12--第十二章复数

十年高考分类解析与应试策略数学第十二章 复 数●考点阐释复数的概念是复数理论的基础，在解题活动中它经常是思维的突破口；围绕复数的代数形式和三角形式给出的两类运算，体现了复数知识的广泛联系性和普遍渗透性，这两种形式及其运算也为我们处理复数问题提供了代数思考方法和三角思考方法；复数概念及其运算的几何意义，为我们从几何上处理复数问题或几何问题复数化提供了广阔的空间.正确地进行复数各种形式间的转换，选准复数的表示形式是灵活运用复数知识处理复数与三角、复数与几何、复数与方程综合题的关键.●试题类编※1.（2003京春文7，理3）设复数z 1=－1+i ，z 2=2321+i ，则arg 21z z 等于（ ） A.－125π B.125π C.127π D.1213π2.（2003上海春，14）复数z =iim 212+-（m ∈R ，i 为虚数单位）在复平面上对应的点不可能位于（ ）A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限※3.（2002京皖春，4）如果θ∈（2π，π），那么复数（1＋i ）（cos θ＋i sin θ）的辐角的主值是（ ）A.θ＋49πB.θ＋4π C.θ4π-D.θ＋47π 4．（2002全国，2）复数（2321+i ）3的值是（ ） A. －i B.i C.－1 D.15.（2002上海，13）如图12—1，与复平面中的阴影部分（含边界）对应的复数集合是（ ）※6.（2001全国文，5）已知复数ｚ＝i 62+，则arg z1是（ ）A.6π B.611πC.3π D.35π ※7.（2000京皖春文，11）设复数z 1＝－1－i 在复平面上对应向量1OZ ，将1OZ 按顺时针方向旋转65π后得到向量2OZ ，令2OZ 对应的复数z 2的辐角主值为θ，则tan θ等于（ ）A.2－3B.－2＋3C.2＋3D.－2－3※8.（2000全国，2）在复平面内，把复数3－3i 对应的向量按顺时针方向旋转3π，所得向量对应的复数是（ ）A.23B.－23iC.3－3iD.3+3i※9.（2000上海理，13）复数z ＝)5sin5(cos3ππi --（i 是虚数单位）的三角形式是（ ）A.3［cos （5π-）＋i sin （5π-）］ B.3（cos5π＋i sin5π）C.3（cos54π＋i sin 54π）D.3（cos56π＋i sin 56π） 10.（2000京皖春，1）复数z 1＝3＋i ，z 2＝1－i ，则z ＝z 1·z 2在复平面内的对应点位于（ ）A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限11.（2000京皖春理，11）设复数z 1＝2sin θ＋i cos θ（4π＜θ＜2π)在复平面上对应向量1OZ ，将1OZ 按顺时针方向旋转43π后得到向量2OZ ，2OZ 对应的复数为z 2＝r （cos ϕ＋i sin ϕ），则tan ϕ等于（ ）A.1tan 2tan 2-θθB.1tan 21tan 2+-θθC.1tan 21+θD.1tan 21-θ※12.（1998全国，8）复数－i 的一个立方根是i ，它的另外两个立方根是（ ）A.i 2123±B.i 2123±-C.±i 2123+D.±i 2123-13.（1996全国，4）复数54)31()22(i i -+等于（ ） A.1+3i B.－1+3i C.1－3iD.－1－3i14.（1994上海，16）设复数z =－2321+i （i 为虚数单位），则满足等式z n =z 且大于1的正整数n 中最小的是（ ）A.3B.4C.6D.715.（1994全国，9）如果复数z 满足|z +i |+|z －i |=2，那么|z +i +1|的最小值是（ ）A.1B.2C.2D.5二、填空题16.（2003上海春，6）已知z 为复数，则z +z ＞2的一个充要条件是z 满足 . 17.（2002京皖春，16）对于任意两个复数z 1＝x 1＋y 1i ，z 2＝x 2＋y 2i （x 1、y 1、x 2、y 2为实数），定义运算“⊙”为：z 1⊙z 2＝x 1x 2＋y 1y 2．设非零复数w 1、w 2在复平面内对应的点分别为P 1、P 2，点O 为坐标原点．如果w 1⊙w 2＝0，那么在△P 1OP 2中，∠P 1OP 2的大小为 ．18.（2002上海，1）若z ∈C ，且（3＋z ）i ＝1（i 为虚数单位），则z ＝ ．19.（2001上海春，2）若复数z 满足方程z i =i －1（i 是虚数单位），则z =_____. 20.（1997上海理，9）已知a =ii213+--（i 是虚数单位），那么a 4=_____.21.（1995上海，20）复数z 满足（1+2i ）z =4+3i ，那么z =_____.