内容正文:
§10.2 复数的运算
§10.2.1 复数的加法与减法
学业标准
学科素养
1.掌握复数的加减法运算法则,能熟练地进行复数的加减运算.
2.理解复数加减法运算的几何意义,并能应用其解决相关的问题.(重点、难点)
1.通过复数的加法与减法的学习,提升数学运算核心素养.
2. 通过复数加法和减法运算几何意义的学习,培养直观想象、数学抽象核心素养.
[教材梳理]
◇导学1 复数的加法与减法运算
[问题1] 多项式的加减实质是合并同类项,类比想一想复数如何加减?
[提示] 两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减),即(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i.
[问题2] 复数的加法满足交换律和结合律吗?
[提示] 满足.
[问题3] 利用问题1的结果试说明复数加法满足交换律.
[提示] z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,
z2+z1=(c+di)+(a+bi)=(c+a)+(d+b)i,
∴z1+z2=z2+z1.
◎结论形成
复数的加法与减法
(1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则z1+z2=(a+c)+(b+d)i,z1-z2=(a-c)+(b-d)i.
(2)加法运算律:
设z1,z2,z3∈C,有①交换律:z1+z2=z2+z1;②结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
◇导学2 复数加减法的几何意义
[问题1] 如图1,2分别与复数a+bi,c+di对应.
试写出1,2及1+2,1-2的坐标.
[提示] 1=(a,b),2=(c,d),1+2=(a+c,b+d),1-2=(a-c,b-d).
[问题2] 向量1+2,1-2对应的复数分别是什么?
[提示] 向量1+2对应的复数是(a+c)+(b+d)i,也就是z1+z2,向量1-2对应的复数是(a-c)+(b-d)i,也就是z1-z2.
◎结论形成
复数加法、减法的几何意义
若复数z1,z2对应的向量分别为1,2,且1与2不共线
复数加法的几何意义
(1)意义:复数z1+z2是以1,2为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数;
(2)结论:||z1|-|z2||≤|z1+z2|≤|z1|+|z2|.
复数减法的几何意义
(1)意义:复数z1-z2是从向量2的终点指向向量1的终点的向量所对应的复数;
(2)结论:||z1|-|z2||≤|z1-z2|≤|z1|+|z2|.
[基础自测]
1.若实数x,y满足(x+i)+(1-yi)=2,则xy的值为
A.1 B.2 C.-2 D.-1
解析 依题意,得x+1=2且1-y=0,所以x=y=1,所以xy=1.
答案 A
2.已知z1=a+(a+1)i,z2=-3b+(b+2)i(a,b∈R),若z1-z2=4,则a+b=
A.3 B.4 C.2 D.1
解析 ∵z1-z2=a+(a+1)i-[-3b+(b+2)i]=+(a-b-1)i=4,
由复数相等的充要条件知解得∴a+b=3.
答案 A
3.设a,b∈R,(5+bi)+(b-3i)-(2+ai)=0,那么复数a+bi的模为
A.0 B.6 C.3 D.2
解析 因为(5+bi)+(b-3i)-(2+ai)=0,
所以(5+b-2)+(b-3-a)i=0,
∵a,b∈R,
∴解得
∴a+bi=-6-3i.
∴|a+bi|=|-6-3i|
=
=3.
答案 C
4.(多选题)已知复数z1=2+3i,z2=a-2+i(a∈Z),若|z1-z2|<|z1|,则实数a的值可以为
A.2 B.3 C.4 D.5
解析 由条件知z1-z2=(4-a)+2i.
又因为|z1-z2|<|z1|,即<.
解得1<a<7.
答案 ABCD
题型一 复数的加法、减法运算
[例1] 计算:
(1)(-+i)-[(-)+(+)i];
(2)[(a+b)+(a-b)i]-[(a-b)-(a+b)i](a,b∈R).
[自主解答] (1)(-+i)-[(-)+(+)i]
=[--(-)]+[-(+)]i
=--i.
(2)[(a+b)+(a-b)i]-[(a-b)-(a+b)i]
=[(a+b)-(a-b)]+[(a-b)+(a+b)]i
=2b+2ai.
[规律方法]
复数的加减运算,只需把“i”看作一个字母,完全可以按照合并同类项的方法进行.
[触类旁通]
1.计算:(1)(5-6i)+(-2-i)-(3+4i);
(2)(i2+i)+|i|+(1+i).
解析 (1)原式=[(5-2)+(-6-1)i]-(3+4i)
=(3-7i)-(3+4i)
=(3-3)+(-7-4)i
=-11i.
(2)原式=(