内容正文:
专题16 复数概念与几何意义的5种基本考法
一、复数的基本概念与分类
1、定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,实部是,虚部是.
2、虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1.我们把i叫作虚数单位.
3、表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
4、复数集
①定义:全体复数所成的集合.
②表示:通常用大写字母C表示.
5、复数的分类
对于复数a+bi,
(1)当且仅当b=0时,它是实数;
(2)当且仅当a=b=0时,它是实数0;
(3)当b≠0时,叫做虚数;
(4)当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:
二、复数的几何意义
1、复平面
当用直角坐标平面内的点来表示复数时,称这个直角坐标系为复平面,x轴为实轴,y轴为虚轴.
2、复数的几何意义
(1)任一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)是一一对应的.
(2)一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的向量是一一对应的.
三、复数相等
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),
我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
四、共轭复数
如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则这两个复数叫做互为共轭复数.
复数z的共轭复数用表示,即当z=a+bi(a,b∈R)时,=a-bi.
示例:z=2+3i的共轭复数是=2-3i.
五、复数的模长
1、定义:向量的r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值
2、记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
3、公式:|z|=|a+bi|=r=(r≥0,r∈R).
考向1 复数的实部与虚部
【例1】若复数为纯虚数,则实数x的值为( )
A. B.10 C.100 D.或10
【答案】A
【解析】为纯虚数,同时
,故选:A
【变式1-1】已知复数,则z的虚部为( )
A.﹣i B.﹣1 C.i D.1
【答案】B
【解析】∵,∴复数z的虚部为﹣1.故选:B.
【变式1-2】若,复数是纯虚数,则( )
A.且 B. C. D.或
【答案】B
【解析】复数是纯虚数,
则,解得:.故选:B
【变式1-3】已知复数(是虚数单位)的实部与虚部相等,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意可得,解得.故选:A.
考向2 复数的几何意义
【例2】当时,复数在复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】∵,
∴,,
∴复数在复平面上对应的点位于第四象限.故选:D.
【变式2-1】已知为虚数单位,若复数,则在复平面内表示的点位于( )
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】表示的点是,位于第四象限.故选:D
【变式2-2】复数,则z在复平面内对应的点不可能在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【解析】当对应点在复平面第三象限时,,此时不存在.故选:C
【变式2-3】在复平面内,复数对应的点位于( )
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】,其对应的坐标为,在第四象限.故选:D.
考向3 复数相等的充要条件
【例3】复数与复数相等,则实数的值为( )
A. B.或 C. D.
【答案】C
【解析】因为复数与复数相等,
所以,解得.故选:C
【变式3-1】若,其中a,,是虚数单位,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,
所以,得.故选:B
【变式3-2】已知(其中为虚数单位),则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【解析】
由,可得,解之得
则,故选:D
【变式3-3】若,则实数( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】D
【解析】由题意,解得.故选:D.
考向4 共轭复数
【例4】复数z,则z的共轭复数在复平面内对应第_____象限.
【答案】二
【解析】zcosθ﹣isinθ,,