内容正文:
体系搭建
一、复数的有关概念
1.虚数单位:
(1)它的平方等于,即;
(2)与-1的关系: 就是-1的一个平方根,即方程的一个根,方程的另一个根是;
(3)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立;
(4)的周期性:,,,().
2. 概念
形如()的数叫复数,叫复数的实部,叫复数的虚部。
说明:这里容易忽视但却是列方程求复数的重要依据。
3.复数集
全体复数所成的集合叫做复数集,用字母表示;复数集与其它数集之间的关系:
4.复数与实数、虚数、纯虚、0的关系:
对于复数(),
当且仅当时,复数是实数;
当且仅当时,复数叫做虚数;
当且仅当且时,复数叫做纯虚数;
当且仅当时,复数就是实数0.
所以复数的分类如下:
()
5.复数相等的充要条件
两个复数相等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等。即:
如果,那么.
特别地: .
应当理解:
(1)一个复数一旦实部、虚部确定,那么这个复数就唯一确定;反之一样.
(2)复数相等的充要条件是将复数转化为实数解决问题的基础.
一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小。如果两个复数都是实数,就可以比较大小;也只有当两个复数全是实数时才能比较大小。
6.共轭复数:
两个复数的实部相等,而且虚部相反,那么这两个复数叫做共轭复数。即:
复数和()互为共轭复数。
二、复数的代数表示法及其四则运算
1.复数的代数形式:
复数通常用字母表示,即(),把复数表示成的形式,叫做复数的代数形式。
2.四则运算
;
;
复数除法通常上下同乘分母的共轭复数:。
三、复数的几何意义
1. 复平面、实轴、虚轴:
点的横坐标是,纵坐标是,复数()可用点表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,也叫高斯平面,轴叫做实轴,轴叫做虚轴。
实轴上的点都表示实数。
对于虚轴上的点原点对应的有序实数对为,它所确定的复数是表示是实数。故除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数。
复数集C和复平面内所有的点所成的集合是一一对应关系,即
复数复平面内的点
这是因为,每一个复数有复平面内唯一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有唯一的一个复数和它对应,这就是复数的一种几何意义,也就是复数的另一种表示方法,即几何表示方法。
2.复数的几何表示
(1)坐标表示:在复平面内以点表示复数();
(2)向量表示:以原点为起点,点为终点的向量表示复数.
向量的长度叫做复数的模,记作.即.
3.复数加法的几何意义:
如果复数、分别对应于向量、,那么以、为两边作平行四边形,对角线表示的向量就是的和所对应的向量。
4.复数减法的几何意义:
两个复数的差与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应。
例题分析
考点1 复数的概念
【例1】.已知复数z=m(m﹣1)+(m2+2m﹣3)i;当实数m取什么值时,复数z是:
(1)实数
(2)虚数
(3)纯虚数
(4)零.
变式训练
【变1-1】(多选).已知复数,则( )
A.复数z的实部为
B.复数z的虚部为
C.复数z的模为
D.复数z的共轭复数为
【变1-2】.以2i﹣的虚部为实部,以i﹣2的实部为虚部的新复数是( )
A.2+i B.2﹣2i C.﹣+i D.+i
【变1-3】.欧拉公式eix=cosx+isinx(i为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉发现的,它将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里非常重要,被誉为“数学中的天桥”.根据欧拉公式可知,表示的复数的虚部为 .
考点2 复数相等问题
【例2】.已知复数z1=a+2i,,a∈R,若z1=z2,则a=( )
A.2 B.3 C.﹣3 D.9
变式训练
【变2-1】.若z1=﹣3﹣4i,z2=(n2﹣3m﹣1)+(n2﹣m﹣6)i(m,n∈R),且z1=z2,则m+n=( )
A.4或0 B.﹣4或0 C.2或0 D.﹣2或0
【变2-2】.定义运算=ad﹣bc,如果(x+y)+(x+3)i=,求实数x,y的值.
【变2-3】.已知关于x,y的方程组有实数解,求实数a,b的值.
考点3 复数的几何意义
【例3】.已知复数z1=﹣1+2i,z2=1﹣i,z3=3﹣2i,它们所对应的点分别是A、B、C,若=x+y(x、y∈R),则x﹣y的值是
变式训练
【变3-1】.在复平面内,复数6+5i,﹣2+3i对应的点分别为A,B.若C为线段AB的中点,则点C对应的复数是( )
A.4+8i B.8+2i C.4+i D.2+4i
【变3-2】.关于x的不等式mx2﹣nx+p>0(m,n,p∈R)的解集为(﹣1,2),则复数m+p