内容正文:
第6节 复 数
[课程标准要求]
1.在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求与数学内部的矛盾.
2.理解复数的基本概念以及复数相等的定义.
3.了解复数的代数表示法及其几何意义.
4.能进行复数代数形式的四则运算,了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.
1.复数的有关概念
(1)复数的定义
把形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数所构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫做复数集.实部是a,虚部是b.
(2)复数的分类
复数z=a+bi(a,b∈R)
(3)复数相等
a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
(4)共轭复数
a+bi与c+di互为共轭复数⇔a=c且b=-d(a,b,c,d∈R).
(5)复数的模
向量的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
2.复数的几何意义
(1)复数z=a+bi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(O为坐标原点).
3.复数的运算
(1)复数的加、减、乘、除运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则
①加法:z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
②减法:z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
③乘法:z1z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
④除法:===+i(c+di≠0).
(2)复数加法的运算定律
复数的加法满足交换律、结合律,即对任何z1,z2,z3∈C,有z1+z2=z2+z1,
(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
1.(1±i)2=±2i;=i;=-i.
2.i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N*).
3.z·=|z|2=||2,|z1·z2|=|z1|·|z2|,
||=,|zn|=|z|n.
1.(2022·新高考Ⅱ卷)(2+2i)(1-2i)等于( D )
A.-2+4i B.-2-4i
C.6+2i D.6-2i
解析:(2+2i)(1-2i)=2-4i+2i+4=6-2i.
2.(2022·全国乙卷)已知z=1-2i,且z+a+b=0,其中a,b为实数,则( A )
A.a=1,b=-2 B.a=-1,b=2
C.a=1,b=2 D.a=-1,b=-2
解析:由题意知=1+2i,所以z+a+b=1-2i+a(1+2i)+b=a+b+1+(2a-2)i,又z+a+b=0,所以a+b+1+(2a-2)i=0,
所以解得
3.(2022·全国乙卷)设(1+2i)a+b=2i,其中a,b为实数,则( A )
A.a=1,b=-1 B.a=1,b=1
C.a=-1,b=1 D.a=-1,b=-1
解析:法一 由题意知a+b+2ai=2i,
所以
解得
法二 由题意知a+b+(2a-2)i=0,
所以
解得
4.(2022·新高考Ⅰ卷)若i(1-z)=1,则z+等于( D )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解析:因为i(1-z)=1,所以z=1-=1+i,
所以=1-i,所以z+=1+i+1-i=2.
5.若复数z=,则|z|= .
解析:因为z===-i(i+1)=1-i,因此,|z|==.
答案:
复数的有关概念
1.(2022·浙江卷)已知a,b∈R,a+3i=(b+i)i(i为虚数单位),则( B )
A.a=1,b=-3 B.a=-1,b=3
C.a=-1,b=-3 D.a=1,b=3
解析:(b+i)i=-1+bi,则由a+3i=-1+bi,
得a=-1,b=3.
2.如果复数(b∈R)的实部与虚部相等,那么b等于( A )
A.-2 B.1 C.2 D.4
解析:==b-2i,
由题意得b=-2.
3.(多选题)若复数z=,其中i为虚数单位,则下列结论正确的是( ABC )
A.z的虚部为-1
B.|z|=
C.z2为纯虚数
D.z的共轭复数为-1-i
解析:z===1-i,z的虚部为-1,模为|z|=,故A,B正确;因为z2=(1-i)2=-2i,故z2为纯虚数,C正确;z的共轭复数为1+i,D错误.
4.复数z满足|z-1|=|z+3|,则|z|( C )
A.恒等于1
B.最大值为1,无最小值
C.最小值为1,无最大值
D.无最大值,也无最小值
解析:设z=a+bi(a,b∈R),
因为|z-1|=|z+3|,
所以|a-1+bi|=|a+3+bi|,
即(a-1)2+b2=(a+3)2+b2,
解得a=-1,
所以|z|=≥1,
所以|z|有最小值为1,无最大值.
(1)复数z=a+bi(a,b∈R),其中a,b