三、解答题22.（2002上海春，17）已知z 、w 为复数，（1＋3i ）z 为纯虚数，w ＝iz+2，且|w |＝52，求w ．23.（2002江苏，17）已知复数z ＝1＋i ，求实数a ，b 使az ＋2b z ＝（a ＋2z ）2． 24.（2001京皖春，18）已知z 7＝1（z ∈C 且z ≠1）. （Ⅰ）证明1＋z ＋z 2＋z 3＋z 4＋z 5＋z 6＝0；（Ⅱ）设z 的辐角为α，求cos α＋cos2α＋cos4α的值. ※25.（2001全国理，18）已知复数z 1＝i （1－i ）3. （Ⅰ）求arg z 1及|z 1|；（Ⅱ）当复数z 满足|z |＝1，求|z －z 1|的最大值.26.（2001上海理，20）对任意一个非零复数z ，定义集合M z ＝｛w |w ＝z 2n －1，n ∈N ｝． （Ⅰ）设α是方程x ＋21=x的一个根，试用列举法表示集合M α； （Ⅱ）设复数ω∈M z ，求证：M ω⊆M z ．27.（2001上海文，20）对任意一个非零复数z ，定义集合M z ＝｛w |w ＝z n ，n ∈N ｝． （Ⅰ）设z 是方程x +x1=0的一个根，试用列举法表示集合M z ．若在M z 中任取两个数，求其和为零的概率P ；（Ⅱ）若集合M z 中只有3个元素，试写出满足条件的一个z 值，并说明理由．28.（2000上海春，18）设复数z 满足|z |＝5，且（3＋4i ）z 在复平面上对应的点在第二、四象限的角平分线上，|2z －m |＝52（m ∈R ），求z 和m 的值.29.（2000上海理，22）已知复数z 0＝1－mi （M ＞0），z ＝x ＋yi 和ω＝x ′＋y ′i ，其中x ，y ，x ′，y ′均为实数，i 为虚数单位，且对于任意复数z ，有ω＝0z ·z ，|ω|＝2|z |． （Ⅰ）试求m 的值，并分别写出x ′和y ′用x 、y 表示的关系式；（Ⅱ）将（x ，y ）作为点P 的坐标，（x ′，y ′）作为点Q 的坐标，上述关系式可以看作是坐标平面上点的一个变换：它将平面上的点P 变到这一平面上的点Q .当点P 在直线y =x +1上移动时，试求点P 经该变换后得到的点Q 的轨迹方程；（Ⅲ）是否存在这样的直线：它上面的任一点经上述变换后得到的点仍在该直线上?若存在，试求出所有这些直线；若不存在，则说明理由.※30.（1999全国理，20）设复数z ＝3cos θ＋i ·2sin θ.求函数y ＝θ－arg z （0＜θ＜2π）的最大值以及对应的θ值.※31.（1999上海理，19）已知方程x 2＋（4＋i ）x ＋4＋ai ＝0（a ∈R ）有实数根b ，且z =a +bi ，求复数z （1－ci ）（c ＞0）的辐角主值的取值范围.※32.（1999上海文，19）设复数z 满足4z +2z =33+i ，ω=sin θ－i cos θ（θ∈R ）.求z 的值和|z －ω|的取值范围.※33.（1998上海文，18）已知复数z 1满足（z 1－2）i =1+i ，复数z 2的虚部为2，且z 1·z 2是实数，求复数z 2的模.※34.（1998上海理，18）已知向量OZ 所表示的复数z 满足（z －2）i =1+i ，将OZ 绕原点O 按顺时针方向旋转4π得1OZ ，设1OZ 所表示的复数为z ′，求复数z ′+2i 的辐角主值.※35.（1997全国文，20）已知复数z =2321+i ，w =2222+i ，求复数zw +zw 3的模及辐角主值.36.（1997全国理，20）已知复数z =2321+i ，ω=2222+i .复数z ω，z 2ω3在复数平面上所对应的点分别是P 、Q .证明：△OPQ 是等腰直角三角形（其中O 为原点）.37.（1997上海理，20）设虚数z 1，z 2满足z 12=z 2.（1）若z 1、z 2是一个实系数一元二次方程的两个根，求z 1、z 2； ※（2）若z 1=1+mi （m ＞0，i 为虚数单位），ω=z 2－2，ω的辐角主值为θ，求θ的取值范围.38.（1996上海理，22）设z 是虚数，w =z +z1是实数，且－1＜ω＜2. （Ⅰ）求|z |的值及z 的实部的取值范围； （Ⅱ）设u =zz+-11，求证：u 为纯虚数； （Ⅲ）求w －u 2的最小值.39.（1995上海，22）已知复数z 1、z 2满足|z 1|=|z 2|＝1，且z 1+z 2=2321+i .求z 1、z 2的值. ※40.（1995全国文，22）设复数z =cos θ+i sin θ，θ∈（π，2π）.求复数z 2+z 的模和辐角.※41.（1995全国理，21）在复平面上，一个正方形的四个顶点按照逆时针方向依次为Z 1，Z 2，Z 3，O （其中O 是原点），已知Z 2对应复数z 2=1+3i ，求Z 1和Z 3对应的复数.※42.