高考数学复习点拨 实数问题在复数范围内的求解策略
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实数问题在复数范围内的求解策略
1、将实数作为复数集中的特殊元素
实数集是复数集的真子集,所以实数可以作为复数的一种特例,将实数问题放在更一般
的复数范围内。
例1 解不等式:|3||1|ixixRx
分析:如图1,考虑Cx,则在复平面上,方程
|)3(||)1(|iziz
表示以(1,1)、(3,-1)为端点的
线段的垂直平分线,而|z-(1+i)||z-(3-i)|则表示此直
线及以上部分,Rz,对应的点在实轴上,数形结合,
可得2x。
例2 解不等式16|10||2|xx )(Rx
分析:如图2,在复数范围内,方程|z+2|+|z-10|=16,
)(Cz
表示以(-2,0)、(10,0)为焦点,长轴长为16的椭圆,
这个椭圆的中心为(4,0)长轴的两个端点为(-4,0),(12,
0),故不等式16|10||2|zz表示这个椭圆的内部和边
界,当z为实数时的对应点在实轴上,数形结合可知
124x
。
2.将实数作为复数的实部或虚部
复数的实部、虚部均为实数,所以,一些实数可以看作复数的实部或虚部,
按复数的运算法则进行运算。
例3 证明: ,21119cos117cos115cos113cos11cos
,22cot21119sin117sin115sin113sin11sin
分析:根据需证式子的特征,其中每一项与复数的三角形相当,可设
11sin11
cosiz
,则问题可转化为证明复数9753zzzzz的实部与虚部
分别为21与22cot。又
112sin11
2
cos1)11sin11(cos)11sin11(cos1)1(112109753iiizzzzzzzz
22cot2121)22cos22
(sin11sin22cos)112sin()112cos(1111sin11cosi
i
i
所以,,21119cos117cos115cos113cos11cos
,22cot21119sin117sin115sin113sin11sin
3.将非负实数作为复数的模
复数的模为非负实数,所以,一些非负实数特别是具备了平方和的形式,可
以看作一个复数的模,利用复数模的性质来解决。
例4 已知: 2222cossinsincosyxByxARBAyx,,、、、
求证:2222BAyx
分析:构造复数yixzBiAz21,,则问题转化为证明||||21zz,而
|)cossin(sincos|||22221iyxyxz
|sincos||sin)(cos)(222222izzxiyyix
||sin||cos|||sin||cos|222222222zzzizz
故问题得证。
例5 对于Rx,求函数1122xxxxy的值域。
分析:原函数可变形为)23()21()23()21(222xxy构造复数
ixz23)21(1
,ixz23)21(2所求函数值域问题转化为求||||21zz的
范围问题。由,1||||||||2121zzzz(当且仅当)0(21kkzz时取等号,上
式等号不能成立)11y