内容正文:
第3章 复数
3.1 复数的概念
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1.了解引进虚数单位 的必要性,了解数系的扩充过程.(数学抽象)
2.理解复数的概念、表示方法及相关概念.(数学抽象)
3.掌握复数的分类及复数相等的充要条件.(逻辑推理)
学习目标
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1.什么是复数?它的代数形式是什么?
[答案] 形如(其中,)的数称为复数,其代数形式为 .
2.什么是虚数单位?对于虚数单位有什么规定?
[答案] 称为虚数单位,规定: .
3.复数分为哪两大类?
[答案] 实数,虚数.
自主预习
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4.两个复数相等的条件是什么?
[答案] 两个复数相等的条件是它们实部和实部相等,虚部和虚部相等.
自主预习
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1.判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若,为实数,则 为虚数.( )
×
(2)复数 的实部不存在,虚部为0.( )
×
(3) 是纯虚数.( )
×
(4)如果两个复数的实部的差和虚部的差都等于0,那么这两个复数相等.( )
√
2.(多选题)若复数为实数,则实数 的值可以为
( ) .
AB
A. B.2 C.1 D.
[解析] 因为复数 为实数,
所以,解得或 .
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3.已知,,若,则 ___.
5
[解析] 由题意知,,即, .
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探究1 复数的相关概念
问题1: 方程有解吗?解是什么?方程 在实数范围内有解吗?
[答案] 方程有解,解是,方程 在实数范围内没有解.
问题2: 若有一个新数满足,试想方程 有解吗?
[答案] 有解 ,但不在实数范围内.
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问题3: 添加之后, 与原来的实数之间进行加法、乘法运算的时候,会产生怎样的新数?
[答案] 若与实数相乘再与实数相加则可得到形式为 的新数.
问题4: 复数由哪些数组成?
[答案] 由实数和虚数组成.
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新知生成
1.复数
(1)定义:形如(其中,)的数称为复数,其中称为复数 的实
部,称为复数的虚部,称为虚数单位,满足 .
(2)表示方法:通常用字母表示复数,即 .
一般将复数的实部记作,虚部记作 .
2.复数集
全体复数组成的集合称为复数集,用C表示,于是, }.
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3.复数的分类
当时,复数就是实数;当时,称为虚数;而当且
时, 称为纯虚数.
复数
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新知运用
例1 (多选题)已知复数 ,则下列结论正确的是( ) .
ACD
A.的实部是 B.的虚部是
C.若,则, D.当且时, 是纯虚数
[解析] 的实部是,虚部为 ,故A正确,B错误;
若,则, ,故C正确;
当且时, 是纯虚数,故D正确.
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例2 当实数为何值时,复数 是下列数?
(1)虚数;
(2)纯虚数.
[解析] (1)当即且时,复数 是虚数.
(2)当即或时,复数 是纯虚数.
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&1& (1)一个数的平方为非负数在实数范围内是真命题,在复数范围内是假
命题,所以在判定数的性质并给出结论时,一定要注意在哪个数集范围内.(2)确定
复数的实部、虚部时,不但要把复数化为的形式,而且要注意这里的, 均为
实数.
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1.给出下列说法:①复数的虚部是;②形如 的数一定是虚数;③
若,,则 是纯虚数;④若两个复数能够比较大小,则它们都是实数.
其中说法错误的个数是( ) .
C
A.1 B.2 C.3 D.4
[解析] 复数的虚部是3,①错误;形如 的数不一定是虚数,②错误;
只有当,时, 是纯虚数,③错误;若两个复数能够比较大小,
则它们都是实数,故④正确.所以说法错误的有3个.
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2.当实数为何值时, 是下列数?(1)实数;
(2)虚数;(3)纯虚数.
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[解析] (1)若为实数,则
即解得 .
当时, 为实数.
(2)若是虚数,则
即解得且 .
当且时, 为虚数.
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(3)若为纯虚数,则
即即解得 .
当时, 为纯虚数.
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探究2 复数相等
问题1: 由能否推出 ?两个实数能比较大小,那么两个复数能比较
大小吗?
[答案] 由不能推出 .当两个复数都是实数时,可以比较大小;当两个
复数不全是实数时,不能比较大小.
问题2: 若复数,则实数, 满足什么条件?
[答案] 若复数,则实数,满足,且 .
问题3: 如何确定两个复数是否相等?
[答案] 根据复数的定义知,两个复数相等当且仅当它们的实部与虚部分别对应相等.
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新知生成
若两个复数, 的实部与虚部分别相等,则称这两个复数相
等,即且.特别地,且 .
合作探究
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新知运用
例3 (1)给出下列说法:
①若,则 ;
② ;
③若,且