2018年高考数学一轮复习专题5.5数系的扩充和复数的引入(讲)

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第05节 数系的扩充和复数的引入 【考纲解读】 考 点 考纲内容 5年统计 分析预测

数系的扩充和复数的引入 1.理解复数的定义、复数的模和复数相等的概念. 2.了解复数的加、减运算的几何意义. 3.掌握复数代数形式的四则运算.

2013•浙江文2,理1; 2014•浙江文11;理2; 2017•浙江12.

1.以考查复数的运算(特别是乘法)为主,基本稳定为选择题或填空题,为容易题; 2.从各地高考命题看,考查复数的运算、概念相结合,复数的运算与复数的几何意义相结合,命题比较灵活,题型稳定,均为容易题. 3.备考重点: 理解有关概念是基础,掌握复数代数的四则运算法则是关键,熟、快、准是得分的保障.

【知识清单】 1.复数的有关概念及性质 1.虚数单位为i,规定:i2=-1,且实数与它进行四则运算时,原有的加法、乘法的运算律仍然成立. 2.复数的概念 形如:a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a叫做复数的实部,b叫做复数的虚部. ①当b=0时,复数a+bi为实数; ②当b≠0时,复数a+bi为虚数; ③当a=0且b≠0时,复数a+bi为纯虚数. 3.复数相等的充要条件 a+bi=c+di(a,b,c,d∈R)⇔ a=c且b=d,特别地,a+bi=0⇔ a=b=0. 4.共轭复数:一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数,复数z的共轭复数记作z. 5. 复数的模 向量OZ→的模r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模,记作|z|或||a+bi.即||z=||a+bi=r=a2+b2(r≥0,r∈R). 对点练习:

【2017浙江台州4月一模】已知复数的实部为1,则_________,__________. 【答案】 1 【解析】 ,实部 ,所以 , . 2.复数的几何意义 1.z=a+bi(a,b∈R)与复平面上的点Z(a,b)、平面向量OZ→都可建立一一对应的关系(其中O是坐标原点). 2.复平面内,实轴上的点都表示实数;虚轴上的点除原点外都表示纯虚数.

对点练习: 【2016高考新课标2理数】已知(3)(1)izmm在复平面内对应的点在第四象限,则实数m的取值范围是( ) (A)(31), (B)(13), (C)(1,)+ (D)(3)-, 【答案】A

3.复数的四则运算 1.复数的加、减、乘、除的运算法则 设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则 (1)z1±z2=(a±c)+(b±d)i; (2)z1·z2=(ac-bd)+(ad+bc)i;

(3)z1z2=ac+bdc2+d2+bc-adc2+d2i (z2≠0). 2. 22|z|||zzz. 对点练习: 【2017浙江,12】已知a,b∈R,2i34iab()(i是虚数单位)则22ab ,ab= . 【答案】5,2

【解析】由题意可得22234ababii,则2232abab,解得2241ab,则225,2abab

【考点深度剖析】 从近几年高考命题看,复数往往有一道选择题或填空题,属于容易题.主要考查的方向有两个,一是复数的概念及运算,如复数的实部、虚部、纯虚数、复数的相等、共轭复数等概念以及复数的运算;二是复数的几何意义及其应用,如复数对应的点的位置(坐标),复数与方程的综合问题等.偶有与其它知识综合的简单题,以考查复数的运算居多. 【重点难点突破】

考点1 复数的有关概念及性质 【1-1】下列命题中: (1)在复数集中,任意两个数都不能比较大小; (2)若z=m+ni(m,n∈C),则当且仅当m=0,n≠0时,z为纯虚数; (3)若(z1-z2)2+(z2-z3)2=0,则z1=z2=z3; (4)x+yi=1+i⇔x=y=1; (5)若实数a与ai对应,则实数集与纯虚数集一一对应. 其中正确命题的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3

【答案】A 【解析】

(4)只有当x,y∈R时命题才正确. (5)若a=0,则0·i=0不是纯虚数.故选A.

【1-2】(1)i是虚数单位,若复数a-103-i(a∈R)是纯虚数,则a的值为( ) A.-3 B.-1 C.1 D.3 (2)若3+bi1-i=a+bi(a,b∈R,i是虚数单位),则a+b=________. 【答案】(1)D;(2)3. 【解析】(1)复数a-103-i=a-10(3+i)10=(a-3)-i为纯虚数,∴a-3=0,∴a=3.故选D. (2)由已知得3+bi=(1-i)(a+bi)=(a+b)+(b-a)i,根据复数相等的定义可得

a+b=3,b-a=b, ∴a+b=3.故填3.

