内容正文:
专题05复数
一、数系的扩充及复数的有关概念
1.复数的有关概念
(1)复数的定义:形如的数叫做复数,其中叫做虚数单位,且.
(2)复数集:全体复数构成的集合叫做复数集.
(3)复数的表示:,其中叫做复数的实部,叫做复数的虚部.
2.数系的扩充
3.复数相等
若,则复数与相等的充要条件是且.
4.复数的分类
(1)对于复数,当且仅当时,它是实数;当且仅当时,它是实数0;当时,它叫做虚数;当且时,它叫做纯虚数.
这样,复数可以分类如下:
二、复数的几何意义
1.复平面
(1)定义:建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.
(2)实轴:在复平面内,轴叫做实轴,单位是1,实轴上的点都表示实数.
(3)虚轴:在复平面内,轴叫做虚轴,单位是,除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
(4)原点:原点表示实数0.
2.复数的几何意义
(1)复数一一对应复平面内的点.
(2)复数一一对应平面向量.
3.复数的模
向量的模叫做复数的模或绝对值,记作或,即.
如果,那么是一个实数,它的模就等于
4.共轭复数
(1)定义: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.虚部不等于0的两个共复数也叫做共轭虚数.
(2)表示:复数的共轭复数表示为,即若,则.
(3)性质:①两个共轭复数的对应点关于实轴对称;②实数的共轭复数是它本身,即.
利用这个性质,可以证明一个复数是实数.
三、复数的加减运算
1.复数的加减运算
(1)运算法则:设,则
(2)加法运算律:
对任意,有
交换律
结合律
2.复数加减法的几何意义
(1)复数加法的几何意义.
如图,设复数 对应的向量分别为,四边形为平行四边形,则与对应的向量是.
(2)向量减法的几何意义
如图所示,设分别与复数对应,且不共线,则这两个复数的差与向量(即对应.
四、复数的乘除运算
1.复数的乘法法则
设是任意两个复数,则
2.复数的乘法的运算律
对于任意,有
交换律
结合律
乘法对加法的分配律
3.复数的除法法则
设,且,则.
注:.
4.在复数范围内,实系数一元二次方程的求根公式
(1)当时,;(2)当时,
【重难点01复数的分类】
例1.若复数是实数,则实数 .
例2.实数m取什么值时,复数是:
(1)实数?
(2)虚数?
(3)纯虚数?
判断一个复数在什么情况下是实数、虚数或者纯虚数,应首先保证复数的实部、虚部均有意义.其次根据分类的标准,列出实部、虚部应满足的关系式再求解.
【跟踪练习】
练习1.在,,,,0.618这五个数中,纯虚数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
练习2.已知复数(其中为虚数单位)为纯虚数,写出关于复数的一个正确结论: .
练习3.当实数取什么值时,复数是下列数?
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
练习4.已知复数,,其中R,问m为何值时.
【重难点02复数相等】
例3.已知(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
例4.已知复数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解决复数相等问题的步骤:分别分离出两个复数的实部和虚部,利用实部与实部相等、虚部与虚部相等列方程(组)求解.
【跟踪练习】
练习1.已知,其中x,y是实数,i是虚数单位,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
练习2.已知a,,复数,(i为虚数单位),若,则( )
A.1 B.2 C.-2 D.-4
练习3.已知,,则“”是“”的 条件.
练习4.已知,,若,求实数的值.
【重难点03复数的加减乘除】
例5.复数 .
例6.已知,则( )
A. B. C. D.
【跟踪练习】
练习1.已知复数z满足,则z的虚部为( )
A.1 B. C.2 D.
练习2.已知复数,则( )
A. B. C. D.
练习3.复数z满足,(i为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
练习4.已知复数(i是虚数单位),则的共轭复数是 .
【重难点04复数的乘方运算】
例7.i是虚数单位,若复数,则z的共轭复数( ).
A. B. C. D.
例8.若复数,则( )
A. B. C. D.0
有如下性质:如果,那么有
【跟踪练习】
练习1.设,则在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
练习2.已知复数,则 .
练习3.若复数,则 .
练习4.计算: ;
【重难点05复数的几何意义】
例9.在复平面内,复数与对应的向量分别是与,其中O是原点,则两点间的距离为 .
例10.已知复数,且,