 的虚部为1C .zz =√10D .z 在复平面上对应的点位于第一象限答案:ABD分析:根据待定系数法,将z =a +bi (a,b ∈R )代入条件即可求解a =3,b =1,进而即可根据选项逐一求解. 设z =a +bi (a,b ∈R ),因为z (z +2i )=8+6i ,所以zz +2iz =8+6i ,所以(a 2+b 2−2b )+2ai =8+6i ,所以a 2+b 2−2b =8,2a =6,所以a =3,b =1,所以z =3+i ,所以z 的实部为3,虚部为1,故A ,B 正确;zz =|z |2=10,故C 不正确;z 在复平面上对应的点(3,1)位于第一象限,故D 正确.故选:ABD .填空题14、i 2 021=________.答案:i分析:利用周期性求得所求表达式的值.i 2021=i 505×4+1=i 1=i所以答案是:i15、设复数z ,满足|z 1|=1,|z 2|=2,z 1+z 2=√3−i ,则|z 1−z 2|=____________.答案:√6解析:根据复数的几何意义得到对应向量的表示,再结合向量的平行四边形法则以及余弦定理求解出|z 1−z 2|的值.设z 1,z 2在复平面中对应的向量为OZ 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,OZ 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,z 1+z 2对应的向量为OZ 3⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,如下图所示:因为z 1+z 2=√3−i ,所以|z 1+z 2|=√3+1=2,所以cos∠OZ 1Z 3=12+22−221×2×2=14, 又因为∠OZ 1Z 3+∠Z 1OZ 2=180°,所以cos∠Z 1OZ 2=−cos∠OZ 1Z 3=−14,所以|Z 2Z 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |2=OZ 12+OZ 22−2OZ 1⋅OZ 2⋅cos∠Z 1OZ 2=1+4+1=6, 所以|Z 2Z 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=√6,又|z 1−z 2|=|Z 2Z 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=√6,所以答案是:√6.小提示:名师点评复数的几何意义:(1)复数z =a +bi (a,b ∈R )一一对应↔复平面内的点Z (a,b )(a,b ∈R ); (2)复数z =a +bi (a,b ∈R ) 一一对应↔平面向量OZ ⃗⃗⃗⃗⃗ . 16、在复平面内,复数z 对应的点的坐标是(3,−5).则(1−i)z =___________.答案:−2−8i ##−8i −2分析:根据给定条件求出复数,再利用复数的乘法运算计算作答.在复平面内,复数z 对应的点的坐标是(3,−5),则z =3−5i ,所以(1−i)z =(1−i)(3−5i)=−2−8i .所以答案是:−2−8i解答题17、已知复数z 1=4-m 2+(m -2)i ,z 2=λ+2sin θ+(cos θ-2)i (其中i 是虚数单位,m ,λ,θ∈R ).(1)若z 1为纯虚数,求实数m 的值;(2)若z 1=z 2,求实数λ的取值范围.答案:(1)-2;(2)[2,6]分析:(1)z 1为纯虚数,则其实部为0,虚部不为0,解得参数值;(2)由z 1=z 2,实部、虚部分别相等,求得λ关于θ的函数表达式,根据sinθ的范围求得参数取值范围.(1)由z 1为纯虚数,则{4−m 2=0,m −2≠0,解得m =-2. (2)由z 1=z 2,得{4−m 2=λ+2sinθ,m −2=cosθ−2,∴λ=4-cos 2θ-2sin θ=sin 2θ-2sin θ+3=(sinθ−1)2+2. ∵-1≤sin θ≤1,∴当sin θ=1时,λmin =2,当sin θ=-1时,λmax =6,∴实数λ的取值范围是[2,6].18、已知m ∈R ,α、β是关于x 的方程x 2+2x +m =0的两根.(1)若|α−β|=2√2,求m 的值;(2)用m 表示|α|+|β|.答案:(1)−1或3;(2)|α|+|β|={2√m,m >12,0≤m ≤12√1−m,m <0.