【领悟技法】 (1)2i1中的负号易忽略.

(2)对于复数m+ni,如果m,n∈C(或没有明确界定m,n∈R),则不可想当然地判定m,n∈R. (3)对于a+bi(a,b∈R)为纯虚数的充要条件,只注意了a=0而漏掉了b≠0.

【触类旁通】 【变式一】【2017浙江嘉兴测试】已知复数21aii(i是虚数单位)是纯虚数,则实数a( ) A.-2 B.-1 C.0 D.2 【答案】A

【变式二】已知i为虚数单位,aR,若2iai为纯虚数,则复数22zai的模等于( ) A.2 B.3 C.6 D.11 【答案】B

【解析】设2iaibi,则babii2,故12abb,解之得21a,则iz21,故3||z,应选B.

考点2 复数的几何意义

【2-1】【2017浙江模拟】当时,复数在平面上对应的点位于 A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限 【答案】D 【解析】0,m-1<0,点在第四象限. 【2-2】已知A,B是锐角三角形的两内角,则复数(sinA-cosB)+(sinB-cosA)i在复平面内对应的点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限

【答案】A

即sinA-cosB>0.同理可得,sinB-cosA>0.故选A. 【领悟技法】 复数的几何意义

(1) (其中a,b∈R). (2)||z表示复数z对应的点与原点的距离. (3)||z1-z2表示两点的距离,即表示复数z1与z2对应的点的距离. 【触类旁通】 【变式一】已知i为虚数单位,在复平面内,复数321ii对应的点所在的象限是( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 【答案】D

【解析】3213215=1112iiiiiii,在第四象限. 【变式二】复数22izi(其中i为虚数单位)的共轭复数在复平面内对应的点所在象限为( ) 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】因5435)2(222iiiiz,故543iz在第一象限,应选A. 考点3 复数的代数运算 【3-1】复数232iizi的实部与虚部之和为( ) A.-3 B.4 C.3 D.-11 【答案】D 【解析】

【3-2】【2017浙江嘉兴、杭州、宁波等五校联考】若复数z满足232zzi,其中i为虚数单位,则z=( ) A. 12i B. 12i C. 12i D. 12i 【答案】B 【解析】设zabizabi,所以22332zzabiabiabii ,所以33,21,2abab ,所以选B. 【领悟技法】 复数的加、减法运算中,可以从形式上理解为关于虚数单位“i”的多项式合并同类项,复数的乘法与多项式的乘法相类似,只是在结果中把2i换成-1.复数除法可类比实数运算的分母有理化.复数加、减法的几何意义可依平面向量的加、减法的几何意义进行理解.

【触类旁通】 【变式一】【2017浙江高考模拟】已知复数1izi,其中i为虚数单位,则z ( ) A.12 B.22 C.2 D.2 【答案】C. 【解析】由题意得,1zi,∴||2z,故选C. 【变式二】【2016高考新课标3理数】若i12z,则4i1zz( ) (A)1 (B) -1 (C)i (D) i 【答案】C

【易错试题常警惕】 易错典例:已知复数3412izi(i为虚数单位),则复数z的共轭复数的虚部为( ) A.25i B.25i C.45 D.25 易错分析:(Ⅰ)共轭复数的概念不清;(Ⅱ)分式中分母实数化过程中,分子分母同乘分母的共轭复数出错.

正确解析:34112125iizi,所以1125iz,虚部为25,选D. 温馨提醒: 1.在进行复数的运算时,不能把实数集的运算法则和性质照搬到复数集中来,如下面的结论,当z∈C时,不是总成立的:(1)(zm)n=zmn(m,n为分数);(2)若zm=zn,则m=n(z≠1);(3)若z21+z22=0,则z1=z2=0.

2.注意利用共轭复数的性质22|z|||zzz,将zz转化为||z2,即复数的模的运算,常能使解题简捷. 【学科素养提升之思想方法篇】 数形结合百般好,隔裂分家万事休——数形结合思想 我国著名数学家华罗庚曾说过:"数形结合百般好,隔裂分家万事休。""数"与"形"反映了事物两个方面的属性。我们认为,数形结合,主要指的是数与形之间的一一对应关系。数形结合就是把抽象的数学语言、数量关系与直观的几何图形、位置关系结合起来,通过"以形助数"或"以数解形"即通过抽象思维与形象思维的结合,可以使复杂问题简单化,抽象问题具体化,