内容正文:
12.2 复数的运算
第1课时 复数的加法、减法与乘法
学业标准
素养目标
1.掌握复数的加、减法运算法则,能熟练地进行复数的加减运算.(重点)
2.掌握复数的乘法运算法则,能熟练地进行复数的加减和乘法混合运算.(重点、难点)
1.通过复数的加法、减法与乘法运算的学习,提升数学运算核心素养.
2.通过共轭复数概念的学习及运用,培养数学抽象、逻辑推理等核心素养.
[教材梳理]
导学1 复数的加法与减法运算
多项式的加减实质是合并同类项,类比想一想复数如何加减?
[提示] 两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减),即(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i.
复数的加法满足交换律和结合律吗?
[提示] 满足.
利用问题1的结果试说明复数加法满足交换律.
[提示] z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,
z2+z1=(c+di)+(a+bi)=(c+a)+(d+b)i,
∴z1+z2=z2+z1.
◎结论形成
1.复数的加法与减法
(1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),
则z1+z2= (a+c)+(b+d)i ,z1-z2=__(a-c)+(b-d)i__.
(2)加法运算律:
设z1,z2,z3∈C,有z1+z2=__z2+z1__,(z1+z2)+z3=__z1+(z2+z3)__.
2.共轭复数
(1)定义:把实部__相等__、虚部__互为相反数__的两个复数叫作互为共轭复数.
(2)表示:复数z=a+bi的共轭复数记作,即=__a-bi__.
(3)性质:实数的共轭复数是__它本身__.
导学2 复数的乘法运算
两实数可以相乘,两复数可以相乘吗?
[提示] 可以.
复数代数形式的乘法与多项式的乘法相类似吗?
[提示] 类似.
复数的乘法满足交换律、结合律、乘法对加法的分配律吗?
[提示] 满足.
◎结论形成
1.复数的乘法
设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R,定义z1z2=(ac-bd)+(ad+bc)i.
2.复数乘法的运算律:对于任意z1,z2,z3∈C,有
交换律
z1z2=__z2z1__
结合律
(z1z2)z3=__z1(z2z3)__
乘法对加法的分配律
z1(z2+z3)=__z1z2+z1z3__
[基础自测]
1.若实数x,y满足(x+i)+(1-yi)=2,则xy=( )
A.1 B.2
C.-2 D.-1
解析 依题意,得x+1=2且1-y=0,所以x=y=1,所以xy=1.
答案 A
2.已知i是虚数单位,则(-1+i)(2-i)=( )
A.-3+i B.-1+3i
C.-3+3i D.-1+i
答案 (-1+i)(2-i)=(-2+1)+(2+1)i
=-1+3i.
答案 B
3.已知复数z=2+i,则z·=________.
解析 ∵z=2+i,∴=2-i,
∴z·=(2+i)(2-i)=5.
答案 5
4.已知复数z1=(a2-2)-3ai,z2=a+(a2+2)i,若z1+z2是纯虚数,则实数a=________.
解析 由z1+z2=a2-2+a+(a2-3a+2)i是纯虚数,得⇒a=-2.
答案 -2
题型一 复数的加法、减法运算
计算:
(1)(-+i)-[(-)+(+)i];
(2)[(a+b)+(a-b)i]-[(a-b)-(a+b)i](a,b∈R).
[解析] (1)(-+i)-[(-)+(+)i]
=--(-)+[-(+)]i
=--i.
(2)[(a+b)+(a-b)i]-[(a-b)-(a+b)i]
=(a+b)-(a-b)+[(a-b)+(a+b)]i
=2b+2ai.
[规律方法]
复数的加减运算,只需把“i”看作一个字母,完全可以按照合并同类项的方法进行.
[触类旁通]
1.计算:(1)(2-i)+(-3+5i)+(4+3i);
(2)若z-(-3+5i)=-2+6i,求复数z.
解析 (1)(2-i)+(-3+5i)+(4+3i)=(2-3+4)+(-1+5+3)i=3+7i.
(2)法一 设z=x+yi(x,y∈R),因为z-(-3+5i)=-2+6i,所以(x+yi)-(-3+5i)=-2+6i,即(x+3)+(y-5)i=-2+6i,
因此
解得于是z=-5+11i.
法二 由z-(-3+5i)=-2+6i
可得z=-2+6i+(-3+5i),
所以z=(-2-3)+(6+5)i=-5+11i.
题型二 复数的乘法运算
计算:(1)(2+i)(2-i);
(2)(1+2i)2.
[解析] (1)(2+i)(2-i)=4-i2=4-(-1)=5;
(2)(1+2i)2=1+4i+(