（1994全国理，21）已知z =1+i ，（Ⅰ）设w =z 2+3z －4，求w 的三角形式.（Ⅱ）如果122+-++z z bax z =1－i ，求实数a ，b 的值.43.（1994上海，22）设w 为复数，它的辐角主值为43π，且ωω4)(2-为实数，求复数w .●答案解析 1.答案：B解析一：通过复数与复平面上对应点的关系，分别求出z 1、z 2的辐角主值.arg z 1=43π，arg z 2=3π.所以argπππ12534321=-=z z ∈［0，2π）， ∴arg12521=z z π. 解析二：因为i i i i i z z )2123()2123()2321)(1(2321121++-=-+-=++-=. 在复平面的对应点在第一象限.故选B评述：本题主要考查复数的运算法则及几何意义、辐角主值等概念，同时考查了灵活运用知识解题的能力，体现了数形结合的思想方法.2.答案：A解析：由已知z =51)21)(21()21)(2(212=-+--=+-i i i i m i i m ［（m －4）－2（m +1）i ］在复平面对应点如果在第一象限，则⎩⎨⎧<+>-0104m m 而此不等式组无解.即在复平面上对应的点不可能位于第一象限.3.答案：B解析：（1＋i ）（cos θ＋i sin θ）＝2（cos4π＋i sin4π）（cos θ＋i sin θ）＝2［cos （θ＋4π）＋i sin （θ＋4π）］∵θ∈（2π，π） ∴θ＋4π∈（43π，45π）∴该复数的辐角主值是θ＋4π．4.答案：C 解法一：（2321+i ）3＝（cos60°＋i sin60°）3＝cos180°＋i sin180°＝－1 解法二：i i 2321,2321+-=-=+ωω， ∴1)()()2321(333-=-=-=+ωωi 5.答案：D 6.答案：D 解法一：35arg 21arg ),3sin 3(cos 22)2321(22ππππ=-=+=+=z z i i z 解法二：)31(2i z +=∴22311iz -=∴z 1,0223,0221<->应在第四象限，tan θ＝3-，θ＝arg z 1．∴argz 1是35π． 7.答案：C 解析：∵arg z 1＝45π，arg z 2＝125π ∴tan θ＝tan125π＝tan75°＝tan （45°＋30°）＝323333+=-+． 8.答案：B解析：根据复数乘法的几何意义，所求复数是i i i i i 32)2321)(33()]3sin()3)[cos(33(-=--=-+--ππ．9.答案：C解法一：采用观察排除法.复数)5sin5(cos3ππi z--=对应点在第二象限，而选项A 、B 中复数对应点在第一象限，所以可排除.而选项D 不是复数的三角形式，也可排除，所以选C.解法二：把复数)5sin5(cos3ππi z--=直接化为复数的三角形式，即).54sin 54(cos 3)]5sin()5[cos(3)5sin5cos(3ππππππππi i i z +=-+-=+-=10.答案：D 解析：ππππ1223arg 47,47arg ,6arg 02121<⋅<=<<z z z z ． 11.答案：A解析：设z 1＝2sin θ＋i cos θ＝|z 1|（cos α＋i sin α）， 其中|z 1|＝||sin 2cos ,cos sin 4122z θαθθ=+， sin α＝||cos 1z θ（24πθπ<<）． ∴z 2＝|z 1|·［cos （α43π-）＋i sin （α43π-）］ ＝r （cos ϕ＋i sin ϕ）．∴tan ϕ＝1tan 21tan 2cos sin 2cos sin 2sin cos sin cos )43cos()43sin(cos sin -+=-+=-+=--=θθθθθθααααπαπαϕϕ 12.答案：D 解法一：∵－i =cos23π+i sin 23π ∴－i 的三个立方根是cos 3223sin 3223ππππk i k +++（k =0，1，2）当k =0时，i i i =+=+2sin 2cos 323sin 323cosππππ；当k =1时，i i i 212367sin 67cos 3223sin 3223cos--=+=+++ππππππ； 当k =2时，i i i 2123611sin 611cos 3423sin 3423cos -=+=+++ππππππ. 故选D.解法二：由复数开方的几何意义，i 与－i 的另外两个立方根表示的点均匀地分布在以原点为圆心，1为半径的圆上，于是另外两个立方根的虚部必为－21,排除A 、B 、C ，选D. 评述：本题主要考查了复数开方的运算，既可用代数方法求解，也可用几何方法求解，但由题干中的提示，几何法解题较简捷.13.