高中数学2-2复数总结(概念+例题)
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一 知识结构图
二 主要知识点
1、基本概念
⑴复数的单位为i,它的平方等于-1,即1i2.
⑵复数及其相关概念:
① 复数—>形如a + bi的数(其中Rba,);
② 实数—>当b = 0时的复数a + bi,即a;
③ 虚数—>当0b时的复数a + bi;
④ 纯虚数—>当a = 0且0b时的复数a + bi,即bi.
⑤ 复数a + bi的实部与虚部—a叫做复数的实部,b叫做虚部(注意a,b都是实数)
⑥ 复数集C—全体复数的集合,一般用字母C表示.
整 数有 理 数实数(0)分 数复 数(,)无理数(无限不循环小数)纯 虚 数(0)虚 数(0)非 纯 虚 数(0)babiabRaba
⑶两个复数相等的定义:
00babiaRdcbadbcadicbia)特别地,,,,(其中,且.
⑷两个复数,如果不全是实数,就不能比较大小.
*若Ccba,,,则0)()()(222accbba是cba的必要不充分条件.(当22)(iba,
0)(,1)(22accb时,上式成立)
2、复数与坐标、方程
⑴复平面内的两点间距离公式:21zzd. 定 义
代数形式
四则运算 几何意义 数系的扩充
复数的概念
复数的运算 复 数 其中21zz,是复平面内的两点21zz和所对应的复数,21zzd和表示间的距离.
由上可得:复平面内以0z为圆心,r为半径的圆的复数方程:)(00rrzz.
⑵曲线方程的复数形式:
①00zrzz表示以为圆心,r为半径的圆的方程.
②21zzzz表示线段21zz的垂直平分线的方程.
③212121202ZZzzaaazzzz,)表示以且(为焦点,长半轴长为a的椭圆的方程(若212zza,此方程表示线段21ZZ,).
④),(2121202zzaazzzz表示以21ZZ,为焦点,实半轴长为a的双曲线方程(若212zza,此方程表示两条射线).
⑶绝对值不等式:
设21zz,是不等于零的复数,则
①212121zzzzzz.
左边取等号的条件是),且(012Rzz,右边取等号的条件是),(012Rzz.
②212121zzzzzz.
左边取等号的条件是),(012Rzz,右边取等号的条件是),(012Rzz.
注:nnnAAAAAAAAAA11433221.
3. 共轭复数的性质:
zz 2121zzzz
azz2,i2bzz(za + bi) 22||||zzzz
2121zzzz 2121zzzz
2121zzzz(02z) nnzz)(
4、复数的四则运算
若两个复数z1=a1+b1i,z2=a2+b2i,
(1)加法:z1+z2=(a1+a2)+(b1+b2)i;
(2)减法:z1-z2=(a1-a2)+(b1-b2)i; )(,0321Zniiiinnnn(3)乘法:z1·z2=(a1a2-b1b2)+(a1b2+a2b1)i;
(4)除法:11212211222222()()zaabbababizab;
(5)四则运算的交换率、结合率;分配率都适合于复数的情况。
(6)复数的乘方
①复数的乘方:)(...Nnzzzzznn
②对任何z,21,zzC及Nnm,有
③nnnnmnmnmnmzzzzzzzzz2121)(,)(,
注:①以上结论不能拓展到分数指数幂的形式
②在实数集成立的2||xx. 当x为虚数时,2||xx,所以复数集内解方程不能采用两边平方法.
5.常用的结论:
(1)1,,1,,143424142nnnniiiiiii
(2)若是1的立方虚数根,即i2321,则 .
6、复数z是实数及纯虚数的充要条件:
①zzRz.
②若0z,z是纯虚数0zz.
7、复数的三角表示:
⑴复数的三角形式:)sin(cosirz.
⑵复数的代数形式与三角形式的互化:
)sin(cosirbia,22bar,rbrasin,cos )(0,01,1,,121223Znnnniiiiiiii11,11,2)1(2
三 典型例题
例1、已知集合M={1,immmm)65()13(22},N={1,3},M∩N={1,3},则实数m的值为( B )
(A) 4 (B)-1 (C)4或-1 (D)1或6
*复数与集合相联系
例2、复数Z与点Z对应,21,ZZ为两个给定的复数,21ZZ,则21ZZZZ决定的Z的轨迹是( B )
(A)过21,ZZ的直线 (B)线段21ZZ的中垂线
(C)双曲线的一支 (D)以Z21,Z为端点的圆
*复数的几何表达
例3、对于两个复数i2321,i2321,有下列四个结论:①1;②1;③1;④133,其中正确的结论的个数为( B )
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
*考察常用结论
例4、已知虚数(2)xyi(,xyR)的模为3,则yx的最大值是 3,11yx的最小值为6213.
*通过复数考最值
例5、已知复数z满足: 13,ziz求22(1)(34)2iiz的值
解:已知1221xixZ,iaxZ)(22对于任意实数x,都有21ZZ恒成立,试求实数a的取值范围
1111||||||||,||,1||222424222121242241aaxaxxxZZZZaxZxxZ
*判断复数是实数还是叙述、复数计算、复数解方程
例6、设复数)3(log)1(log212mimz,其中m为实数,若z为虚数,则m的取值范围是_______
答案:(-1,2)∪(2,3) 例7、若R,则复数iz)cos(sin)sin(cos2在复平面内对应的点组成的图像是_______
答案:中点在原点,交点在x轴上,长轴长24,短轴长22的椭圆
例8、在复数范围内解方程ix82
解:设22)(biaxbiax则==》iabiba8222
ixix2222或
例9、i为虚数单位,设nniixf)(,n为非零实数,则f(x)能取到的值有( )个
答案:3
例10、复数z=a+bi,baz且,3|| 画出图像