内容正文:
专题7.1 复数的概念【八大题型】
【人教A版(2019)】
【题型1 复数的分类及辨析】 2
【题型2 复数的相等】 2
【题型3 已知复数的类型求参数 】 3
【题型4 复数的几何意义】 5
【题型5 复数的向量表示】 5
【题型6 共轭复数的求解】 6
【题型7 复数的模的计算】 7
【题型8 复数的模的几何意义】 7
【知识点1 数系的扩充和复数的概念】
1.数系的扩充与复数的相关概念
(1)复数的引入
为了解决这样的方程在实数系中无解的问题,我们引入一个新数i,规定:
①,即i是方程的根;
②实数可以和数i进行加法和乘法运算,且加法和乘法的运算律仍然成立.
在此规定下,实数a与i相加,结果记作a+i;实数b与i相乘,结果记作bi;实数a与bi相加,结果
记作a+bi.注意到所有实数以及i都可以写成a+bi(a,b∈R)的形式,从而这些数都在扩充后的新数集中.
(2)复数的概念
我们把形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫
做复数集.这样,方程在复数集C中就有解x=i了.
(3)复数的表示
复数通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R).以后不作特殊说明时,复数z=a+bi都有a,b∈R,其中的a与b分别叫做复数z的实部与虚部.
(4)复数的分类
对于复数a+bi,当且仅当b=0时,它是实数;当且仅当a=b=0时,它是实数0;当b≠0时,它叫做虚数;当a=0且b≠0时,它叫做纯虚数.
显然,实数集R是复数集C的真子集,即.
复数z=a+bi可以分类如下:
复数,
复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,可用图表示.
2.复数相等
在复数集C={a+bi|a,b∈R}中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等当且仅当
a=c且b=d,即当且仅当两个复数的实部与实部相等、虚部与虚部相等时,两个复数才相等.
【题型1 复数的分类及辨析】
【例1】(24-25高一下·湖南长沙·阶段练习)已知为虚数单位,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.实部为零的复数是纯虚数
C.可能是实数 D.复数的虚部是
【变式1-1】(24-25高一下·全国·课后作业)下列四种说法正确的是( )
A.如果实数,那么是纯虚数.
B.实数是复数.
C.如果,那么是纯虚数.
D.任何数的偶数次幂都不小于零.
【变式1-2】(2024高一下·江苏·专题练习)下列命题:
①若,则是纯虚数;
②若,,且,则;
③若是纯虚数,则实数;
④实数集是复数集的真子集.
其中正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【变式1-3】(23-24高一下·上海浦东新·期中)下列命题一定成立的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则是纯虚数
D.若且,则且
【题型2 复数的相等】
【例2】(23-24高一下·新疆克孜勒苏·期中)已知为虚数单位,,为实数,若,则( )
A.1 B. C.5 D.
【变式2-1】(23-24高一下·湖南·期末)已知x,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式2-2】(23-24高一下·河南驻马店·阶段练习)已知复数,(,为虚数单位),且,则( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(24-25高一下·全国·单元测试)已知,,其中为实数,为虚数单位,若,则的值为( )
A.4 B. C.6 D.或6
【题型3 已知复数的类型求参数 】
【例3】(23-24高一下·河北唐山·期中)如果复数是纯虚数,,是虚数单位,则( )
A. B. C.或 D.且
【变式3-1】(23-24高一下·四川凉山·期末)若复数是实数,则( )
A.1 B. C. D.
【变式3-2】(23-24高一下·上海·期末)“”是“是纯虚数”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.既不充分也不必要 D.充要
【变式3-3】(23-24高一下·重庆·阶段练习)若复数是纯虚数,则( )
A. B.且 C. D.
【知识点2 复数的几何意义】
1.复数的几何意义
(1)复平面
根据复数相等的定义,可得复数z=a+bi有序实数对(a,b),而有序实数对(a,b)平面
直角坐标系中的点,所以复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应关系.