答案：B解法一：)4sin4(cos2222ππi i +=+，故（2+2i ）4=26（cos π+i sin π）=－26，1－)3sin3(cos23ππi i -=，故35sin35cos 2)31(55ππi i +=-.于是i i i i i 31)2321(22)35sin 35(cos2)31()22(5654+=--=+-=-+ππ, 所以选B.解法二：原式=i i i i i 23212)2321()2(21)2321(2)1(1622554--=+--=+--+i i i314)31(4314+-=--=+-=∴应选B解法三：2+2i 的辐角主值是45°，则（2+2i ）4的辐角是180°；1－3i 的一个辐角是－60°，则（1－3i ）5的辐角是－300°，所以54)31()22(i i -+的一个辐角是480°，它在第二象限，从而排除A 、C 、D ，选B.评述：本题主要考查了复数的基本运算，有一定的深刻性，尤其是选择项的设计，隐藏着有益的提示作用，考查了考生观察问题、思考问题、分析问题的综合能力.14.答案：B解析：z =－2321+i 是z 3=1的一个根，记z =ω，ω4=ω，故选B. 15.答案：A解析：设复数z 在复平面的对应点为z ，因为|z +i |+|z －i |=2，所以点Z 的集合是y 轴上以Z 1（0，－1）、Z 2（0，1）为端点的线段.|z +1+λ|表示线段Z 1Z 2上的点到点（－1，－1）的距离.此距离的最小值为点Z 1（0，－1）到点（－1，－1）的距离，其距离为1.评述：本题主要考查两复数之差的模的几何意义，即复平面上两点间的距离. 16.答案：Rez ＞1解析：设z =a +bi ，如果z +z ＞2，即2a ＞2∴a ＞1反之，如果a ＞1，则z +z =2a ＞2，故z +z ＞2的一个充要条件为Rez ＞1. 评述：本题主要考查复数的基本概念、基本运算及充要条件的判断方法. 17.答案：2π 解析：设i y x z i y x zOP OP 221121,+=+=∵w 1⊙w 2＝0 ∴由定义x 1x 2＋y 1y 2＝0 ∴OP 1⊥OP 2 ∴∠P 1OP 2＝2π．18.答案：z ＝－3－i解析：∵（3＋z ）i ＝1 ∴3＋z ＝－i ∴z ＝－3－i 19.答案：1－i 解析：∵z i =i －1，∴ii z 1-==（i －1）（－i ）=1+i ∴z =1－i . 20.答案：－4 解析：a 4=［（i i 213+--）2］2=［5)21)(3(i i ---］4=（555i +-）4=（－1+i ）4=（－2i ）2=－421.答案：2+i解析：由已知i ii i i i z -=-++=+-+=++=25)83(6441)21)(34(2134，故z =2+i .22.解法一：设z ＝a ＋bi （a ，b ∈R ），则（1＋3i ）z ＝a －3b ＋（3a ＋b ）i ． 由题意，得a ＝3b ≠0． ∵|ω|＝25|2|=+iz， ∴|z |＝10522=+b a ． 将a ＝3b 代入，解得a ＝±15，b ＝±15． 故ω＝±ii++2515＝±（7－i ）． 解法二：由题意，设（1＋3i ）z ＝ki ，k ≠0且k ∈R ， 则ω＝)31)((i i k ki++．∵|ω|＝52，∴k ＝±50．故ω＝±（7－i ）． 23.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 ， 因为a ，b 都是实数，所以由az ＋2b z ＝（a ＋2z ）2得⎩⎨⎧+=-+=+).2(42,422a 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．所以，所求实数为a ＝－2，b ＝－1或a ＝－4，b ＝2． 24.（Ⅰ）解法一：z ，z 2，z 3，…，z 7是一个等比数列.∴由等比数列求和公式可得：011171=--=--=--=zzz z z z z a q a a S n n ∴1＋z ＋z 2＋z 3＋…＋z 6＝0解法二：S ＝1＋z ＋z 2＋…＋z 6 ① zS ＝z ＋z 2＋z 3＋…+z 6＋z 7 ②∴①－②得（1－z ）S ＝1－z 7＝0 ∴S ＝z-10＝0 （Ⅱ）z 7＝1，z ＝cos α＋i sin α∴z 7＝cos7α＋i sin7α＝1，7α＝2k π z ＋z 2＋z 4＝－1－z 3－z 5－z 6＝－1－［cos （2k π－4α）＋i sin （2k π－4α）＋cos （2k π－2α）＋i sin （2k π－ 2α）＋cos （2k π－α）＋i sin （2k π－α）］＝－1－（cos4α－i sin4α＋cos2α－i sin2α＋cos α－i sin α） ∴2（cos α＋cos2α＋cos4α）＝－1，cos α＋cos2α＋cos4α＝－21 解法二：z 2·z 5＝1，z 2＝551-=z z同理z 3＝4-z ，z ＝6-z∴z ＋z 2＋z 4＝－1－4-z －2-z －z ∴z ＋z ＋2-z ＋z ＋4-z ＋z ＝－1 ∴cos2α＋cos α＋cos4α＝21-25.