内容正文:
第2讲 复数与平面向量
「考情研析」 1.复数是高考必考内容,主要考查复数的概念与四则运算.多为选择题、填空题,难度为中低档. 2.高考对平面向量的考查主要有三个方面:①考查平面向量的基本定理及基本运算,多以考生熟知的平面图形为背景进行考查,多为选择题、填空题,难度为中低档;②考查平面向量的数量积,以选择题、填空题为主,难度为低档;③向量作为工具,还可能与三角函数、解三角形、不等式等知识结合考查.
1.知识串联
2.结论记忆
(1)三点共线的等价转化
A,P,B三点共线⇔=λ⇔=(1-λ)+λ⇔=x+y(其中x+y=1).(注:O为平面内异于A,P,B的任一点,λ∈R,λ≠0,x∈R,y∈R)
(2)向量的中线公式
若P为线段AB的中点,O为平面内一点,则=(+).
(3)两个恒等式
①a·b=[(a+b)2-(a-b)2];
②2(|a|2+|b|2)=|a-b|2+|a+b|2.
(4)向量形式的三角形不等式:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
(5)三角形“四心”向量形式的充要条件
设O为△ABC所在平面上一点,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则
①O为△ABC的外心⇔||=||=||=;
②O为△ABC的重心⇔++=0;
③O为△ABC的垂心⇔·=·=·;
④O为△ABC的内心⇔a+b+c=0.
(6)(1±i)2=±2i;=i;=-i.
i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i.(其中n为整数)
(7)对于任意复数z,有|z|2=||2=z.
考向1 复数的有关概念及其几何意义和四则运算
例1 (1)(2022·济南二模)已知i是虚数单位,复数z=(a2-1)+(a+1)i是纯虚数,则实数a的值为( )
A.-1 B.1
C.±1 D.2
答案 B
解析 由z=(a2-1)+(a+1)i是纯虚数,得解得a=1.故选B.
(2)(2022·长沙市雅礼中学一模)已知复数z满足|z|+z=8+4i,则z=( )
A.3+4i B.3-4i
C.-3+4i D.-3-4i
答案 A
解析 设z=a+bi(a,b∈R),所以a+bi+=8+4i,故解得故z=a+bi=3+4i.故选A.
(3)(多选)(2022·武汉模拟)已知两个复数z1,z2满足z1z2=i,且z1=1-i,则下列说法正确的是( )
A.z2= B.|z1|=
C.|z1+z2|≥2 D.12=-i
答案 ABD
解析 ∵两个复数z1,z2满足z1z2=i,且z1=1-i,∴z2====-+i,故A正确;∵z1z2=i,∴|z1||z2|=|i|=1,∴|z1|=,故B正确;∵z1+z2=1-i-+i=-i,∴|z1+z2|==<2,故C错误;∵1=1+i,2=--i,∴12=-(1+i)(1+i)=-i,故D正确.故选ABD.
(1)复数运算的重点是除法运算,其关键是进行分母实数化,即分子、分母同乘分母的共轭复数.
(2)与复数z的模|z|和共轭复数有关的问题,一般都要先设出复数z的代数形式z=a+bi(a,b∈R),再代入条件,用待定系数法解决.
提醒:(1)正确理解复数的概念,不要想当然地认为字母表示的数(特别是i的系数)一定是实数,也不要随意将实数中的一些结论推广到复数中去.
(2)如果两个复数不全是实数,那么就不能比较大小.如果两个复数能比较大小,那么这两个复数全是实数.
1.(2022·锦州模拟)已知复数z=,则复数z的虚部为( )
A.3 B.-3
C.3i D.-3i
答案 B
解析 ∵z===-2-3i,∴复数z的虚部为-3.故选B.
2.(2022·漳州二模)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=a+bi(a,b∈R),则z-(5+5i)=a-5+(b-5)i,∵|z-(5+5i)|=2,∴(a-5)2+(b-5)2=4,∴复数z在复平面内对应的点Z在以(5,5)为圆心,2为半径的圆上,故z在复平面内对应的点所在的象限为第一象限.故选A.
3.(2022·长春模拟)已知复数z满足|z-2|=|z-1-i|(i为虚数单位),则|z-2i|+|z|的最小值为________.
答案
解析 解法一:由|z-2|=|z-1-i|,知复数z在复平面内对应的点Z到点M(2,0)与点N(1,1)的距离相等,即点Z的轨迹为线段MN的垂直平分线,易求得点Z的轨迹方程为x-y-1=0.
|z-2i|+|z|表示的几何意义是直线x-y-1=0上的动点Z到定点A(0,2)与原点O(0,0)的距离之和,如图所示,易知原点O(0,0)关于直线x