沪教版高中数学高二下册第十三章13.1复数的概念 课件
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§13.1复数的基本概念[教学目标]1、知道数集扩展的意义及扩展的基本原理;掌握虚数单位i 的意义,掌握复数及其有关概念;掌握两复数相等的充要条件;2、从一元二次方程中引出复数的概念,介绍数集的发展。
3、体会数学内部的矛盾和运动对数学发展的作用。
[教学重点和难点] 虚数单位i 的意义 [教学过程]一、数集的扩展在自然数集中,方程a x b +=并不总能求解,添加负数成为整数集Z ; 在整数集Z 中,方程ax b =并不总能求解,添加分数成为有理数集Q ;在有理数集Q 中,方程220x -=没有解,添加无理数成为实数集R ; 在实数集R 中,方程210x +=没有解,添加虚数单位i 成为复数集C ,使得此方程有解。
i 叫做虚数单位,并规定: (1)21i =- ; (特定的字母 i R ∉)(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有的加、乘运算律仍然成立 2()1i -=-Q ,所以-1的平方根为i ±i =±)二、对i 与实数的运算(同x 的运算)三、复数的引入及相关概念 1、形如(,)z a bi a b R =+∈的数,我们把它们叫做复数. 复数a +bi (a , b ∈R )由两部分组成,实数a 称为复数z 的实部,记作Re z a =;实数b 称为复数z 的虚部,记作Im z b =例1、指出下列复数的实部和虚部 (1)134z i =-;(2)2z =;(3) 3cos sin z i θθ=+;(4)4z 2、对于复数(,)z a bi a b R =+∈当b =0时,z a =就是实数, 当b ≠0时,z a bi =+是虚数,其中a =0且b ≠0时z bi =称为纯虚数。
例2、已知复数22(1)(2)()z m m m i m R =-+--∈,当m 取何值时,z 是:(1)实数;(2)虚数;(3)春虚数;(4)0?解:(1)2201,2m m m orm --=⇒=-= (2)2101m m -=⇒=±(,)z a bi a b R =+∈ 叫做代数式实部和虚部都是实数注意:a =0仅是复数z a bi =+ 为纯虚数的必要条件,若a =b =0,则a +bi =0是实数(3)2210120m m m m ⎧-=⇒=⎨--≠⎩ (4)2210120m m m m ⎧-=⇒=-⎨--=⎩ 练习1.当m 为何实数时,复数z =2223225m m m ---+(m 2+3m -10)i ;(1)是实数;(2)是虚数;(3)是纯虚数.解:(1)即223100250m m m ⎧+-=⎨-≠⎩,解得m =2,∴ m =2时,z 为实数。
学年上海市高二下学期数学复数的几何意义及复数集内的方程【学习要点】1.复平面:树立直角坐标系用来表示双数的平面叫做复平面,x 轴、y 轴区分叫 做实轴和虚轴,原点表示双数0,表示实数的点都在x 轴上,表示纯虚数的点 都在y 轴上.2.双数的向量表示:设双数=z )(R b a bi a ∈+、在复平面内对),(b a z 应点,连 结OZ ,那么向量→oz 表示双数bi a z +=,且规则相等的向量表示同一个双数.3.双数=z )(R b a bi a ∈+、的模就是其在复平面内所对应的点),(b a Z 到坐标原 点的距离.4.设双数bi a z +=1,di c z +=2),,,(R d c b a ∈在复平面上所对应的向量区分是 ),(1b a OZ =→,),(2d c OZ =→,那么i d b c a z z )()(21+++=+,),(21d b c a OZ OZ ++=+→→.两个双数21,z z 和的几何意义可以在复平面上用平行四边形法那么解释.5.关于一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax ,事先0<∆,方程有两个相互共轭的虚数根i ab ac a b x 2422-±-=.而且这两个根异样满足韦达定理. 6.共轭虚根定理:假设虚数z 是实系数一元n 次方程0111a x a x a x a n n n n ++⋅⋅⋅++-- 0=)0,,(10≠∈⋅⋅⋅n n a R a a a 的根,那么z 也是这个方程的根.【例题解说与训练】例1.R a ∈,请判别双数i a a a a z )22(4222+--+-=在复平面上对应的点Z 在第几象限?〖变式训练1〗1.