内容正文:
第七章 小结与复习
知识网络·体系构建
主题归纳·综合提升
【主题1】 复数的概念及分类讨论思想的应用
【例1】 [2021•江苏省扬州市广陵区校级期中]已知m∈R,复数.
(1) 当m为何值时,复数z为实数?
(2) 当m为何值时,复数z为虚数?
(3) 当m为何值时,复数z为纯虚数?
思路点拨
(1) 若复数z为实数,则虚部为0,由此可求得m的值.
(2) 若复数z为虚数,则虚部不为0,由此可求得m的值.
(3) 若复数z为纯虚数,则实部为0,且虚部不为0,由此可求得m的值.
主题归纳·综合提升
【解】
(1)要使复数z为实数,则虚部为0,即=0,解得m=6或m=-3.∵当m=-3时,实部没有意义,故m=6.
(2)要使复数z为虚数,则虚部不为0,即≠0,解得m≠-3且m≠6.
(3)要使复数z为纯虚数,则实部为0,且虚部不为0,即, 解得m=1或m=- .
【变式训练1】
复数,当x为何实数时:
(1) z∈R?
(2) z为虚数?
(3) z为纯虚数?
【解】 (1)要使复数z为实数,则其虚部为0,∴ 解得x=4.∴当x=4时,z∈R.
(2) 要使复数z为虚数,则其虚部不等于0,∴, 解得, ∴3<x<4或x>4.∴当3<x<4或x>4时,z为虚数.
(3) 要使复数z为纯虚数,则其实部为0且虚部不为0,∴, 解得, 无解,∴复数z不可能是纯虚数.
【点评总结】
复数问题的求解,要注意紧扣相关的概念,根据概念将复数问题转化为实数问题来求解.当复数的实部与虚部含有字母时,利用复数的有关概念进行分类讨论,分别确定什么情况下该复数是实数、虚数、纯虚数.当x+yi没有说明x,y∈R时,也要分情况讨论.
【例2】 已知复数z=()+(-2-15)i.
(1) 实数m取什么数值时,复数z与复数2-12i相等?
(2) 实数m取什么数值时,复数z与复数12+16i互为共轭复数?
(3) 若m=2,求复数z的模.
思路点拨
第(1)(2)小题,可利用两个复数相等的充要条件和共轭复数的概念,建立关于m的方程组,通过解方程组求出m的值;第(3)小题,运用复数模的概念直接计算即可.
【解】
(1)根据复数相等的充要条件得, 解得m=-1.
(2)根据共轭复数的定义得, 解得m=1.
(3)当m=2时,i,所以|z|=.
【变式训练2】
已知复数z=(m+2)+(3-2m)i.
(1) 实数m取什么数值时,复数z与复数12+17i互为共轭复数?
(2) 实数m取什么数值时,复数z的模取得最小值?求出此时的最小值.
【解】
根据共轭复数的定义得, 解得m=10.
,当m= 时,复数的模取得最小值 .
【点评总结】
两个复数相等、复数的模和共轭复数也都是复数中的重要概念,是实现复数问题向实数问题转化的重要依据,在解决复数问题时有广泛的应用,在学习中需要高度重视.
【主题2】复数的运算及转化与化归思想的应用
【例3】 [2019·全国Ⅰ卷(文)]设,则|z|的值为( )
A. 2 B. C. D. 1
思路点拨
思路一:运用复数的除法,化复数为z=a+bi的形式,然后求模.
思路二:利用模的性质.
C
【解】方法1:i,∴
方法2: .故选C.
【变式训练3】
设复数z满足=i,则|z|的值为( )
A. 2 B. C. D. 1
【解】 由=i得1+z=i(1-z),∴(1+i)z=-1+i,∴|1+i|·|z|=|-1+i|,∴|z|=1.故选D.
D
【点评总结】
转化与化归就是把已知条件转化为需要的形式.例3及变式训练3这类
题首先利用复数的运算法则将复数转化为z=a+bi的形式,然后利用
或直接运用复数的模的性质来计算,考查数学运算素养.
【例4】 [2021·河北省石家庄市期末]已知i是虚数单位,复数,则z的共轭复数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
思路点拨
由化简得z=i,然后根据共轭复数的定义,得到,再确定在复平面内对应的点所在的象限.
C
【解】 = = === i,∴ = i, 对应点的坐标为,在第三象限.故选C.
【变式训练4】
已知ω=i,求证:
(1) (1-ω)(1-)(1-)(1- )=9;
(2) (1-ω+ )(1- + )=4.
【证明】
(1)ω= i=cos+isin,则= =1,∴ (1-ω)(1-)(1-)(1- )= (1-ω)(1-)(1-ω)(1-)= = = .∵ω+=(cos+isin)+ =-1,∴原式= =9,原式得证.
(2)=1,则(1-ω+)(1-+ )=(1-ω+ )(1- +ω)=1- =1-+2-=3-(