（Ⅰ）解：z 1＝i （1－i ）3＝i （－2i ）（1－i ）＝2（1－i ） ∴|z 1|＝222222=+，arg z 1＝22（cos 47π＋i sin 47π）∴arg z 1＝47π （Ⅱ）解法一：|z |＝1，∴设z ＝cos θ＋i sin θ |z －z 1|＝|cos θ＋i sin θ－2＋2i | ＝)4sin(249)2(sin )2(cos 22πθθθ-+=++-当sin （θ4π-）＝1时|z －z 1|2取得最大值9＋42从而得到|z －z 1|的最大值22＋1解法二：|z |＝1可看成z 为半径为1，圆心为（0，0）的圆. 而z 1可看成在坐标系中的点（2，－2） ∴|z －z 1|的最大值可以看成点（2，－2）到圆上的点距离最大.由图12—2可知：|z －z 1|max＝22＋126.（Ⅰ）解：∵α是方程x 2－2x ＋1＝0的根∴α1＝22（1＋i ）或α2＝22（1－i ） 当α1＝22（1＋i ）时，∵α12＝i ，α12n －1＝1121)(αααnni =∴)}1(22),1(22),1(22),1(22{}1,,1,{11111i i i i i i M -+---+=--=ααααα 当α2＝22（1－i ）时，∵α22＝－i ∴12}1,,1,{2222ααααααM i i M =--=∴M α＝)1(22),1(22),1(22),1(22{i i i i -+---+｝ （Ⅱ）证明：∵ω∈M z ，∴存在M ∈N ，使得ω＝z 2m －1于是对任意n ∈N ，ω2n －1＝z (2m －1)(2n －1)由于（2m －1）（2n －1）是正奇数，ω2n －1∈M z ，∴M ω⊆M z ． 27.解：（Ⅰ）∵z 是方程x 2＋1＝0的根， ∴z 1＝i 或z 2＝－i ，不论z 1＝i 或z 2＝－i ， M z ＝｛i ，i 2，i 3，i 4｝＝｛i ，－1，－i ，1｝ 于是P ＝31C 224=． （Ⅱ）取z ＝i 2321+-， 则z 2＝2321--i 及z 3＝1． 于是M z ＝｛z ，z 2，z 3｝或取z ＝2321--i ．（说明：只需写出一个正确答案）． 28.解：设z ＝x ＋yi （x 、y ∈R ），∵|z |＝5，∴x 2＋y 2＝25， 而（3＋4i ）z ＝（3＋4i ）（x ＋yi ）＝（3x －4y ）＋（4x ＋3y ）i ，又∵（3＋4i ）z 在复平面上对应的点在第二、四象限的角平分线上， ∴3x －4y ＋4x ＋3y ＝0，得y ＝7x ∴x ＝±22，y ＝±227即z ＝±（22＋227i ）；2z ＝±（1＋7i ）． 当2z ＝1＋7i 时，有|1＋7i －m |＝52，即（1－m ）2＋72＝50，得m =0，m =2. 当2z ＝－（1＋7i ）时，同理可得m ＝0，m ＝－2．29.解：（Ⅰ）由题设，|ω|＝|0z ·z |＝|z 0||z |＝2|z |， ∴|z 0|＝2，于是由1＋m 2＝4，且m ＞0，得m ＝3，因此由x ′＋y ′i ＝)31(i -·i y x y x yi x )3(3)(-++=+，得关系式⎪⎩⎪⎨⎧-='+='yx y y x x 33（Ⅱ）设点P （x ，y ）在直线y =x +1上，则其经变换后的点Q （x ′，y ′）满足⎪⎩⎪⎨⎧--='++='1)13(3)31(x y x x 消去x ，得y ′＝（2－3）x ′－23＋2，故点Q 的轨迹方程为y ＝（2－3）x －23＋2．（Ⅲ）假设存在这样的直线，∵平行坐标轴的直线显然不满足条件， ∴所求直线可设为y =kx +b （k ≠0）.解：∵该直线上的任一点P （x ，y ），其经变换后得到的点Q （x ＋3y ，3x －y ）仍在该直线上，∴3x －y ＝k （x ＋3y ）＋b ，即－（3k ＋1）y ＝（k －3）x ＋b ，当b ≠0时，方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-=+-kk k 31)13(无解，故这样的直线不存在. 当b ＝0，由kk k 31)13(-=+-，得3k 2＋2k 3-＝0，解得k ＝33或k ＝3-， 故这样的直线存在，其方程为y ＝33x 或y ＝3-x . 评述：本题考查了复数的有关概念，参数方程与普通方程的互化，变换与化归的思想方法，分类讨论的思想方法及待定系数法等.30.解：由0＜θ＜2π得tan θ＞0．