内容正文:
专题05 复数的综合运用
【考点预测】
一.基本概念
(1)叫虚数单位,满足 ,当时,.
(2)形如的数叫复数,记作.
①复数与复平面上的点一一对应,叫z的实部,b叫z的虚部; Z点组成实轴;叫虚数;且,z叫纯虚数,纯虚数对应点组成虚轴(不包括原点)。两个实部相等,虚部互为相反数的复数互为共轭复数.
②两个复数相等(两复数对应同一点)
③复数的模:复数的模,也就是向量的模,即有向线段的长度,其计算公式为,显然,.
二.基本性质
1.复数运算
(1)
(2)
其中,叫z的模;是的共轭复数.
(3).
实数的全部运算律(加法和乘法的交换律、结合律、分配律及整数指数幂运算法则)都适用于复数.
2.复数的几何意义
(1)复数对应平面内的点;
(2)复数对应平面向量;
(3)复平面内实轴上的点表示实数,除原点外虚轴上的点表示虚数,各象限内的点都表示复数.
(4)复数的模表示复平面内的点到原点的距离.
【典型例题】
例1.(2022·江苏·海安市曲塘中学高一期中)已知是虚数单位,复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
设,则,根据,列出方程,从而可得答案.
【详解】
设,则,
则,
所以,所以,
所以.
故选:B.
例2.(2022·重庆十八中高一阶段练习)已知复数z满足,则的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
设复数z在复平面内对应的点为Z,由复数的几何意义可知点的轨迹为轴,则问题转化为轴上的动点到定点距离的最小值,从而即可求解.
【详解】
解:设复数z在复平面内对应的点为Z,
因为复数z满足,所以由复数的几何意义可知,点到点和的距离相等,
所以在复平面内点的轨迹为轴,
又表示点到点的距离,
所以问题转化为轴上的动点到定点距离的最小值,
所以的最小值为2,
故选:B.
例3.(2022·江苏·海安市曲塘中学高一期中)复数(为虚数单位),则___________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据复数的运算,求得,结合复数模的公式,即可求解.
【详解】
由复数,则.
故答案为:.
例4.(2022·安徽·安庆一中高一期中)若复数,且满足,则点所围成的图形面积为__________.
【答案】
【解析】
【分析】
在复平面中,表示复数对应点之间的距离.
【详解】
由可知到的距离为1,
即点的轨迹为以为圆心,半径为1的圆,
点所围成的图形面积为.
故答案为:.
例5.(2022·北京大兴·高一期中)是关于x的方程的一个根,则实数______.
【答案】
【解析】
【分析】
根据复数根的特点可知两复数根是互为共轭复数,再利用韦达定理即可求解.
【详解】
是关于x的方程的一个根,另一个根为
由韦达定理得:,解得:
故答案为:.
例6.(2022·江苏·辅仁高中高一期中)已知复数,为正整数,记所有可能取值的和为复数z,则______.
【答案】
【解析】
【分析】
根据等比数列求和公式和复数的运算法则即可计算.
【详解】
因为,
则
.
故答案为:.
例7.(2022·北京大兴·高一期中)已知复数(a,),且.
(1)若z的实部和虚部相等,求z对应的点的坐标;
(2)在复平面内z对应的点的集合是什么图形?并画出此图;
(3)若,求a,b的值.
【答案】(1);
(2)圆,图形见解析;
(3),或
【解析】
【分析】
(1)根据复数实部和虚部的定义,结合复数模的计算公式进行求解即可;
(2)根据复数模的计算公式,结合圆的定义进行求解即可;
(3)根据复数模的计算公式,解方程组进行求解即可.
(1)
因为z的实部和虚部相等,
所以,因为,所以,
当时,;当时,,
因此z对应的点的坐标为;
(2)
因为,
所以有,它表示在复平面内z对应的点到原点的距离为,
即在复平面内z对应的点是以为圆心,为半径的圆,图形如下图:
(3)
因为,
所以,
又因为,
所以,
于是有,或.
例8.(2022·广东·广州市第六十五中学高一期中)已知复数为虚数单位.
(1)求;
(2)若复数满足为实数,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根据,利用复数的除法运算求解;
(2)先化简复数,再根据为实数求解.
(1)
解:因为复数,
所以 ;
(2)
因为复数,,
所以,
因为为实数,所以,
所以,则.
【过关测试】
一、单选题
1.(2022·湖南师大附中高一期中)复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据复数的除法运算化简,根据共轭复数的概念可得答案.
【详解】
,
故的共轭复数为 ,
故选:B
2.(2022·湖北·华中师大一附中高一期中)若复数,则的虚部为( )
A.1 B.