分析:(1)由α、β是关于x 的方程x 2+2x +m =0的两根.可得α+β=−2,αβ=m ,对α,β分为实数,与一对共轭虚根即可得出.(2)不妨设α⩽β,对m 及其判别式分类讨论,利用根与系数的关系即可得出.解:(1)∵α、β是关于x 的方程x 2+2x +m =0的两根.∴α+β=−2,αβ=m ,若α,β为实数,即Δ=4−4m ≥0,解得m ≤1时;则2√2=|α−β|=√(α+β)2−4αβ=√4−4m ,解得m =−1.若α,β为一对共轭复数,即Δ=4−4m <0,解得m >1时;则2√2=|α−β|=√(α+β)2−4αβ=|√4m −4i|,解得m =3.综上可得:m =−1或3.(2)因为x2+2x+m=0,不妨设α⩽β.Δ=4−4m⩾0,即m⩽1时,方程有两个实数根.α+β=−2,αβ=m,0⩽m⩽1时,|α|+|β|=|α+β|=2.m<0时,α与β必然一正一负,则|α|+|β|=−α+β=√(α+β)2−4αβ=2√1−m.Δ=4−4m<0,即m>1时,方程有一对共轭虚根.|α|+|β|=2|α|=2√α2=2√m综上可得:|α|+|β|={2√m,m>1 2,0⩽m⩽12√1−m,m<0.。
经典例题透析类型一:复数的有关概念例1.已知复数22276(56)()1a az a a i a Ra-+=+--∈-,试求实数a分别取什么值时,z分别为:(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数.思路点拨:根据复数z为实数、虚数及纯虚数的概念,判断实部与虚部取值情况.利用它们的充要条件可分别求出相应的a值.解析:(1)当z为实数时,有2256010a aa⎧--=⎪⎨-≠⎪⎩1661a aaa=-=⎧⇒⇒=⎨≠±⎩或,∴当6a=时,z为实数. (2)当z为虚数时,有2256010a aa⎧--≠⎪⎨-≠⎪⎩16161a aa aa≠-≠⎧⇒⇒≠±≠⎨≠±⎩且且,∴当a∈(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,6)∪(6,+∞)时,z为虚数. (3)当z为纯虚数时,有222560761a aa aa⎧--≠⎪⎨-+=⎪-⎩166a aaa≠-≠⎧⇒⇒∈∅⎨=⎩且∴不存在实数a使z为纯虚数.总结升华:由于a∈R,所以复数z的实部与虚部分为22761a aa-+-与256a a--.①求解第(1)小题时,仅注重虚部等于零是不够的,还需考虑它的实部是否有意义,否则本小题将出现增解;②求解第(2)小题时,同样要注意实部有意义的问题;③求解第(3)小题时,既要考虑实数为0(当然也要考虑分母不为0),还需虚部不为0,两者缺一不可.举一反三:【变式1】设复数z=a+bi (a 、b ∈R ),则z 为纯虚数的必要不充分条件是( )A .a=0B .a=0且b ≠0C .a ≠0且b=0D .a ≠0且b ≠0【答案】A ;由纯虚数概念可知:a=0且b ≠0是复数z=a+bi (a 、b ∈R )为纯虚数的充要条件.而题中要选择的是必要不充分条件,对照各选择支的情况,应选择A.【变式2】若复数2(32)(1)a a a i -++-是纯虚数,则实数a 的值为( )A.1B.2C.1或2D.-1【答案】B ;∵2(32)(1)a a a i -++-是纯虚数,∴2320a a -+=且10a -≠,即2a =.【变式3】如果复数2()(1)m i mi ++是实数,则实数m=( )A .1B .-1 CD.【答案】B ;【变式4】求当实数m 取何值时,复数22(2)(32)z m m m m i =--+-+分别是:(1)实数; (2)虚数; (3)纯虚数.【答案】(1)当2320m m -+=即1m =或2m =时,复数z 为实数;(2)当2320m m -+≠即1m ≠且2m ≠时,复数z 为虚数;(3)当⎪⎩⎪⎨⎧≠+-=--0230222m m m m 即1m =-时,复数z 为纯虚数. 类型二:复数的代数形式的四则运算例2. 