内容正文:
10.2.2 复数的乘法与除法(概念课—逐点理清式教学)
课时目标
1.掌握复数的乘法和除法运算.理解复数乘法的交换律、结合律和乘法对加法的分配律.
2.掌握在复数范围内解方程的方法.
逐点清(一) 复数的乘法
[多维度理解]
1.复数的乘法的定义
一般地,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),称z1z2(或z1×z2)为z1与z2的积,并规定z1z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i.
2.复数乘法的运算律
(1)对任意复数z1,z2,z3,有
交换律
z1z2=z2z1
结合律
(z1z2)z3=z1(z2z3)
乘法对加法的分配律
z1(z2+z3)=z1z2+z1z3
(2)n个相同的复数z相乘时,仍称为z的n次方(或n次幂),并记作zn.当m,n均为正整数时,zmzn=zm+n,(zm)n=zmn,(z1z2)n=zz.
(3)i的乘方运算性质
i4n+1= ;i4n+2=-1;i4n+3=-i;i4n=1.
(4)两个共轭复数的乘积等于这个复数(或其共轭复数)模的平方.
微点助解
实数集内乘法、乘方的一些重要结论和运算法则在复数集内不一定成立,如:
(1)当z∈R时,有|z|2=z2;当z∈C时,有|z|2∈R,而z2∈C,故|z|2和z2不能进行比较.例如,当z=1+i时,|z|2=2,z2=2i,此时2和2i不能进行比较.
(2)当m,n∈R时,有m2+n2=0⇔m=n=0;当z1,z2∈C时,z+z=0z1=z2=0,但z1=z2=0⇒z+z=0.
需注意z1z2=0的充要条件是z1=0或z2=0.依据复数的乘法运算可得z1z2=0⇔|z1z2|=0⇔|z1||z2|=0⇔z1=0或z2=0.
[细微点练明]
1.复数(3+2i)i等于( )
A.-2-3i B.-2+3i
C.2-3i D.2+3i
解析:选B (3+2i)i=3i+2i·i=-2+3i,故选B.
2.设i为虚数单位,则i+i2+i3+…+i2 023的值为( )
A.i+1 B.i-1
C.i D.-1
解析:选D 因为i+i2+i3+i4=0,in的取值周期为4,所以i+i2+i3+…+i2 022+i2 023=505×0+i+i2+i3=i-1-i=-1.
3.(2023·新课标Ⅱ卷)在复平面内,(1+3i)(3-i)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:选A 因为(1+3i)(3-i)=3-i+9i-3i2=6+8i,所以该复数在复平面内对应的点为(6,8),位于第一象限,故选A.
4.若复数(1-i)(a+i)在复平面内对应的点在第二象限,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,-1)
C.(1,+∞) D.(-1,+∞)
解析:选B 由题意,得z=(1-i)(a+i)=(a+1)+(1-a)i,因为z在复平面内对应的点在第二象限,所以解得a<-1,故选B.
5.已知复数z1=1-2i,z2=1+bi,若=7-i,则实数b=( )
A.1 B.2
C.3 D.-1
解析:选C 因为=·=(1+2i)(1-bi)=1+2b+(2-b)i=7-i,所以1+2b=7,2-b=-1,解得b=3.故选C.
逐点清(二) 复数的除法
[多维度理解]
1.复数的除法的定义
(1)如果复数z2≠0,则满足zz2=z1的复数z称为z1除以z2的商,并记作z=(或z=z1÷z2),z1称为被除数,z2称为除数.
(2)当z为非零复数且n是正整数时,规定z0=1,z-n=.
2.复数倒数的运算
设z=a+bi,则=,且=.
3.复数的除法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(c+di≠0),==+i.
4.常用公式
(1)=-i;(2)=i;(3)=-i.
[细微点练明]
1.(2023·新课标Ⅰ卷)已知z=,则z-=( )
A.-i B.i
C.0 D.1
解析:选A 因为z===-,所以=,所以z-=--=-i.故选A.
2.若复数z满足z(2-i)=11+7i(i是虚数单位),则z=( )
A.3+5i B.3-5i
C.-3+5i D.-3-5i
解析:选A ∵z(2-i)=11+7i,∴z====3+5i.
3.(2023·全国甲卷)=( )
A.-1 B.1
C.1-i D.1+i
解析:选C 由题意知,===1-i,故选C.
4.(多选)已知复数z满足=2+i,则( )
A.z的虚部为-1
B.|z|=
C.z在复平面内对应的点在第四象限
D.z6=-8i
解析:选ABD 因为=2+i,所以1-=2+i,所以z====-1