内容正文:
7.2.1复数的加、减运算及其几何意义
学习目标
1.熟练掌握复数的代数形式的加减法运算法则.
2.理解复数加减法的几何意义,能够利用“数形结合”的思想解题.
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一:复数的加法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么它们的和(a+bi)+( c+di)=(a+c)+(b+d)i。实部相加为实部,虚部相加为虚部。
特别地,当z1,z2都是实数时,把它们看作复数时的和就是这两个实数的和。可以看出,两个复数相加,类似于两个多项式相加。
复数的加法
探究:
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d )是两个任意复数,
由于希望加法结合律成立,
z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(bi+di)
由于希望乘法分配律成立,
z1+z2=(a+c)+(bi+di)=(a+c)+(b+d)i
这样就猜想出了复数的加法法则.
R
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我们规定,复数的加法法则如下:
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d )是两个任意复数,
那么它们的和
(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
说明:(1)复数的加法运算法则是一种规定.当b=0,d=0时,
与实数加法法则保持一致;
(2)两个复数的和仍然是一个复数,对于复数的加法
可以推广到多个复数相加的情形.
R
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说明:(3)复数的加法法则:
(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
如果将i 看作“变元”,a+bi中的实部和虚部
a,b看作常数,我们就可以将复数看成是
“一次二项式”,很容易发现两个复数相加与
两个一次二项式相加(合并同类项)一致.
这样,得到两个复数相加与两个多项式相加
相类似.
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思考二
复数的加法满足交换律,结合律吗?
设z1=a1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,
(a1,b1,a2,b2, a3,b3 )
因为z1+z2=(a1+b1i)+(a2+b2i)=(a1+a2)+(b1+b2)i
z2+z1=(a2+b2i)+(a1+b1i)=(a2+a1)+(b2+b1)i
又 a1+a2=a2+a1,b1+b2=b2+b1
所以z1+z2=z2+z1 (满足交换律)
R
.
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因为(z1+z2)+z3=(a1+b1i)+(a2+b2i)+(a3+b3i)
=(a1+a2)+(b1+b2)i +(a3+b3i)
=(a1+a2)+a3 +(b1+b2)+b3 i
z1+(z2+z3)=(a1+b1i)+(a2+b2i)+(a3+b3i)
=(a1+b1i)+ (a2+a3)+(b2+b3)i
= a1+(a2+a3) + b1+(b2+b3) i
又 (a1+a2)+a3 = a1+(a2+a3),(b1+b2)+b3 =b1+(b2+b3)
所以(z1+z2)+z3= z1+(z2+z3)(满足结合律)
.
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复数的加法满足交换律,结合律
对任意z1,z2,z3 ,有
z1+z2=z2+z1
(z1+z2)+z3= z1+(z2+z3)
C
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根据复数的两种几何意义可知:复数的加减运算可以转化为点的坐标运算或向量运算.
二:复数加减运算的几何意义
例2
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【思路点拨】 画出图形,作出相应的向量借用向量加减法求复数.
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【思维总结】 要求某个向量对应的复数,只要找出所求的向量的始点和终点,或者利用相等向量.
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变式训练2 复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=-1-2i,它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.
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1.练习
(1)(2+4i)+(3-4i)
(2) 5 -(3+2i)
(3)(-3-4i)+(2+i)-(1-5i)
(4)(2-i)-(2+3i)+4i
(1)5 (2)2-2i
(3)-2+2i (4)0
练习巩固
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(1).|z-(1+2i)|
(2).|z+(1+2i)|
2.已知复数z对应点A,说明下列各式所表示的几何意义.
点A到点(1,2)的距离
点A到点(-1, -2)的距离
(3).|z-1|
点A到点(1,0)的距离
(4).|z+2i|
点A到点(0, -2)的距离
练习巩固
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3. 满足条件 的复数 在复平
面上对应的轨迹是( )
A.一条直线 B.两条直线
C.圆 D.其它
C
练习巩固
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1.复数代数形式的加减法满足交换律、结合律,复数的减法是加法的逆运算.
2.复数加法的几何意义就是向量加法的平行四边形法则,复数减法的几何意义就是向量减法的三角形法则.
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