计算:(1)()n i n N +∈; (2)8(1)i +(3)(12)(12)i i +÷-; (4)ii i i 4342)1)(41(++++- 解析:(1)∵21i =-,∴32i i i i =⋅=-,4221i i i =⋅=,同理可得:当41()n k k N +=+∈时,4144()k k k i i i i i i +=⋅=⋅=当42()n k k N +=+∈时,42421k k i i i +=⋅=-,当43()n k k N +=+∈时,4343k k ii i i +=⋅=- 当44()n k k N +=+∈时,4444()1k k k i i i i =⋅==,∴4114243144n i n k k N n k k N i i n k k N n k k N =+∈⎧⎪-=+∈⎪=⎨-=+∈⎪⎪=+∈⎩(,)(,)(,)(,)()n N +∈ (2)8(1)i +24444[(1)](2)216i i i =+=== (3)(12)(12)i i +÷-1212i i+=-2222(12)(12)1(2)43434(12)(12)1(2)555i i i i i i i i i ++++-+====-+-+- (4)i i i i 4342)1)(41(++++-1432434i i i +-++=+227(7)(34)3434i i i i ++-==++ 21432825251.2525i i i i ++--===- 总结升华:熟练运用常见结论: 1)ni 的“周期性”(n N +∈)2)2(1)2i i ±=±3)22()()a bi a bi a b +-=+ 举一反三:【变式1】计算:(1)(5―6i)+(―2―i)―(3+4i)(2)(12)(34)(2)i i i +--(3)23100i i i i ⋅⋅⋅⋅L(4)3322(1)(1)(1)(1)i i i i +--+-- ; 【答案】(1)(5―6i)+(―2―i)―(3+4i)=[(5―2)+(―6―1)i]―(3+4i)=(3―7i)―(3+4i)=(3―3)+(―7―4)i=―11i.(2)(12)(34)(2)(112)(2)247i i i i i i +--=+-=-(3)231001210050504126222()1i i i i i i i i i +++⋅⋅⋅⋅===⋅==-L L(4)332222(1)(1)(1)(1)(1)(1)2(1)2(1)(1)(1)2(2)4i i i i i i i i i i i i i i i +--+⋅+---++-==+----2214i i⋅== 【变式2】复数()221i i +=( )A.4-B.4C.4i -D.4i【答案】A ;()()222121212244i i i i i i i +=+-=⨯==-【变式3等于( )i +i 【答案】A1-i i ===,故选A 【变式4】复数31()i i -等于( )A.8B.-8C.8iD.-8i【答案】D ;333311()()(2)88i i i i i i i--=+===-. 类型三:复数相等的充要条件例3、已知x 是实数,y 是纯虚数,且满足(2x ―1)+(3―y)i=y ―i ,求x 、y.思路点拨:因x ∈R ,y 是纯虚数,所以可设y=bi (b ∈R 且b ≠0),代入原式,由复数相等的充要条件可得方程组,解之即得所求结果.解析:∵y 是纯虚数,可设y=bi (b ∈R ,且b ≠0),则(2x ―1)+(3―y)i =(2x ―1)+(3―bi )i =(2x -1+b )+3i ,y ―i =bi -i=(b -1)i由(2x ―1)+(3―y)i=y ―i 得(2x ―1+b )+3i=(b ―1)i , 由复数相等的充要条件得42103132b x b b x =⎧-+=⎧⎪⇒⎨⎨-==-⎩⎪⎩, ∴32x =-,4y i =. 总结升华:1. 复数定义:“形如z a bi =+(,a b R ∈)的数叫复数”就意味凡是复数都能写成这一形式,求一个复数,使用一个复数都可通过这一形式将问题化虚为实,把复数问题转化为实数问题来研究.这是解决复数问题的常用方法.2.复数相等是复数问题实数化的有效途径之一,由两复数a+bi 与c+di (a ,b ,c ,d ∈R )相等的充要条件是a=c 且b=d ,可得到两个实数等式.3.注意左式中的3―y 并非是(2x ―1)+(3―y)i 的虚部,同样,在右边的y ―i 中y 也并非是实部.举一反三:【变式1】设x 、y 为实数,且5______1-1-21-3x y x y i i i+=+=,则 【答案】由51-1-21-3x y i i i +=得5(1)(12)(13)2510x y i i i +++=+ 即5x(1+i)+2y(1+2i)=5(1+3i),即(5x+2y-5)+(5x+4y-15)i=0,故52-50-154-1505x y x x y y +==⎧⎧⎨⎨+==⎩⎩,解得 ∴4x y +=【变式2】若z ∈C 且(3+z)i=1(i 为虚数单位),则z=____.