内容正文:
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7.1 复数的概念
第七章 复 数
授课人: 日期:2023年6月30日
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学 习 目 标
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了解复数的概念,能类比有理数是扩充到实数系的过程和方法,通过方程的解认识复数
能描述复数代数表示式的结构特征,正确判断复数的实部、虚部;
知道复数集、实数集、虚数集与纯虚数集之间的关系
掌握复数与复平面上的点、复平面上起点为原点的向向量之间的一一对应关系
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新 课 导 入
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为了解决x2+1=0,这样的方程在实数中无解的问题,我们设想引入一个新数i,使得x=i是方程x2+1=0的解,即使得i2= -1.
i是数学家欧拉(Leonhard Euler,1707-1783)最早引入的,它取自imaginary(想象的,假想的)一词的词头,i2=i·i.
把新引进的数i添加到实数集中,我们希望数i与和实数之间仍然能像实数那样进行加法和乘法运算,并希望加法和乘法都满足交换律、结合律以及乘法对加法满足分配律,那么,实数系是经过扩充后,得到的新数系由哪些数组成呢?
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新 课 知 识
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设:实数可以与i进行加法和乘法的运算:
实数a与数i的相加计为_________
实数b与数i的相乘为_________
实数a与数bi相加的结果计为_______________
结论:实数与i进行加法与乘法运算时,原有的加法,
乘法的运算依然成立
形如a+bi (a,b∈R)的数叫做复数.
全体复数所构成的集合C={a+bi |a,b∈R}叫做复数集.
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复数的分类
虚数集
纯虚数集
实数集
复数集
复数
z=a+bi
实部
复数的代数形式:
通常用字母 z 表示,即
虚部
其中 称为虚数单位。
两复数相等的充要条件是:实部相等,虚部相等。
z1=a1+b1i , z2=a2+b2i
若z1=z2 则
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数系的扩充过程
自然数N
负整数
整数Z
分数
有理数Q
无理数
实数R
虚数
复数Z
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例 题 精 讲
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解: (1)当 ,即 时,复数z 是实数.
(2)当 ,即 时,复数z 是虚数.
(3)当
即 时,复数z 是
纯虚数.
例1 实数m取什么值时,复数
是(1)实数? (2)虚数? (3)纯虚数?
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我们知道,实数与数轴上的点一一对应,因此实数可以用数轴上的点来表示。那么,复数有什么几何意义呢?
根据复数相等的定义,任何一个复数 都可以由一个有序实数对 唯一确定;反之也对,由此你能想到复数的几何表示方法吗?
Z(a,b)
a
b
Z:a+bi
一一对应
复数z=a+bi
有序实数对(a,b)
直角坐标系中的点Z(a,b)
(数)
(形)
类比思想
转化思想
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如图,建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面。
1. 复平面定义
x轴—实轴
y轴—虚轴
Z(a,b)
a
b
Z:a+bi
注:实轴上的点都表示实数;除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
复数z=a+bi 复平面内的点Z(a,b)
一一对应
2.复数的几何意义
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1. 复平面定义
在平面直角坐标系中,每一个平面向量都可以用一个有序实数对来表示,而有序实数对与复数是一一对应的。你能用平面向量表示复数吗?
a
b
Z:a+bi
复数z=a+bi(a,b∈R)
复平面内的点Z(a,b)
一一对应
一一对应
一一对应
平面向量
方便起见,常把复数z=a+bi说成点Z或说成向量
并且规定: 相等的向量表示同一个复数.
转化思想
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定义:向量 的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|.
复数z=a+bi的模表示在复平面上对应的点Z(a,b)到原点的距离.
a
b
Z:a+bi
3. 复数的模
4. 复数的模的几何意义
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数,它的模就等于|a|.
复数的模其实是实数绝对值概念的推广
数形结合思想
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例 题 精 讲
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例2 设复数z1=4+3i,z2=4-3i.
(1) 在复平面内画出复数z1,z2对应的点和向量;
(2) 求复数z1,z2的模,并比较它们的模大小.
Z1(