内容正文:
专题13.1 复数
【核心素养】
1.通过方程的解,认识复数,凸显数学抽象的核心素养.
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,凸显逻辑推理、数学运算的核心素养.
3.结合复数的运算法则,考查复数的加、减、乘、除运算,凸显数学运算的核心素养.
知识点一
复数的概念
1.虚数单位为i,规定:i2=-1,且实数与它进行四则运算时,原有的加法、乘法的运算律仍然成立.
2.复数的概念
形如:a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a叫做复数的实部,b叫做复数的虚部.
①当b=0时,复数a+bi为实数;
②当b≠0时,复数a+bi为虚数;
③当a=0且b≠0时,复数a+bi为纯虚数.
3.复数相等的充要条件
a+bi=c+di(a,b,c,d∈R)⇔ a=c且b=d,特别地,a+bi=0⇔ a=b=0.
4.共轭复数:一般地,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,复数z的共轭复数记作.
5. 复数的模
向量的模r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模,记作|z|或.即==r= (r≥0,r∈R).
知识点二
复数的几何意义
1.z=a+bi(a,b∈R)与复平面上的点Z(a,b)、平面向量都可建立一一对应的关系(其中O是坐标原点).
2.复平面内,实轴上的点都表示实数;虚轴上的点除原点外都表示纯虚数.
知识点三
复数的四则运算
1.复数的加、减、乘、除的运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则
(1)z1±z2=(a±c)+(b±d)i;
(2)z1·z2=(ac-bd)+(ad+bc)i;
(3) (z2≠0).
2. .
知识点四
共轭与模是复数的重要性质
运算性质有:
(1);(2);(3);(4);
(5);(6).
常考题型剖析
题型一: 复数的代数运算
【典例分析】
例1-1.(2023·全国·统考高考真题)已知,则( )
A. B. C.0 D.1
例1-2.(2021·全国·统考高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.
【规律方法】
1.复数的加法、减法、乘法运算可以类比多项式的运算.
2.复数的除法运算是分子、分母同乘以分母的共轭复数,即分母实数化.
3.在含有z,z,|z|中至少两个的复数方程中,可设z=a+bi,a,b∈R,变换方程,利用两复数相等的充要条件得出关于a,b的方程组,求出a,b,从而得出复数z.
4.注意应用:①(1±i)2=±2i;②=i,=-i.
【变式训练】
变式1-1.(2023·全国·统考高考真题)( )
A.1 B.2 C. D.5
变式1-2.(2023·全国·统考高考真题)( )
A. B.1 C. D.
题型二:复数的概念与性质
【典例分析】
例2-1.(2023上·云南曲靖·高三曲靖一中校考阶段练习)已知,则的虚部为( ).
A. B. C. D.
例2-2.(2023上·江苏淮安·高三校考阶段练习)若复数满足为纯虚数,则( )
A.-3 B. C.- D.3
【总结提升】
复数的分类、复数的相等、复数的模及共轭复数的概念都与复数的实部、虚部有关,所以解答与复数相关概念有关的问题时,需把所给复数化为代数形式,即a+bi(a,b∈R)的形式,再根据题意求解.
【变式训练】
变式2-1.(2022上·贵州黔东南·高三校考期末)复数(i为虚数单位)的实部与虚部互为相反数,则实数a的值为( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
变式2-2.(2024上·安徽·高三校联考阶段练习)已知复数满足(其中为虚数单位),则复数的实部与虚部的和为( )
A. B.1 C.-1 D.-2
题型三: 复数的相等及其应用
【典例分析】
例3-1.(2023·全国·统考高考真题)设,则( )
A.-1 B.0 · C.1 D.2
例3-2.(2022·全国·统考高考真题)已知,且,其中a,b为实数,则( )
A. B. C. D.
【规律方法】
a+bi=c+di⇔a=c,b=d,其中a,b,c,d∈R
【变式训练】
变式3-1.(2021·全国·统考高考真题)设,则( )
A. B. C. D.
变式3-2.(2023上·陕西西安·高三统考阶段练习)已知,,且,则( )
A. B.2 C. D.10
题型四: 求复数的模
【典例分析】
例4-1.(2022·全国·统考高考真题)若.则( )
A. B. C. D.
例4-2.(2023上·云南曲靖·高三曲靖一中校考阶段练习)若,其中是虚数单位,且,设,则为( )
A.2 B. C.6 D.
【规律方法】互为共轭复数的两