【答案】设z=a+bi(a,b ∈R),则(3+z)i=-b+(3+a)i=1由复数相等的充要条件得 b=-1且a=-3,即z=-3-i.【变式3】设复数z 满足12i i z+=,则z =( ) A .2i -+ B .2i -- C .2i - D .2i + 【答案】12(12)2211i i i i z i i ++-====---,故选C. 类型四:共轭复数例4:求证:复数z 为实数的充要条件是z z =思路点拨:需要明确两个复数相等的条件以及共轭复数的概念解析:设z a bi =+(a ,b ∈R ),则z a bi =- 充分性:--0;z z a bi a bi b b b z R =⇒+=⇒=⇒=⇒∈Q 必要性:,0-z R b a bi a bi z z ∈=⇒+=⇒=Q综上,复数z 为实数的充要条件为z z =举一反三:【变式1】,x y R ∈,复数(32)5x y xi ++与复数(2)18y i -+的共轭复数相等,求x ,y. 【答案】(2)1818(2)y i y i -+=+-3218-218-(-2)(32)52-512x y x y i x y xi y x y +==⎧⎧∴=++⇒⇒⎨⎨==⎩⎩ 【变式2】若复数z 同时满足2z z i -=,z iz =(i 为虚数单位),则z=________.【答案】―1+i【变式3】已知复数z=1+i ,求实数a 、b 使22(2)az bz a z +=+.【答案】∵z=1+i ,∴2(2)(2)az bz a b a b i +=++-,22(2)(2)44(2)a z a a i +=+-++2(4)4(2)a a a i =+++∵a 、b 都是实数,∴由22(2)az bz a z +=+得224,24(2).a b a a a b a ⎧+=+⎨-=+⎩ 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.类型五:复数的模的概念例5、已知数z 满足z+|z|=2+8i ,求复数z.法一:设z=a+bi (a ,b ∈R),则||z =代入方程得28a bi i +=+.∴28a b ⎧⎪=⎨=⎪⎩,解得158a b =-⎧⎨=⎩∴z=-15+8i法二:原式可化为:z=2-|z|+8i ,∵|z|∈R ,∴2-|z|是z 的实部.于是||z =|z|2=68-4|z|+|z|2,∴|z|=17,代入z=2-|z|+8i得z=-15+8i.举一反三:【变式】已知z=1+i ,a ,b 为实数.(1)若234z z ω=+-,求||ω; (2)若2211z az b i z z ++=--+,求a ,b 的值. 【答案】(1)2(1)3(1)4i i ω=++--2341i i i =+--=-∴||ω=(2)∵2222(1)(1)1(1)(1)1z az b i i a b z z i i ++++++=-++-++(2)(2)()a i b a a b a i i+++==+-+ ∴(2)()1a a b i i +-+=-∴21112a a ab b +==-⎧⎧⇒⎨⎨+==⎩⎩ 类型六:复数的几何意义例6、已知复数22(23)(43)z m m m m i =--+-+(m ∈R )在复平面上对应的点为Z ,求实数m 取什么值时,点Z (1)在实轴上;(2)在虚轴上;(3)在第一象限.思路点拨:根据点Z 的位置确定复数z 实部与虚部取值情况.解析:(1)点Z 在实轴上,即复数z 为实数,由2-43031m m m m +=⇒==或∴当31m m ==或时,点Z 在实轴上.(2)点Z 在虚轴上,即复数z 为纯虚数或0,故2230m m --=-13m m ⇒==或∴当-13m m ==或时,点Z 在虚轴上.3)点Z 在第一象限,即复数z 的实部虚部均大于0由22230430m m m m ⎧-->⎪⎨-+>⎪⎩ ,解得m <―1或m >3∴当m <―1或m >3时,点Z 在第一象限.终结升华:复平面上的点与复数是一一对应的,点的坐标的特点即为复数实部、虚部的特征.举一反三:【变式1】在复平面内,复数sin 2cos2z i =+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】∵22ππ<<,∴sin 20>,cos20<,故相应的点在第四象限,选D.