由z ＝3cos θ＋i ·2sin θ，得0＜arg z ＜2π及tan （arg z ）＝32cos 3sin 2=θθtan θ故tan y ＝tan （θ－arg z ）＝θθθθθtan 2tan 31tan 321tan 32tan 2+=+-∵θtan 3＋2tan θ≥26 ∴θθtan 2tan 31+≤126 当且仅当θtan 3＝2tan θ（0＜θ＜2π）时， 即tan θ＝26时，上式取等号. 所以当θ＝arctan26时，函数tan y 取最大值126 由y ＝θ－arg z 得y ∈（2,2ππ-）．由于在（2,2ππ-）内正切函数是递增函数，函数y 也取最大值arctan126． 评述：本题主要考查复数的基本概念、三角公式和不等式等基础知识，考查综合运用所学数学知识解决问题的能力.明考复数实为三角.语言简练、情景新颖，对提高考生的数学素质要求是今后的命题方向.31.解：∵方程x 2＋（4＋i ）x ＋4＋ai ＝0（a ∈R ）有实根b ， ∴b 2＋（4＋i ）b ＋4＋ai ＝0， 得b 2＋4b ＋4＋（b ＋a ）i ＝0，即有⎩⎨⎧=+=++00442a b b b∴⎩⎨⎧-==,22b a得z =a +bi =2－2i ，∴i c c ci i ci z )22(22)1)(22()1(-++=-+=-． 当0≤c ≤1时，复数z （1－ci ）的实部大于0，虚部不小于0， ∴复数z （1－ci ）的辐角主值在［0，2π) 范围内，有arg ［z （1－ci ）］＝arctanc c 2222+-＝arctan （c+12－1），∵0＜c ≤1，∴0≤c+12－1＜1， 有0≤arctan （c +12－1）＜4π， ∴0≤arg ［z （1－ci ）］＜4π．当c ＞1时，复数z （1－ci ）的实部大于0，虚部小于0， ∴复数z （1－ci ）的辐角主值在（23π，2π） 范围内，有arg ［z （1－ci ）］＝2π＋arctanc c 2222+-＝2π＋arctan （c+12－1）．∵c ＞1，∴－1＜c+12－1＜0， 有4π-＜arctan （c+12－1）＜0，∴47π＜arg ［z （1－ci ）］＜2π． 综上所得复数z （1－ci ）（c ＞0）的辐角主值的取值范围为［0，4π)∪（47π，2π）．评述：本题主要考查复数的基本概念和考生的运算能力，强调了考生思维的严谨性. 32.解：设z =a +bi （a ，b ∈R ），则z =a －bi ，代入4z +2z =33+i得4（a +bi ）+2（a －bi ）=33+i .∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2123b a .∴z =2123+i . |z －ω|=|2123+i －（sin θ－i cos θ）| =)6sin(22cos sin 32)cos 21()sin 23(2πθθθθθ--=+-=-+- ∵－1≤sin （θ－6π）≤1，∴0≤2－2sin （θ－6π）≤4.∴0≤|z －ω|≤2.评述：本题考查了复数、共轭复数的概念，两复数相等的充要条件、复数的模、复数模的取值范围等基础知识以及综合运用知识的能力.33.解：由（z 1－2）i =1+i 得z 1=ii+1+2=（1+i ）（－i ）+2=3－i ∵z 2的虚部为2.∴可设z 2=a +2i （a ∈R ） z 1·z 2=（3－i ）（a +2i ）=（3a +2）+（6－a ）i 为实数. ∴6－a =0，即a =6 因此z 2=6+2i ，|z 2|=1022622=+.34.解：由（z －2）i =1+i 得z =ii+1+2=3－i ∴z ′=z ［cos （－4π）+i sin （－4π）］=（3－i ）（2222-i ）=2－22iz ′+2i =2－2i =2（2222-i ）=2（cos 47π+i sin 47π） ∴arg （z 1+2i ）=47π评述：本题考查复数乘法的几何意义和复数辐角主值的概念. 35.解法一：zw +zw 3=zw （1+w 2）=（2321+i ）（2222+i ）（1+i ） =22（1+i ）2（2321+i ）=)2123(2)2321(222i i i +-=+⋅ )65sin 65(cos2ππi += 故复数zw +zw 3的模为2，辐角主值为65π. 解法二：w =2222+i =cos 4π+i sin 4πzw +zw 3=z （w +w 3）=z ［（cos4π+i sin4π）+（cos4π+i sin4π）3］=z ［（cos4π+i sin 4π）+（cos43π+i sin 43π）］=z （i i 22222222+-+） =)2123(22)2321(i i i +-=⨯+)65sin 65(cos 2ππi += 故复数zw +zw 3的模为2，辐角主值为65π.评述：本题主要考查复数的有关概念及复数的基本运算能力. 36.