内容正文:
第4节 复 数
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核心素养
考情聚焦
1.复数的概念
(1)通过方程的解,认识复数.
(2)理解复数的代数表示及其几何意义,理解两个复数相等的含义.
2.复数的运算
掌握复数代数表示式的四则运算,了解复数加、减运算的几何意义
1.复数的有关概念,达成数学抽象和数学运算素养.
2.复数的几何意义,提升直观想象和数学运算素养.
3.复数的四则运算,增强数学运算素养
复数的有关概念及代数形式的运算是高考命题的热点之一,重点考查对复数概念的辨析、理解能力和复数四则运算的计算、求解能力,题型一般为选择题,难度较小,属于低档题
[必备知识]
1.复数的有关概念
内容
意义
备注
复数的
概念
当a与b都是实数时,称a+bi为复数,复数用z表示,即z=a+bi(a,b∈R),其中实部为 a ,虚部为 b
若b=0,则a+bi为实数;若a=0且b≠0,则a+bi为纯虚数
复数相等
a+bi=c+di⇔ a=c且b=d (a,b,c,d∈R)
共轭复数
如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则称这两个复数互为共轭复数,当z=a+bi(a,b∈R)时,有=a-bi
复平面
建立平面直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面, x轴 叫实轴,y轴叫虚轴
实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数,各象限内的点都表示虚数
复数的模
设对应的复数为=a+bi,则向量的长度叫做复数z=a+bi的模
|z|=|a+bi|=
2.复数的几何意义
复数集C和复平面内所有的点组成的集合是一一对应的,复数集C与复平面内所有以原点O为起点的向量组成的集合也是一一对应的,即
(1)复数z=a+bi一一对应复平面内的点 Z(a,b) (a,b∈R).
(2)复数z=a+bi(a,b∈R)平面向量.
3.复数的运算
(1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
(2)几何意义:复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
如图给出的平行四边形OZ1ZZ2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即=+,=-.
4.实系数一元二次方程在复数范围内的解集.
当a,b,c都是实数且a≠0时,关于x的方程ax2+bx+c=0称为实系数一元二次方程,这个方程在复数范围内总是有解的,而且
(1)当Δ=b2-4ac>0时,方程有两个不相等的实数根;
(2)当Δ=b2-4ac=0时,方程有两个相等的实数根;
(3)当Δ=b2-4ac<0时,方程有两个互为共轭的虚数根;
(4)如果x1,x2是方程ax2+bx+c=0的解,那么
1.(1±i)2=±2i;=i;=-i.
2.-b+ai=i(a+bi).
3.i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N+).
4.i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N+).
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)任何数的平方都不小于0.( )
(2)已知z=a+bi(a,b∈R),当a=0时,复数z为纯虚数.( )
(3)两个虚数的和还是虚数.( )
(4)复数的模就是复数在复平面内对应向量的模.( )
(5)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
◆[小题查验]
1.(2022·新高考Ⅰ卷,2)若i(1-z)=1,则z+=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
解析:D [对原式两边同时乘以i得:z-1=i,即z=1+i,所以=1-i,即z+=2,故选D.]
2.设a,b∈R.“a=0”是“复数a+bi是纯虚数”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [当a=0,且b=0时,a+bi不是纯虚数;若a+bi是纯虚数,则a=0.故“a=0”是“复数a+bi是纯虚数”的必要而不充分条件. ]
3.(多选题)已知复数z=-1+i(i为虚数单位),为z的共轭复数,若复数w=,则下列结论正确的是( )
A.w在复平面内对应的点位于第二象限
B.|w|=1
C.w的实部为-
D.w的虚部为i
解析:ABC [w=====-+i,w在复平面内对应的点的坐标为,位于第二象限,|w|==1,w的实部为-,虚部为.故选ABC.]
4.在复平面内,向量对应的复数是2+i,向量对应的复数是-1-3i,则向量对应的复数是 ________ .
解析:=+=-1-3i+(-2-i)=-3-4i.
答案:-3-4i
5.若复数z=2-i,则+= ________ .
解