【变式2】已知复数2(352)(1)z m m m i =-++-(m R ∈),若z 所对应的点在第四象限,求m 的取值范围.【答案】∵2(352)(1)z m m m i =-+-- ∴⎩⎨⎧<-->+-0)1(02532m m m ,解得1m >.∴m 的取值范围为(1,)m ∈+∞.【变式3】已知z 是复数,2z i +和i-z z 均为实数,且复数2()z ai +对应的点在第一象限,求实数a 的取值范围.【答案】设z x yi =+(,x y R ∈),∴2(2)z i z x y i +==++,由题意得2y =-, 2111(2)(2)(22)(4)22555z x i x i i x x i i i -==--=++---, 由题意得4x =,∴42z i =-∵22()(124)8(2)z ai a a a i +=+-+-, 根据已知条件有212408(2)0a a a ⎧+->⎨->⎩,解得26a <<, ∴实数a 的取值范围是(2,6)a ∈.【变式4】已知复数z 对应的点在第一象限的角平分线上,求复数1z zω=+在复平面上对应的点的轨迹方程.【答案】设z=a+ai(a>0)则1111()()22 z a ai a a i z a ai a a ω=+=++=++-+令1212x aay aa⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,消a得x2-y2=2(x≥.。
知识回顾:一、复数的概念1. 虚数单位i(1)它的平方等于-1,即i^ -1 ;(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有的加、乘法运算仍然成立,即满足交换律与结合律.(3)i 的乘方:i4n =1,i4n 1 =i,i4n 2 - -1,i4n3 - -i, N*,它们不超出bi 的形式.2. 复数的定义形如a • bi(a,b • R)的数叫做复数,单个复数常常用字母z表示.把复数z表示成a - bi 时,叫做复数的代数形式. a,b分别叫做复数的实部与虚部,记作Rez,lm z .注意复数的实部和虚部都是实数.3. 复数相等如果两个复数=a bi(a,b・R)和z, =c di(c,d • R)的实部和虚部分别相等,即a二c,b = d,那么这两个复数相等,记作 a b^c d i .一般的,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.4. 共轭复数当两个复数实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数,也称这两个复数互相共轭.复数z的共轭复数用z,也就是当 a bi时,z二a「bi .a 二a, bi 二-bi .二、复数的分类正整数有理数 Q = * 9 p,q€ z > Y I P J匕负整数非纯虚数(a = 0)z = a bi 是实数=b = 0z = z .z =a bi 是纯虚数二 a = 0,b = 0= z z = 0,z = 0 .三、复平面及复数的坐标表示1. 复平面在直角坐标系里,点z 的横坐标是a ,纵坐标是b ,复数z = a bi 可用点Z (a,b )来表 示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面, x 轴为实轴,y 轴出去原点的部分称为虚轴.2. 复数的坐标表示一个复数z 二a bi 对应了一个有序实数对 (a,b );反之一个有序实数对(a,b )对应了一 个复数a bi .在复平面内,复数 ^a bi 与复平面内的点Z (a,b )是 --------------- 对应的.我们常把复数a bi 看作点Z (a,b ).3. 复数的向量表示零(a=b=O )复数CJ 无理数z = a bi - (a,bw R )在复平面内,复数z=a bi 与点Z(a,b)是 对应的,而点Z(a,b)与向量0Z ( O我们也把复数a bi 看作向量Oz4. 复数的模在复平面内,复数z =a bi 对应点Z(a,b),点Z 到原点的距离 0Z 叫做复数z 的模, 记作z .由定义知,z = J a ? +b 2 .特别地,如果b =0,则z =a 就是一个实数,它的模就等于 a ,故模是实数中绝对值概念在复数中的推广.四、复数的运算1. 加法(1) 法则复数的加法按照一下规定的法则进行:设 w=a ,bi , z^ = c d i 是任意两个复数,则它们的和是(a bi) (c d i) = (a c) (b d)i .(2) 性质 ①交换律:z 1 z ? =z 2 z 1②结合律:(乙• z ?) z 3 = z i (z ? - Z 3)为原点)又成 --- 对应,因此复数 z = a bi 与向量 Oz 也是对应的,即复数a bi 可由向量Oz 表示,并且规定相等的向量表示同一个复数.在复平面内,复数z=a bi与点Z(a,b)是对应的,而点Z(a,b)与向量0Z ( O(3)几何意义—I —I设z^ =a bi 对应向量0Z1 = (a,b) , z^ = c d i对应向量OZ2二(c,d),则z^ z2对I I应的向量为。