证法一：)6sin()6cos(2123ππ-+-=-=i i z ω=4sin 4cos 2222ππi i +=+于是z ω=cos 12π+i sin 12π，ωz =cos （－12π）+i sin （－12π）.z 2ω3=［cos （－3π）+i sin （－3π）］×（cos43π+i sin 43π）=cos 125π+i sin 125π 因为OP 与OQ 的夹角为125π－（－12π）=2π.所以OP ⊥OQ又因为|OP |=|ωz |=1，|OQ |=|z 2ω3|=|z |2|ω|3=1 ∴|OP |=|OQ |.由此知△OPQ 为等腰直角三角形. 证法二：∵z =cos （－6π）+i sin （－6π）.∴z 3=－i 又ω=4sin 4cos 2222ππi i +=+. ∴ω4=－1于是i z z z z z z z z ===2433232||ωωωωωωωω 由此得OP ⊥OQ ，|OP |=|OQ |故△OPQ 为等腰直角三角形. 37.解：（1）因为z 1、z 2是一个实系数一元二次方程的两个根，所以z 1、z 2是共轭复数. 设z 1=a +bi （a ，b ∈R 且b ≠0），则z 2=a －bi于是（a +bi ）2=（a －bi ），于是⎩⎨⎧-==-bab a b a 222解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=2321b a 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=2321b a∴i z i z i z i z 2321,23212321,23212121+-=--=--=+-=或（2）由z 1=1+mi （m ＞0），z 12=z 2得z 2=（1－m 2）+2mi∴ω=－（1+m 2）+2mi tan θ=－mm m m 12122+-=+由m ＞0，知m +m1≥2，于是－1≤tan θ≤0 又 －（m 2+1）＜0，2m ＞0，得43π≤θ＜π 因此所求θ的取值范围为［43π，π）. 38.解：（Ⅰ）设z =a +bi ，a 、b ∈R ，b ≠0 则w =a +bi +i ba bb b a a a bi a )()(12222+-+++=+ 因为w 是实数，b ≠0，所以a 2＋b 2=1，即|z |=1.于是w =2a ，－1＜w =2a ＜2，－21＜a ＜1， 所以z 的实部的取值范围是（－21，1）. （Ⅱ）i a bb a bi b a bi a bi a z z u 1)1(2111112222+=++---=++--=+-=. 因为a ∈（－21，1），b ≠0，所以u 为纯虚数. （Ⅲ）1212112)1(12)1(222222++-=+--=+-+=++=-a a a a a a a a a b a u w .3]11)1[(2-+++=a a . 因为a ∈（－21，1），所以a +1＞0， 故w －u 2≥2·211)1(+⋅+a a －3=4－3=1. 当a +1=11+a ，即a =0时，w －u 2取得最小值1. 39.解：由|z 1＋z 2|=1，得（z 1+z 2）（21z z +）=1，又|z 1|=|z 2|=1，故可得z 12z +1z z 2=－1，所以z 12z 的实部=1z z 2的实部=－21.又|1z z 2|=1，故1z z 2的虚部为±23， 1z z 2=－21±23i ，z 2=z 1)2321(i ±-. 于是z 1+z 1i i 2321)2321(+=±-， 所以z 1=1，z 2=i 2321+-或z 1=i 2321+-，z 2=1. 所以⎪⎩⎪⎨⎧+-==i z z 2321121，或⎪⎩⎪⎨⎧=+-=1232121z i z 40.解法一：z 2+z =（cos θ+i sin θ）2+cos θ+i sin θ=cos2θ+i sin2θ+cos θ+i sin θ =2cos 23θcos 2θ+i ·2sin 23θcos 2θ=2cos 2θ（cos 23θ+i sin 23θ） =－2cos 2θ［cos （π+23θ）+i sin （π+23θ）］ ∵θ∈（π，2π），∴2θ∈（2π，π），∴－2cos 2θ＞0 ∴复数z 2+z 的模为－2cos 2θ，辐角为2k π+π+23θ（k ∈Z ） 解法二：z 2+z =z （1+z ）=（cos θ+i sin θ）（1+cos θ+i sin θ）=（cos θ+i sin θ）（2cos 22θ+i ·2sin 2θcos 2θ） =2cos 2θ（cos θ+i sin θ）（cos 2θ+i sin 2θ）=2cos 2θ（cos 23θ+i sin 23θ） 以下同解法一.41.