如图所示,点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi可用点Z(a,b)表示,这个建立了直角坐标系来
表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴.
(2)复数的几何意义——与点对应
由上可知,每一个复数,有复平面内唯一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有唯一
的一个复数和它对应.复数集C中的数和复平面内的点是一一对应的,即复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b),这是复数的一种几何意义.
(3)复数的几何意义——与向量对应
在平面直角坐标系中,每一个平面向量都可以用一个有序实数对来表示,而有序实数对与复数是一一
对应的.这样就可以用平面向量来表示复数.
如图所示,设复平面内的点Z表示复数z=a+bi,连接OZ,显然向量由点Z唯一确定;反过来,点Z(相对于原点来说)也可以由向量唯一确定.
因此,复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量是一一对应的(实数0与零向量对应),即复数z=a+bi平面向量,这是复数的另一种几何意义.
2.复数的模
向量的模r叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|.如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它
的模等于|a|(就是a的绝对值).由模的定义可知,|z|=|a+bi|=r=(r0,r∈R).
3.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,这这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0
的两个共轭复数也复数z的共轭复数用表示,即若z=a+bi,则.特别地,实数a的共轭复数仍是a本身.
(2)几何意义
互为共轭复数的两个复数在复平面内所对应的点关于实轴对称(如图).特别地,实数和它的共轭复数在复
平面内所对应的点重合,且在实轴上.
(3)性质
①.
②实数的共轭复数是它本身,即z∈R,利用这个性质可证明一个复数为实数.
4.复数的模的几何意义
(1)复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|就是复数z=a+bi在复平面内对应的点Z(a,b)到坐标原点的距离,这是复数
的模的几何意义.
(2)复数z在复平面内对应的点为Z,r表示一个大于0的常数,则满足条件|z|=r的点Z组成的集合是以
原点为圆心,r为半径的圆,|z|<r表示圆的内部,|z|>r表示圆的外部.
【题型4 复数的几何意义】
【例4】(23-24高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)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
【变式4-1】(23-24高一下·北京通州·期末)复平面内点所对应复数的虚部为( )
A.1 B. C. D.
【变式4-2】(23-24高一下·广东清远·期中)已知复数,则( )
A.的虚部为 B.
C. D.在复平面内对应的点在第三象限
【变式4-3】(23-24高一下·安徽亳州·期末)复数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
【题型5 复数的向量表示】
【例5】(23-24高一下·安徽芜湖·期末)在复平面内,复数,对应的向量分别是,,其中是原点,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(2024高一下·全国·专题练习)在复平面内,O为原点,向量对应的复数为,若点A关于虚轴的对称点为B,则向量对应的复数为( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(24-25高一·全国·课后作业)如图,设向量,,所对应的复数为,那么( )
A.
B.
C.
D.
【变式5-3】(24-25高一下·河北张家口·阶段练习)已知复数(为虚数单位)在复平面内对应的点分别为,将向量绕着点(为复平面内的原点)逆时针旋转得到向量,则对应的复数为( )
A. B. C. D.
【题型6 共轭复数的求解】
【例6】(23-24高一下·浙江绍兴·期末)复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(23-24高一下·内蒙古赤峰·阶段练习)复数,则的共轭复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(24-25高一下·四川遂宁·阶段练习)复数,下列说法不正确的是( )
A.的实部为2 B.的虚部为
C. D.
【变式6-3】(23-24高一下·陕西渭南·期末)已知复数(为虚数单位),则其共轭复数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
【题型7 复数的模的计算】
【例7】(23-24高一下·北京丰台·期末)设复数,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【变式7-1】(23-24高一下·广东茂名·期中)若复数的实部与虚部互为相反数,则的值为( )
A.0 B.2 C.8 D.