复数知识点总结和例题一、名词的复数形式1. 一般情况下,名词构成复数的规则是在单数形式后面加上-s,如book-books,cat-cats,dog-dogs等。
2. 以-s, -ss, -sh, -ch, -x结尾的名词,复数形式应在词尾加-es,如bus-buses,class-classes,box-boxes等。
3. 以辅音字母+y结尾的名词,复数形式应将y变为i再加上-es,如baby-babies,city-cities等。
4. 以-f或-fe结尾的名词,复数形式应将f变为v再加上-es,如leaf-leaves,knife-knives 等。
5. 一些名词的复数形式是不规则变化的,需要独立记忆,如child-children,man-men,woman-women等。
二、不可数名词不可数名词是指不能用于单复数变化的名词,它们通常表示一种概念、物质或抽象事物,如water, milk, money, information等。
不可数名词没有复数形式,不能与不定冠词a/an连用,通常用于表示数量的量词或用作可数名词的量词修饰。
例题一:1. The teacher gave us some useful _______ for the exam. (information)A. informationsB. informC. informationD. informs答案:C. information2. There are too many ______ in the river. (fish)A. fishsB. fishC. fishesD. fishies答案:B. fish3. He bought two new ______ at the bookstore yesterday. (novel)A. novellsB. novlesC. novelD. novels答案:D. novels4. There is some ______ on the table, could you please pass me the ______? (butter)A. buttersB. butterC. buttersD. butteries答案:B. butter5. Please give me some more ______ for my cup of ______. (milk)A. milksB. milkC. milkieD. milkies答案:B. milk三、名词的数量表达1. 在表示数量的名词或代词前,应使用相应的量词来修饰,如a few, a little, some, many, much, a lot of, plenty of等。
数学基础知识与典型例题
数学基础知识与典型例题(第十二章)复数答案
例1.B 例2.D 例3.A 例4.B 例5.A 例6.B 例7. -例8. 4-4i 例9.0或-2[点评]本题考查复数的运算和复数的几何意义.
例10.解:⑴设R
x∈是方程0
)2
(
)
(tan
2=
+
-
+
-i
x
i
xθ的根,
则0
)1
(
2
tan
2=
+
-
-
-x
i
x
xθ∴
2tan20
10
x x
x
θ
⎧--=
⎨
+=
⎩
①
②
由②得1
-
=
x代入①得1
tan=
θ,∴锐角
4
π
θ=
⑵证明:反证法
若方程有纯虚根,设为)0
(≠
=a
ai
x,代入原方程并整理得0
)1
tan
(
)2
(2=
+
-
-
+
-i
a
a
aθ
∴
220
tan10
a a
aθ
⎧-+-=
⎨
+=
⎩
(*)∵方程220
a a
-+-=无实根,∴方程组(*)无解.
故假设不成立,因此原方程无纯虚根.
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