内容正文:
专题05 复数的概念
思维导图
核心考点聚焦
考点一:复数的基本概念
考点二:复数相等
考点三:复数的几何意义
考点四:复数的模
考点五:复数的轨迹与最值问题
知识点一:复数的基本概念
1、虚数单位
数叫做虚数单位,它的平方等于,即.
知识点诠释:
①是-1的一个平方根,即方程的一个根,方程的另一个根是;
②可与实数进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立.
2、复数的概念
形如()的数叫复数,记作:();
其中:叫复数的实部,叫复数的虚部,是虚数单位.全体复数所成的集合叫做复数集,用字母表示.
知识点诠释:
复数定义中,容易忽视,但却是列方程求复数的重要依据.
3、复数的分类
对于复数()
若b=0,则a+bi为实数,若b≠0,则a+bi为虚数,若a=0且b≠0,则a+bi为纯虚数.
分类如下:
()
用集合表示如下图:
4、复数集与其它数集之间的关系
(其中为自然数集,为整数集,为有理数集,为实数集,为复数集.)
5、共轭复数:
当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0的两个共轭复数也叫做共轭虚数.
通常记复数的共轭复数为.
知识点二:复数相等的充要条件
两个复数相等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等.即:
如果,那么
特别地:.
知识点诠释:
(1)一个复数一旦实部、虚部确定,那么这个复数就唯一确定;反之一样.
根据复数a+bi与c+di相等的定义,可知在a=c,b=d两式中,只要有一个不成立,那么就有a+bi≠c+di(a,b,c,d∈R).
(2)一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如果两个复数都是实数,就可以比较大小;也只有当两个复数全是实数时才能比较大小.
一、复数的几何意义
1、复平面、实轴、虚轴:
如图所示,复数()可用点表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,也叫高斯平面,轴叫做实轴,轴叫做虚轴.
知识点诠释:
实轴上的点都表示实数.除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
2、复数集与复平面内点的对应关系
按照复数的几何表示法,每一个复数有复平面内唯一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有唯一的一个复数和它对应.
复数集C和复平面内所有的点所成的集合是一一对应关系,即
复数复平面内的点
这是复数的一种几何意义.
3、复数集与复平面中的向量的对应关系
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,所以,我们还可以用向量来表示复数.
设复平面内的点表示复数(),向量由点唯一确定;反过来,点也可以由向量唯一确定.
复数集C和复平面内的向量所成的集合是一一对应的,即
复数平面向量
这是复数的另一种几何意义.
4、复数的模
设(),则向量的长度叫做复数的模,记作.
即.
知识点诠释:
①两个复数不全是实数时不能比较大小,但它们的模可以比较大小.
②复平面内,表示两个共轭复数的点关于x轴对称,并且他们的模相等.
考点剖析
考点一:复数的基本概念
例1.(2024·全国·高一课堂例题)当为何实数时,复数分别是:
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数:
(4)0?
例2.(2024·河北邢台·高一统考)复数,则( )
A.的实部为 B.的虚部为
C.的实部为 D.的虚部为
例3.(2024·云南·高二校联考)已知,,若,则z的虚部是( )
A.-2 B.1 C.-2i D.2i
变式1.(2024·浙江绍兴·高一绍兴市稽山中学校考)设,则复数的虚部为( )
A. B.2 C. D.
变式2.(2024·江苏徐州·高一统考)已知为虚数单位,则( )
A. B. C.1 D.
变式3.(2024·浙江·高一)已知i为虚数单位,复数,则z的共轭复数为( )
A. B. C. D.
考点二:复数相等
例4.(2024·河南商丘·高一校考阶段练习)已知x、,若,则 .
例5.(2024·上海奉贤·统考一模)已知,,则a= ;
例6.(2024·新疆喀什·高一校考)已知,则
变式4.(2024·西藏拉萨·高一统考期末)已知,i为虚数单位,且,则 .
考点三:复数的几何意义
例7.(2024·新疆哈密·高一校考期末)四边形ABCD是复平面内的平行四边形,三点对应的复数分别是,,,则点D对应的复数为 .
例8.(2024·福建宁德·高一统考)已知复数,则在复平面内复数z对应的点在第 象限.
例9.(2024·高一单元测试)若复数所对应的点在第二象限,则的取值范围为 .
变式5.(2024·高一单元测试)若复数在复平面内对应的点位于虚轴上