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7.2.2 复数的乘、除运算
新知探索
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我们规定,复数的乘法法则如下:
设是任意两个复数,那么它们的积
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.
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很明显,两个复数的积是一个确定的复数.特别地,当,都是实数时,把它们看作复数时的积就是这两个实数的积.
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可以看出,两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把换成,并且把实部与虚部分别合并即可.
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容易得到,对任意,,,有
思考1:复数的乘法是否满足交换律、结合律?乘法对加法满足分配律吗?
,
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答案:D.
辨析1.(2019年北京高考)已知复数,则( ).
A. B. C. D.
辨析2.复数等于( ).
A. B. C. D.
答案:A.
例析
例3.计算.
l
解:
例析
例4.计算
(1); (2).
l
解(1):
;
解(2):
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共轭复数的性质:
1.若,则为实数;
2.若共轭复数的和为实数,设,则;
3.
4..
思考2:若是共轭复数,则是一个怎样的数?
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复数除法的法则是:
且
问题1:类比实数的除法是乘法的逆运算,我们规定复数的除法是乘法的逆运算.请探求复数除法的法则.
由此可见,两个复数相除(除数不为),所得的商是一个确定的复数.
在进行复数除法运算时,通常先把写成的形式,在把分子与分母都乘分母的共轭复数,化简后就可得到上面的结果.这里分子分母都乘分母的“实数化因式”(共轭复数),从而使分母“实数化”.
例析
例5.计算.
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解:
.
例析
例6.在复数范围内解下列方程:
(1);(2),其中,且,.
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解(1):因为,所以方程的根为.
解(2):将方程的二次项系数化为,得.
配方,得,即
由,知.类似(1),可得
所以原方程的根为
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在复数范围内,实系数一元二次方程的求根公式为:
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(1)当时,;
(2)当时,.
练习
题型一:复数的乘法运算
例1.(1)(2019年全国2卷)设,则( ).
A. B. C. D.
答案:(1)
解(1):由,得.
(2)若复数在复平面内对应的点在第二象限,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
答案:(2)
解(2):,因为对应的点在第二象限,
所以解得.
练习
方法技巧:
两个复数代数形式乘法的一般方法
1.首先按多项式的乘法展开;
2.再将换成;
3.然后再进行复数的加、减运算,化简为复数的代数形式.
练习
变1.下列各式的运算结果为纯虚数的是( ).
A. B. C. D.
解:项,,不是纯虚数;
B项,,不是纯虚数;
C项,,是纯虚数;
D项,,不是纯虚数.故选C.
答案:
练习
题型二:复数的除法运算
例2.(1)(2019年全国3卷)若,则( ).
A. B. C. D.
答案:(1)
解(1):由,得.
(2)设,则( ).
A. B. C. D.
答案:(2)
解(2):法一.∵,∴
法二.
练习
方法技巧:
两个复数代数形式的除法运算步骤
1.首先将除式写为分式;
2.再将分子、分母同乘以分母的共轭复数;
3.然后将分子、分母分别进行乘法运算,并将其化为复数的代数形式.
练习
变2.计算:.
解:原式
练习
题型三:复数范围内方程根的问题
例3.已知是方程的一个根(为实数).
(1)求的值;(2)试判断是否是方程的根.
解(1):∵是方程的根,∴
即.∴解得∴,.
解(2):将方程化为,
把代入方程,显然方程成立,
∴也是方程的一个根.
练习
方法技巧:
复数范围内实系数一元二次方程的解法
1.求根公式法
(1)当时,;(2)当时,.
2.利用复数相等的定义求解
设方程的根为,将此式代入方程,化简后利用复数相等的定义求解.
练习
变3.在复数范围内解下列方程.
(1);(2).
解(1):因为,所以.
又因为,所以,∴方程的根为.
解(2):法一.因为,所以.
因为,所以,
∴方程的根为.
练习
变3.在复数范围内解下列方程.
(2).
解(2):法二.由知,
所以方程无实数根.
在复数范围内,设方程的根为(,且),
则,所以,
整理得,,所以
又因为,所以解得,,
所以,即方程的根为.
课堂小结
1.复数的乘法法则:
设,是任意两个复数,那么它们的积
.
2.复数乘法的运算律:
对任意,,,有
(1)交换律:
(2)结合律:;
(3)乘法对加法的分配律:.
课堂小结
3.复数的除法及运算律: