内容正文:
第4节 复数
课程标准解读
1.通过方程的解,认识复数.2.结合复数的代数表示及其几何意义,考查复数的实部、虚部,共轭复数,复数的模等概念的认识.3.结合复数的运算法则,考查复数的加、减、乘、除运算.
[知识梳理]
1.复数的有关概念
(1)复数的定义:一般地,当a与b都是实数时,称a+bi为复数.复数一般用小写字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R),其中a称为z的实部,b称为z的虚部,分别记作Re(z)=a,Im(z)=b.
所有复数组成的集合称为复数集,复数集通常用大写字母C表示,因此C={z|z=a+bi,a,b∈R}.
(2)复数的分类:虚部为0的复数称为实数;虚部不为0的复数称为虚数;实部为0的虚数称为纯虚数.
(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共轭⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(5)复数的模:向量=(a,b)的长度称为复数z=a+bi(a,b∈R)的模,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=__.
2.复数的几何意义
(1)复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b).
(2)复数z=a+bi平面向量.
3.复数的计算
(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:z1·z2=(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
设z1,z2,z3∈C,则复数加法满足以下运算律:
①交换律:z1+z2=z2+z1;
②结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
(3)复数乘法的运算律
设z1,z2,z3∈C,则复数乘法满足以下运算律:①交换律:z1z2=z2z1;
②结合律:(z1z2)z3=z1(z2z3);
③乘法对加法的分配律:z1(z2+z3)=z1z2+z1z3.
常用结论
1.(1±i)2=±2i,=i,=-i.
2.i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N*),i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N*).
3.z·=|z|2=||2,|z1·z2|=|z1|·|z2|,=,|zn|=|z|n.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)方程x2+x+1=0没有解.( )
(2)复数z=a+bi(a,b∈R)中,虚部为bi.( )
(3)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.( )
(4)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改编)若复数z=+(m2-2m)i为纯虚数,则实数m的值为( )
A.2 B.-3
C.2或-3 D.1或-3
解析:B 由题意得,解得m=-3.
3.(教材改编)复数z=(1-i)(3+4i)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
解析:A 复数z=(1-i)(3+4i)=7+i对应的点为(7,1),故位于第一象限.
4.(2022·浙江卷)已知a,b∈R,a+3i=(b+i)i(i为虚数单位),则( )
A.a=1,b=-3 B.a=-1,b=3
C.a=-1,b=-3 D.a=1,b=3
解析:B (b+i)i=-1+bi,则由a+3i=-1+bi,得a=-1,b=3,故选B.
5.(易错自纠)已知a+bi(a,b∈R)是的共轭复数,则a+b=( )
A.-1 B.-
C. D.1
解析:D 由==-i,从而知a+bi=i,由复数相等得a=0,b=1, 从而a+b=1.
考点一 复数的概念(基础性)
1.已知a∈R,若a-1+(a-2)i(i为虚数单位)是实数,则a=( )
A.1 B.-1
C.2 D.-2
解析:C 由题可知复数的虚部为a-2,若该复数为实数,则a-2=0,即a=2.故选C.
2.复数的虚部是( )
A.- B.-
C. D.
解析:D ===+i,所以虚部为.
3.(2022·郑州质量预测)若复数(a∈R)的实部和虚部相等,则实数a的值为( )
A.1 B.-1
C. D.-
解析:C 因为==+i,所以由题意,得=,解得a=,故选C.
4.(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=1,b=-2 B.a=-1,b=2