内容正文:
7.2.1 复数的加、减运算及其几何意义
第七章 复数
新知探索
复数的加法运算
法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)
则(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
运算律
z1+z2=z2+z1,
(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
几何意义
O
Z
Z1(a,b)
Z2(c,d)
y
x
新知探索
复数的减法运算
法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)
则(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i.
几何意义
O
Z1(a,b)
Z2(c,d)
y
x
典例精析
题型一:复数的加减运算
例1 (1)计算:(2-3i)+(-4+2i)=_____.
(2)已知x∈R,y∈R,(xi+x)+(yi+4)=(y-i)-(1-3xi),则x=__,y=___.
(3)已知z1=(3x-4y)+(y-2x)i,z2=(-2x+y)+(x-3y)i,x,y为实数,
若z1-z2=5-3i,则|z1+z2|=____.
解 (1)(2-3i)+(-4+2i)=(2-4)+(-3+2)i=-2-i.
(2)因为x+4+(x+y)i=(y-1)+(3x-1)i,
所以x+4=y-1,x+y=3x-1
解得x=6,y=11.
(3)因为z1-z2=[(3x-4y)+(y-2x)i]-[(-2x+y)+(x-3y)i]
=[(3x-4y)-(-2x+y)]+[(y-2x)-(x-3y)]i
=(5x-5y)+(-3x+4y)i=5-3i,
所以5x-5y=5,-3x+4y=-3,解得x=1,y=0.
所以z1=3-2i,z2=-2+i,则z1+z2=1-i,
所以|z1+z2|= .
典例精析
题型二:复数加减法的几何意义
例2 (1)设向量,,对应的复数分别为z1,z2,z3,那么
A.z1+z2+z3=0 B.z1-z2-z3=0
C.z1-z2+z3=0 D.z1+z2-z3=0
(2)在复平面内,若,对应的复数分别为7+i,3-2i,
则||=___________.
解 (1)因为+=,所以z1+z2=z3,即z1+z2-z3=0.
(2)||=||=|-4-3i|==5.
例3 如图所示,平行四边形OABC的顶点O,A,C分别表示0,3+2i,-2+4i.求:
(1)表示的复数.
(2)表示的复数.
(3)表示的复数.
解 (1)因为=-,所以表示的复数为-3-2i.
(2)因为=- ,所以表示的复数为
(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.
(3)因为=+,所以表示的复数为
(3+2i)+(-2+4i)=1+6i.
典例精析
题型三:复数模的问题
例4 根据复数及其运算的几何意义,求复平面内的两点Z1(x1, y1),Z2(x2, y2)之间的距离.
解 因为复平面内的两点Z1(x1, y1),Z2(x2, y2)
对应的复数分别为z1=x1+y1i,z2=x2+y2i,
所以点Z1,Z2之间的距离为
|Z1Z2|=||=|z2-z1|=|(x2+y2i)-(x1+y1i)|
=| (x2-x1)+(y2-y1)i |=
O
Z2
Z1
y
x
例5 (1)如果复数z满足|z+i|+|z-i|=2,那么|z+i+1|的最小值是________.
(2)若复数z满足|z++i|≤1,求|z|的最大值和最小值.
解 (1)设复数-i,i,-1-i在复平面内对应的点
分别为Z1,Z2,Z3,因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,
所以点Z的集合为线段Z1Z2.
因为|Z1Z3|=1.所以|z+i+1|min=1.
(2)满足|z++i|≤1的条件的点落在以(-,-1)
为圆心,半径为1的圆以及内部,
则|z|的最值即为求满足条件的点到原点的距离的最值.
如图所示,||==2.
所以|z|max=2+1=3,|z|min=2-1=1.
跟踪练习
1.设z1=3-4i,z2=-2+3i,
则z1-z2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
解 ∵z1-z2=5-7i,
∴z1-z2在复平面内对应的点
位于第四象限.
跟踪练习
2.若z-3+5i=8-2i,则z等于
A.8-7i B.5-3i
C.11-7i D.8+7i
解 z=8-2i-(-3+5i)=11-7i.
跟踪练习
3.△ABC的三个顶点所对应的复数分别为z1,z2,z3,
复数z满足|z-z1|=|z-z2|=|z-z3|,则z对应的点是△ABC的
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
解 设复数z与复平面内的点Z相对应,