内容正文:
第07讲 复数的四则运算
【人教A版2019】
·模块一 复数的加、减运算及其几何意义
·模块二 复数的乘、除运算
·模块三 课后作业
模块一
复数的加、减运算及其几何意义
1.复数的加法运算及其几何意义
(1)复数的加法法则
设=a+bi,=c+di(a,b,c,dR)是任意两个复数,那么+=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
(2)复数的加法满足的运算律
对任意,,∈C,有
①交换律:+=+;
②结合律:(+)+=+(+).
(3)复数加法的几何意义
在复平面内,设=a+bi,=c+di(a,b,c,d∈R)对应的向量分别为,,则=(a,b),=(c,d).以,对应的线段为邻边作平行四边形 (如图所示),则由平面向量的坐标运算,可得=+=(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d),即z=(a+c)+(b+d)i,即对角线OZ对应的向量就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量.
2.复数的减法运算及其几何意义
(1)复数的减法法则
类比实数减法的意义,我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足(c+di)+(x+yi)=a+bi的复数
x+yi(x,y∈R)叫做复数a+bi(a,b∈R)减去复数c+di(c,d∈R)的差,记作(a+bi)-(c+di).
根据复数相等的定义,有c+x=a,d+y=b,因此x=a-c,y=b-d,所以x+yi=(a-c)+(b-d)i,即(a+bi) -(c+di)
=(a-c)+(b-d)i.这就是复数的减法法则.
(2)复数减法的几何意义
两个复数=a+bi,=c+di(a,b,c,d∈R)在复平面内对应的向量分别是,,那么这两个复数的差
-对应的向量是-,即向量.
如果作=,那么点Z对应的复数就是-(如图所示).
这说明两个向量与的差就是与复数(a-c)+(b-d)i对应的向量.因此,复数的减法可以按照向
量的减法来进行,这是复数减法的几何意义.
【考点1 复数加减法的代数运算】
【例1.1】(23-24高一·全国·课时练习)已知为虚数单位,计算下列各式.
(1);
(2);
(3);
(4).
【例1.2】(2023高二·全国·课时练习)已知,.设,且,求、.
【变式1.1】(2023高一·全国·专题练习)计算:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
(7)
(8)
【变式1.2】(2023高二·全国·课时练习)设,,,
求:(1)的值;
(2)的值.
【考点2 复数加、减法的几何意义的应用】
【例2.1】(23-24高一·全国·课时练习)如图所示,平行四边形OABC的顶点O,A,C分别对应复数0,3+2i,-2+4i.求:
(1)向量对应的复数;
(2)向量对应的复数;
(3)向量对应的复数.
【例2.2】(23-24高一下·全国·课时练习)已知四边形是复平面内的平行四边形,是原点,点分别表示复数,是,的交点,如图所示,求点表示的复数.
【变式2.1】(23-24高一下·全国·课时练习)如图,向量对应的复数是z,分别作出下列运算的结果对应的向量:
(1);
(2);
(3).
【变式2.2】(2024高二下·全国·专题练习)在复平面内,分别对应复数,以AB,AC为邻边作一个平行四边形,求点对应的复数及的长.
模块二
复数的乘、除运算
1.复数的乘法运算
(1)复数的乘法法则
设=a+bi,=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=ac+bci+adi+
=(ac-bd)+(ad+bc)i.
可以看出,两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把换成-1,并且把实部与
虚部分别合并即可.
(2)复数乘法的运算律
对于任意,,∈C,有
①交换律:=;
②结合律:()=();
③分配律:(+)=+.
在复数范围内,正整数指数幂的运算律仍然成立.即对于任意复数z,,和正整数m,n,有=,
=,=.
2.复数的除法运算
(1)定义
我们规定复数的除法是乘法的逆运算.即把满足(c+di)(x+yi)=a+bi(c+di≠0)的复数x+yi叫做复数a+bi除
以复数c+di的商,记作(a+bi)÷(c+di)或(a,b,c,d∈R,且c+di≠0).
(1)复数的除法法则
(a+bi)÷(c+di)====+i(a,b,c,d∈R,且
c+di≠0).
由此可见,两个复数相除(除数不为0),所得的商是一个确定的复数.
3.复数运算的常用技巧
(1)复数常见运算小结论
①;
②;
③;
④;
⑤.
(2)常用公式
;
;
.
4.复数范围内实数系一元二次方程的根
若一元二次方程+bx+c=0(a≠0,且a,b,c∈R)