解法一：如图12—3，设Z 1、Z 3对应的复数分别为z 1、z 3，则由复数乘除法的几何意义有z 1＝21z 2［cos （4π-）＋i sin （4π-）］ ＝i i i 213213)2222)(31(21-++=-+z 3＝i i i i z 231231)2222)(31(21)4sin 4(cos 212++-=++=+ππ． 注：求出z 1后，z 3＝iz 1＝i 231231++- 解法二：设Z 1、Ｚ3对应的复数分别是z 1、z 3，根据复数加法和乘法的几何意义，依题意得⎩⎨⎧=-=+213231iz z z z z z ∴z 1＝21z 2（1－i ）＝21（1－3i ）（1－i ）＝213231-++i z 3＝z 2－z 1＝（1＋3i ）－（213231-++i ）＝231231++-i 评述：本题主要考查复数的基本概念和几何意义，以及运算能力.此题以复平面上的简单几何图形为背景，借以考查复数的向量表示与复数运算的几何意义等基本知识，侧重概念、性质的理解与掌握，以及运算能力和转化的思想，对复数教学有良好的导向作用.42.解：（Ⅰ）由z =1+i ，有w =（1+i ）2＋3（1－i ）－4=－1－i ，所以w 的三角形式是2（cos ππ45sin 45i +） （Ⅱ）由z =1+i ，有ii a b a i i b i a i z z b az z )2()(1)1()1()1()1(12222+++=++-+++++=+-++ ＝（a ＋2）－（a ＋b ）i由题设条件知，（a +2）－（a +b ）i =1－i .根据复数相等的定义，得⎩⎨⎧-=+-=+1)(12b a a 解得⎩⎨⎧=-=21b a 所以实数a ，b 的值分别为－1，2.评述：本题考查了共轭复数、复数的三角形式等基础知识及运算能力.43.解：因为w 为复数，arg w ＝π43，所以设w =r （cos π43＋i sin π43）， 则R,])4(4[22)4)(1(22)4)(2222(1]4)23sin 23(cos )[43sin 43(cos 14)(222222∈-++=-+=---=---=-i r r ri r i r i r i r i r i r w w ππππ，从而4－r 2＝0，得r =2.因此w ＝2（cos )43sin 43ππi +＝－2＋2i ． ●命题趋向与应试策略1.由于复数内容在新的教学大纲中已被列为选学内容，所以近几年复数部分在高考中考查的难度与题量都呈下降趋势.2.本章内容在高考中，以选择题和解答题为主.选择题主要考查：（1）复数的概念，包括虚数、纯虚数、复数的实部和虚部、复数的模、辐角主值、复数相等、共轭复数等概念.（2）复数代数形式与三角形式的基本运算，包括复数的四则运算，乘方、开方运算，代数形式与三角形式的互化及基本运算的技能与技巧等.（3）复数的几何意义，特别是复数乘法的几何意义——向量旋转，复数运算的几何意义在平面图形中的应用等.在高考中常见的类型有：（1）与基本计算有关的问题；（2）与复数模的最值有关的问题；（3）与复数几何意义有关的问题.解答题主要考查：（1）在复数集中解一元二次方程和二项方程.（2）复数的三角运算.（3）复数与代数、几何、三角的综合性知识运用.在高考中常见的类型有：（1）解复数方程的问题；（2）求复数的模和辐角主值的问题；（3）复数与代数几何、三角相关联的综合性问题.从上述我们可以看到高考常以考查复数运算为主，估计这一命题趋势还将继续下去.3.坚持全面复习与重点复习相结合.由于目前试题多以中低档题目出现，难度不大，但涉及面广，对基本问题掌握的熟练程度要求较高，所以对基本问题不能放松要求.复数的三角形式问题是重点内容.首先，应熟练地确定复数的三角形式、复数的模与辐角主值、复数三角形式的结构特征.其次，要准确把握复数三角形式的运算特点，恰当选择运算形式.4.重视复数与相关知识的联系.①复数问题可以转化成三角问题，②复数问题转化为实数范围内的代数问题，③复数问题转化成平面几何问题.在复习过程中，就充分利用相关知识，实现问题的转化.如求模的最值问题可采用以下思考方法：①转化为求三角函数式的最值问题，②转化为实数范围内的最值，③利用模为实数这一性质，||z 1|－|z 2||≤|z 1±z 2|≤|z 1|＋|z 2|，④转化为平面几何问题.随着观察分析角度的不同，产生不同的解题思路和方法，提高学生对算理算法的合理运用的水平.5.强调数学思想方法的训练：（1）转化思想：要求学生在全面理解掌握复数知识的同时，善于将复数向实数转化，将复数向几何、三角转化.（2）分类讨论思想：分类讨论是一种重要的解题策略和方法，它能使复杂的问题简单化，复数考题中经常用到这种分类讨论思想.（3）数形结合思想：运用数形结合思想处理复平面问题是高考考查的热点之一，应引起注意.注：凡标有※的题目都与2003年高考考试说明不符合，复数的三角形式及其运算都已删除.仅供读者自己运用.。