内容正文:
复数的四则运算
7.2.1 复数的加、减运算及其几何意义
学业标准
素养目标
1.结合加减运算法则了解复数代数形式的加、减运算法则.(重点)
2.结合向量的加减运算明确复数代数形式的加、减运算的几何意义.(难点)
1.通过学习复数的加法和减法运算,培养学生数学运算素养.
2.通过学习复数加法和减法运算所满足的运算律,培养学生数学抽象素养.
[教材梳理]
导学1 复数的加法和减法
已知复数z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R).
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.
对问题2以交换律为例进行说明.
[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、减法法则
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.复数加法的运算律
对于任意的z1,z2,z3∈C有
(1)交换律:__z1+z2=z2+z1__.
(2)结合律:(z1+z2)+z3=__z1+(z2+z3)__.
导学2 复数加法和减法的几何意义
如图, 分别与复数z1=a+bi,z2=c+di对应.
试写出,及+,-的坐标.
[提示] =(a,b),=(c,d),
+=(a+c,b+d),
-=(a-c,b-d).
向量+,-对应的复数分别是什么?
[提示] 向量+对应的复数是a+c+(b+d)i,也就是z1+z2,向量-对应的复数是a-c+(b-d)i,也就是z1-z2.
◎结论形成
1.复数加、减法的几何意义
如图,设在复平面内复数z1,z2对应的向量分别为,,以OZ1,OZ2为邻边作平行四边形,则与z1+z2对应的向量是 ,与z1-z2对应的向量是 .
2.复平面内的两点Z1(x1,y1),Z2(x2,y2)之间的距离|Z1Z2|=||= .
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个虚数的和或差可能是实数.( )
(2)若复数z1,z2满足z1-z2>0,则z1>z2.( )
(3)在进行复数的加法时,实部与实部相加得实部,虚部与虚部相加得虚部.( )
(4)复数的加法不可以推广到多个复数相加的情形.( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.在复平面内,,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为( )
A.-1-5i B.-1+5i
C.3-4i D.3+4i
解析 =-=(-2-3i)-(-1+2i)
=-1-5i.
答案 A
3.实数x,y满足(1+i)x+(1-i)y=2,则xy=____________.
解析 由题意得x+y+(x-y)i=2,
∴解得∴xy=1.
答案 1
4.已知z是复数,|z|=3且z+3i是纯虚数,则z=____________.
解析 设z=a+bi(a,b∈R),则a+bi+3i=a+(b+3)i是纯虚数,∴a=0,b+3≠0.又∵|z|=3,
∴b=3,∴z=3i.
答案 3i
题型一 复数的加、减运算
[例1] 计算:(1)(-2+3i)+(5-i);
(2)(-1+i)+(1+i);
(3)(a+bi)-(2a-3bi)-3i(a,b∈R).
[解析] (1)(-2+3i)+(5-i)
=(-2+5)+(3-1)i=3+2i.
(2)(-1+i)+(1+i)=(-1+1)+(+)i=2i.
(3)(a+bi)-(2a-3bi)-3i=(a-2a)+(b+3b-3)i=-a+(4b-3)i.
[规律方法]
复数的加、减运算的技巧
(1)复数的实部与实部相加减,虚部与虚部相加减.
(2)把i看作一个字母,类比多项式加减中的合并同类项.
[触类旁通]
1.计算下列各题.
(1)(3-2i)-(10-5i)+(2+17i);
(2)(1-2i)-(2-3i)+(3-4i)-(4-5i)+…+(2021-2022i).
解析 (1)原式=(3-10+2)+(-2+5+17)i
=-5+20i.
(2)原式=(1-2+3-4+…+2019-2020+2021)+(-2+3-4+5-…-2020+2021-2022)i=1011-1012i.
题型二 复数加减运算的几何意义
(一题多变)
[例2]
如图所示,平行四边形OABC的顶点O,A,C分别表示0,3+2i,-