内容正文:
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第三章 数系的扩充与复数
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3.1 数系的扩充与复数的概念
3.1.1 实数系
3.1.2 复数的概念
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【课标要求】
1.了解引进虚数单位i的必要性,了解数集的扩充过程.
2.理解在数系的扩充中由实数集扩展到复数集出现的一些基本概念.
3.掌握复数代数形式的表示方法,理解复数相等的充要条件.
【核心扫描】
1.利用复数的代数形式进行复数分类或考查两个复数相等是本节热点.
2.常与方程、不等式、三角函数结合命题.
3.多以选择、填空题的形式进行考查.
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自然数系
有理数系
自学导引
1.数系的扩充
数系扩充的脉络是 → →实数系,用集合符号表示是 NQR .
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2.复数的有关概念
(1)复数
①定义:设a,b都是实数,形如a+bi的数叫做复数,其中i叫做 ,满足i2= ,a叫做复数的 ,b叫做复数的 .
②表示方法:复数通常用 表示,即z=a+bi(a,b∈R)这一表示形式叫做复数的代数形式.
(2)复数集
①定义: 所构成的集合叫做复数集.
②表示:通常用大写字母 表示.
虚数单位
-1
实部
虚部
字母z
全体复数
C
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想一想:复数m+ni的实部、虚部一定是m、n吗?
提示 不一定,只有当m∈R,n∈R时,m、n才是该复数的实部、虚部.
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实数
虚数
(a=0)
(a≠0)
3.复数的分类
(1)复数z=a+bi(a,b∈R)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1( b=0,, b≠0\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(纯虚数 ,非纯虚数 ))))
(2)复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系:
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4.复数相等的充要条件
设a、b、c、d都是实数,则a+bi=c+di⇔ ,
a+bi=0⇔ .
a=c且b=d
a=b=0
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名师点睛
1.数系的扩充与复数的概念
(1)数的概念扩充到实数集后,人们发现在实数范围内很多问题还不能解决,如从解方程的角度看,象x2=-1这个方程在实数范围内就无解,为了解决这个问题,需要把数的范围作进一步的扩充,为此,人们引入一个新数i,叫虚数单位,且规定①i2=-1;
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②i可与实数进行四则运算;且原有的加、乘运算律仍成立.
说明:复数集中不全是实数的两数不能比较大小,如i和0.
若i>0,则i·i>0·i,即-1>0,不成立.
若i<0,则i·i>0·i,即-1>0,不成立.
(2)我们把集合C={a+bi|a,b∈R}中的数,即形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数所成的集合C叫做复数集.复数是数系扩充以后得到的另一种数,通常用字母z表示.它与实数有本质的区别,但也有内在的联系:当b=0时,z=a为实数;当a=0且b≠0时,z=bi为纯虚数;当b≠0时,z=a+bi为虚数.
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2.两个复数相等的充要条件
两个复数相等的充要条件是它们的实部和虚部分别相等.在两个复数相等的充要条件中,注意前提条件是a,b,c,d∈R,即当a,b,c,d∈R时,a+bi=c+di⇔a=c且b=d.若忽略前提条件,则结论不能成立.利用该条件把复数的实部和虚部分离出来,达到“化虚为实”的目的,从而将复数问题转化为实数问题来求解.
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题型一 关于复数的概念
【例1】 下列命题中,正确命题的个数是( ).
①若x,y∈C,则x+yi=1+i的充要条件是x=y=1;
②若a,b∈R且a>b,则a+i>b+i;
③若x2+y2=0,则x=y=0;
④一个复数为纯虚数的充要条件是这个复数的实部等于零;
⑤-1没有平方根;
⑥若a∈R,则(a+1)i是纯虚数.
A.0 B.1 C.2 D.3
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[思路探索] 只需根据复数的有关概念判断即可.
解析 ①由于x,y∈C,所以x+yi不一定是复数的代数形式,不符合复数相等的充要条件,①是假命题.
②由于两个虚数不能比较大小,
∴②是假命题.
③当x=1,y=i时