内容正文:
§11.1 数系的扩充与复数的概念
一、知识导学
1. 复数:形如
的数(
EMBED Equation.3 ),复数通常有小写字母
表示,即
,其中
叫做复数的实部、
叫做复数的虚部,
称做虚数单位.
2. 分类:复数
(
EMBED Equation.3 )中,当
时,就是实数;除了实数以外的数,即当b
时,
叫做虚数;当
,b
时,叫做纯虚数.
3. 复数集:全体复数所构成的集合.
4. 复数相等:如果两个复数
与
的实部与虚部分别相等,记作:
=
.
5. 复平面、实轴、虚轴:建立直角坐标系来表示复数的平面.在复平面内,
轴叫做实轴,
轴叫做虚轴.
6. 复数的模:设
=
,则向量
的长度叫做复数
的模(或绝对值),记作
.
(1)
;
(2)
=
;
(3)
;
7.共扼复数:如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则这两个复数互为共扼复数.
二、疑难知识导析
1.两个实数可以比较大小,而不全是实数的两个复数不能比较大小
2.
则
,而
,则
不一定成立,如
时
;
3.
,而
则
不一定成立;
4.若
EMBED Equation.3 不一定能推出
;
5.若
,则
=
,但若
则上式不一定成立.
三、经典例题导讲
[例1]两个共扼复数的差是( )
.实数
.纯虚数
.零
.零或纯虚数
错解:当得到
时就错误的选B,忽略了b可以为零的条件.
正解:设互为共扼的两复数分别为
及
则
或
当
时,
,
为纯虚数
当
时,
,
,因此应选D.
注:要认真审题,看清题设条件,结论. 学会全面辩证的思考问题,准确记
忆有关概念性质.
[例2]判断下列命题是否正确
(1)若
, 则
(2)若
且
,则
(3)若
,则
错解:(1)认为任何一个实数的平方大于零可推广到复数中,从而(1)是正
确的
(2)认为两实数之差大于零等价于前一个大于后一个实数,也可推到复
数中来.认为两复数差为实数则这两个复数也为实数.而认为命题(2)是正确的.
(3)把不等式性质错误的推广到复数中,忽略不等式是在实数中成立的
前提条件.
正解:(1)错,反例设
则
(2)错,反例设
,
,满足
,但
EMBED Equation.3
不能比较大小.
(3)错,
,
,故
,
都是虚数,不能比较大小.
[例3]实数
分别取什么值时,复数
是(1)实数;
(2)虚数;(3)纯虚数.
解:实部
,虚部
.
(1)当 时,
是实数;
(2)当 ,且 时,
是虚数;
(3) 当 或 时是纯虚数.
[例4] 设
,当
取何值时,
(1)
; (2)
.
分析:复数相等的充要条件,提供了将复数问题转化为实数问题的依据,这是解复数问题常用的思想方法,这个题就可利用复数相等的充要条件来列出关于实数 的方程,求出 的值.
解:(1)由可得:
解之得
,
即:当 时
(2)当 可得:
或 ,即 时
.
[例5]
是两个不为零的复数,它们在复平面上分别对应点P和Q,且
,证明△OPQ为直角三角形(O是坐标原点),并求两锐角的度数.
分析 本题起步的关键在于对条件
的处理.等式左边是关于
的二次齐次式,可以看作二次方程求解,也可配方.
解:由
(,不为零),
得
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
即向量
与向量
的夹角为
,
在图中,
,又
,设
,
在△OPQ中,由余弦定理
△OPQ为直角三角形,
.
四、典型习题导练
1. 设复数z满足关系
,那么z等于( ).
A. B. C. D.
2.复数系方程
有实数根,则这个实数是
.
3. 实数m取何值时,复数是(1)纯虚数;(2)在复平面上的对应点位于第二象限.
4.已知
且
求复数
5.设复数
满足
且
在复平面上对应的点在第二象限、四象限的角平分线上,
求
的值
$$ §11.2 复数的运算
一、知识导学
1.复数加、减法的几何意义
(1)加法的几何意义
复数
是以
、
为两邻边的平行四边形对角线
所对应的复数.
(2)复数减法的几何意义
复数
是连接向量
、
的终点,并指向被减数的向量
所对应的复数.
2. 重要结论
(1) 对复数z 、
、
和自然数m、n,有
,
,
(2)
,
,
,
;
,
,
,
.
(3)
,
EMBED Equation.3 ,
.
(4)设
,
,
,