双数i R m ii m z ,(212∈+-=为虚数单位〕在复平面上对应的点不能够位于〔 〕 (A)第一象限 〔B)第二象限 〔C)第三象限 〔D)第四象限2.假定)45,(ππθ∈,那么双数i )cos (sin )sin (cos θθθθ-++在复平面内所对应的点在( )(A)第一象限 〔B)第二象限〔C)第三象限 〔D)第四象限3.设C z ∈,假定2z 为纯虚数,那么z 在复平面上的对应点落在〔 〕 (A)实轴上 〔B)虚轴上 〔C)直线)0(≠±=x x y 上 〔D)以上都不对 例2.设双数),(R y x yi x z ∈+=在复平面上所对应的点是z ,画出满足以下条 件的点z 的集合所表示的图形.〔1〕2Re ≤z ,1Im <z ; 〔2〕 2Im Re ,2=+≤z z z〖变式训练2〗1.设双数),(R y x yi x z ∈+=在复平面上所对应的点是z ,画出满足以下条 件的点z 的集合所表示的图形.(1)32≤<z ; 〔2〕2≤z ,1Im ≥z . 2.向量→AB 对应的双数为i +1,假定A 点坐标为)3,1(,那么B 点坐标为 .3.假定双数)(R a i a z ∈+=与它的共轭双数z 所对应的向量相互垂直,那么a 的值为例3.双数1z 、2z 满足121==z z ,且221=+z z ,求证:221=-z z . 〖变式训练3〗1.假定双数双数1z 、2z 满足121==z z ,且321=+z z ,那么21z z -= .2.假定双数双数1z 、2z 满足12121=-==z z z z ,那么21z z += .3.在复平面上,正方形ABCD 的两个顶点B A ,对应的双数区分为i 21+,i 53-. 求另外两个顶点D C ,对应的双数.例4.假定双数z 满足11=+-i z ,求z 的最大值和最小值.〖变式训练4〗1.假定C z ∈,且11=-+i z ,求i z 22--的最大值;2.假定C z ∈,且22≤++i z ,求z 的最大值;3.假定双数z 满足411=-++z z ,求1-z 的最大值和最小值.例5.121==z z ,i z z 232121+=+,求双数1z 、2z . 〖变式训练5〗1.双数1z 、2z 满足171+=z ,172-=z ,且421=-z z ,求21z z 与21z z +的值.2.双数z 满足2=z ,2z 的虚部为2,设z 、2z 、2z z -在复平面上的对应点区分为A 、B 、C ,求ABC ∆的面积.3.1=z ,且15=+z z ,求双数z .例6.关于x 的方程),(02R b a b ax x ∈=++的一个根为i 43+,求a ,b 的值.〖变式训练6〗1.方程0142=++mx x )(R m ∈,那么结论正确的选项是〔 〕(A )方程的两根互为共轭双数〔B 〕方程的两根互为共轭双数,那么0=m〔C 〕假定x 为方程的一个虚根,那么x 也为方程的根〔D 〕假定0<m ,那么方程的两根一定为正数2.在双数集内分解因式:(1)012=+-x x ; 〔2〕44-x .3.i 21-是实系数方程02=++q px x 的一个虚根,求q p +的值.例7.关于x 的方程012=+-px x )(R p ∈的两个根为1x 、2x ,假定121=-x x , 务实数p 的值.〖变式训练7〗1.关于x 的方程052=++m x x )(R m ∈的两个根为1x 、2x ,且321=-x x , 求m 的值.2.关于x 的方程03222=-++a a ax x 至少有一个模为1的双数根,务实数a值.3.关于x 的方程01)1(6322=++--m x m x 的两根21,x x 满足221=+x x ,务实数m 的值.例8.假定关于x 的方程02)1(2=++--i m x i x 有实数根,务实数m 的值及方程的根.〖变式训练8〗1.假定关于x 的方程02)2(2=++++ki x i k x 有实数根,求此实根及实数k 的值.2.关于x 的方程0)2(22=+-+i kx k k x )(R k ∈有一个纯虚数根,求k 的值.3.关于x 的方程0342=+++i zx x 有实数根,求双数z 的模的最小值. 例9.方程0654613223=-+-x x x 有一个根是i 32-,求该方程其他的根.〖变式训练9〗1.方程024*******=-+-+-x x x x x 有两个根1和i ,求方程其他的根.2.解关于x 的方程0)2(652=-++-i x x x .3.z 为双数,假定关于z 的方程01=+++i z a z 有解,务实数a 的取值范围.。