内容正文:
第2讲 复数与平面向量
「考情研析」 1.复数主要考查复数的概念、复数的四则运算及复数的几何意义,注意计算的准确性,以选择题或填空题形式出现. 2.平面向量以线性运算、平面向量的数量积为主要考查点,主要以选择题或填空题形式出现,注意坐标法和基底法在解题中的应用.
1.复数的运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
2.复数运算中常见的结论
(1)(1±i)2=±2i,=i,=-i.
(2)-b+ai=i(a+bi)(a,b∈R).
(3)i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N*).
(4)i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N*).
3.共轭复数的性质
(1)||=|z|.
(2)=1+2.
(3)=1-2.
(4)z·=|z|2.
(5)z+=2a(z=a+bi,a,b∈R).
(6)z-=2bi(z=a+bi,a,b∈R).
(7)=1·2.
4.复数模的运算性质
设z1,z2∈C,有
(1)|z1·z2|=|z1||z2|;(2)=;(3)|zn|=|z|n(n∈N*).
5.常见轨迹
(1)|z-z1|=r表示以z1对应的点为圆心,r为半径的圆.
(2)|z-z1|+|z-z2|=2a,其中|z1-z2|<2a,则轨迹为椭圆.
6.平面向量的三个性质
(1)若a=(x,y),则|a|==_.
(2)若A(x1,y1),B(x2,y2),则||=_.
(3)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为a与b的夹角,则cos θ==_.
7.向量平行(共线)
(1)向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b=λa.
(2)设a=(x1,y1),b=(x2,y2),a∥b⇔x1y2-x2y1=0.
8.向量垂直
向量a,b是非零向量,a⊥b⇔a·b=0⇒x1x2+y1y2=0.
9.向量中常用的结论
在△ABC中,∠A,∠B,∠C所对的边分别为a,b,c.
(1)在=λ的条件下,存在λ使得I为△ABC的内心;a+b+c=0⇔P为△ABC的内心.
(2)||=||=||⇔P为△ABC的外心.
(3)++=0⇔G为△ABC的重心.
(4)·=·=·⇔P为△ABC的垂心.
10.奔驰定理
如图,已知P为△ABC内一点,则有S△PBC·+S△PAC·+S△PAB·=0.
由于这个定理对应的图象和奔驰车的标志很相似,我们把它称为“奔驰定理”.这个定理对于利用平面向量解决平面几何问题,尤其是解决跟三角形的面积和“四心”相关的问题,有着决定性的基石作用.
考向1 复数的概念及运算
例1 (1)(2022·陕西省西安中学二模)若复数z=i2022+,则的虚部为( )
A.- B.
C.-i D.i
答案 A
解析 因为z=i2022+=-1+=-1+=-1++i=-+i.所以=--i,故的虚部为-.
(2)(2022·江苏省南通市海安高级中学高三下学期4月阶段性检测)已知i为虚数单位,复数z满足|z-i|=|+3i|,则z的虚部为( )
A.2 B.1
C.-2 D.-1
答案 A
解析 令z=a+bi(a,b∈R),则=a-bi,|z-i|=|a+bi-i|=,|+3i|=|a+(3-b)i|=,∵|z-i|=|+3i|,∴ =,解得b=2,即z的虚部为2.故选A.
(3)(2022·江苏省徐州市第七中学高三下学期4月月考)复数z满足|z-(5+5i)|=2,则z在复平面内对应的点所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 A
解析 设复数z=x+yi(x,y∈R),因为|z-(5+5i)|=2,所以(x-5)2+(y-5)2=4,即z对应的点在以(5,5)为圆心,2为半径的圆上,所以z在复平面内对应的点所在的象限为第一象限.故选A.
(4)设复数z1,z2满足|z1|=|z2|=2,z1+z2=+i,则|z1-z2|=________.
答案 2
解析 解法一:设z1=x1+y1i(x1,y1∈R),z2=x2+y2i(x2,y2∈R),则由|z1|=|z2|=2,得x+y=x+y=4.因为z1+z2=x1+x2+(y1+y2)i=+i,所以|z1+z2|2=(x1+x2)2+(y1+y2)2=x+y+x+y+2x1x2+2y1y2=8+2x1x2+2y1y2=()2+12=4,所以2x1x2+2y1y2=-4,所以|z1-z2|=|x1-x2+(y1-y2)i|====2.
解法二:设z1=a+bi(a,b∈R),则z2=-a+(1-b)i,则
即所以|z1-z2|2=(2a-)2+(2b-1)2=4(a2+b2)-4(a+b)+4=4×4-4×2+4=1