内容正文:
§2
复数的四则运算
第五章
1.学会复数代数形式的四则运算法则,能够运用法则求两个复数的和与差、积与商.
2.了解复数加法运算、乘法运算的交换律、结合律以及乘法对加法的分配律.
3.了解复数加法运算、减法运算的几何意义,初步感知复数乘法运算的几何意义.
核心素养:数学抽象,直观想象,数学运算.
学习目标
高中数学 必修第二册 北师大版
一、复数的加法与减法
新知学习
1.复数的加法与减法
两个复数的和仍是一个复数,两个复数的和的实部是它们的实部的和,两个复数的和的虚部是它们的虚部的和.也就是:.
(1)复数的加法中规定:实部与实部相加,虚部与虚部相加.很明显,两个复数的和仍然是一个确定的复数.
(2)复数的加法可以推广到多个复数相加的情形:各复数的实部分别相加,虚部分别相加.
名师点析
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对任意的复数和非零复数,规定复数的减法:,即减去一个复数,等于加上这个复数的相反数.也就是: ()-()=()+()i.
由此可见,两个复数的差仍是一个复数,两个复数的差的实部是它们的实部的差,两个复数的差的虚部是它们的虚部的差.
名师点析
(1)两个实数的差是实数,但是两个虚数的差不一定是虚数,例如(3+2i)-2i=3.
(2)把复数的代数形式看成关于“i”的多项式,则复数的加、减法类似于多项式的加、减法,只需要“合并同类项”就可以了.
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复数的加法运算满足如下运算律:
(1)结合律:;
(2)交换律:.
2.复数加法的几何意义
如图,,分别与向量=(),=()对应,根据平面向量的坐标运算,得+=().
这说明两个向量,的和就是与复数()+()i对应的向量.
因此,复数的加法可以按照向量的加法来进行,这是复数加法的几何意义.
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1.复数的乘法
二、复数的乘法与除法
名师点析
(1)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i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并即可.
(2)两个复数的积是一个确定的复数.
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2.复数乘法的运算
复数的乘法满足交换律、结合律以及乘法对加法的分配律,即对任意,有
(1)交换律:;
(2)结合律:;
(3)乘法对加法的分配律:
(4)复数指数幂的运算对复数和正整数,有=.
名师点析 实数范围内的乘法公式在复数范围内仍然成立.
常用的乘法公式有:若,则
(1)平方差公式:;
(2)完全平方公式:()2=;()2=-2;
(3)立方和、差公式:())=,()()=.
互为共轭复数的两个复数的乘积是实数,等于这个复数(或其共轭复数)模的平方.即若,则=||2=||2=.
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3.复数的除法
给定复数,若存在复数,使得=1,则称是的倒数,记作=.
对任意的复数和非零复数,规定复数的除法:=z1·,即除以一个复数,等于乘这个复数的倒数.因此==()=-i.
在实际计算时,通常把分子和分母同乘分母的共轭复数,化简后就得到上面的结果:
==-i.
由此可见,在进行复数除法运算时,实际上是将分母“实数化”.
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一 复数的加减运算
例1 计算:(1-2i)-(2-3i)+(3-4i)-(4-5i)+…+(2 017-2 018i)-(2 018-2 019i).
典例剖析
解:(方法1)原式=(1-2+3-4+…+2 017-2 018)+(-2+3-4+5+…-2 018+2 019)i=-1 009+1 009i.
(方法2)(1-2i)-(2-3i)=-1+i,(3-4i)-(4-5i)=-1+i,…,(2 017-2 018i)-(2 018-2 019i)=-1+i.
综上所述,原式=1 009(-1+i)=-1 009+1 009i.
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反思感悟
反思感悟
(1)两个复数相加(减),就是把两个复数的实部相加(减),虚部相加(减).复数的减法是加法的逆运算,两个复数相减,也可以看成是加上这个复数的相反数.当多个复数相加(减)时,可将这些复数的所有实部相加(减),所有虚部相加(减).
(2)复数的加、减运算类似于多项式合并同类项的过程.解本题时根据给出的待求式的特征,从局部入手,抓住式子中相邻两项之差是一个常量这一特点,适当地进行组合,可简化运算.
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跟踪训练
设=3-4i,则复数+(1-i)在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
C
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二 复数加减法的几何意义
例2 如图所示,在复平面内,平行四边