【变式7-2】(2024·全国·模拟预测)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式7-3】(24-25高一下·新疆和田·阶段练习)设复数,则的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.4
【题型8 复数的模的几何意义】
【例8】(23-24高一下·江苏苏州·期中)已知复数满足,则(是虚数单位)的最小值为( )
A. B.4 C. D.6
【变式8-1】(24-25高一·全国·随堂练习)设,则满足的复数在复平面上的对应点构成图形的面积是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(24-25高一·全国·课堂例题)设:,点对应复数,在复平面内满足下列条件的点的集合是什么图形?
(1);
(2).
【变式8-3】(24-25高一·全国·单元测试)已知复数满足,且复数在复平面内的对应点为.
(1)确定点的集合构成图形的形状;
(2)求的最大值和最小值.
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专题7.1 复数的概念【八大题型】
【人教A版(2019)】
【题型1 复数的分类及辨析】 2
【题型2 复数的相等】 3
【题型3 已知复数的类型求参数 】 4
【题型4 复数的几何意义】 7
【题型5 复数的向量表示】 8
【题型6 共轭复数的求解】 10
【题型7 复数的模的计算】 11
【题型8 复数的模的几何意义】 12
【知识点1 数系的扩充和复数的概念】
1.数系的扩充与复数的相关概念
(1)复数的引入
为了解决这样的方程在实数系中无解的问题,我们引入一个新数i,规定:
①,即i是方程的根;
②实数可以和数i进行加法和乘法运算,且加法和乘法的运算律仍然成立.
在此规定下,实数a与i相加,结果记作a+i;实数b与i相乘,结果记作bi;实数a与bi相加,结果
记作a+bi.注意到所有实数以及i都可以写成a+bi(a,b∈R)的形式,从而这些数都在扩充后的新数集中.
(2)复数的概念
我们把形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫
做复数集.这样,方程在复数集C中就有解x=i了.
(3)复数的表示
复数通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R).以后不作特殊说明时,复数z=a+bi都有a,b∈R,其中的a与b分别叫做复数z的实部与虚部.
(4)复数的分类
对于复数a+bi,当且仅当b=0时,它是实数;当且仅当a=b=0时,它是实数0;当b≠0时,它叫做虚数;当a=0且b≠0时,它叫做纯虚数.
显然,实数集R是复数集C的真子集,即.
复数z=a+bi可以分类如下:
复数,
复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,可用图表示.
2.复数相等
在复数集C={a+bi|a,b∈R}中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等当且仅当
a=c且b=d,即当且仅当两个复数的实部与实部相等、虚部与虚部相等时,两个复数才相等.
【题型1 复数的分类及辨析】
【例1】(24-25高一下·湖南长沙·阶段练习)已知为虚数单位,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.实部为零的复数是纯虚数
C.可能是实数 D.复数的虚部是
【解题思路】根据复数的概念即可求解.
【解答过程】A.,说法不正确;
B.实部为零的复数可能虚部也为零,从而是实数,说法不正确;
C.当时,是实数,说法正确;
D.复数的虚部是1,说法不正确.
故选:C.
【变式1-1】(24-25高一下·全国·课后作业)下列四种说法正确的是( )
A.如果实数,那么是纯虚数.
B.实数是复数.
C.如果,那么是纯虚数.
D.任何数的偶数次幂都不小于零.
【解题思路】根据复数的概念及分类,逐项判定,即可看求解.
【解答过程】对于A中,若,那么,所以A错误;
对于B中,由复数的概念,可得实数是复数,所以B正确;
对于C中,若且时,复数,所以C不正确;
对于D中,由虚数单位,可得D错误.
故选:B.
【变式1-2】(2024高一下·江苏·专题练习)下列命题:
①若,则是纯虚数;
②若,,且,则;
③若是纯虚数,则实数;
④实数集是复数集的真子集.
其中正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【解题思路】对于①,当时,即可判断;对于②,两个虚数不能比较大小;对于③,当时,即可判断;对于④,由复数集与实数集的关系即可判断.
【解答过程】对于①,若,则不是纯虚数,则①错误;
对于②,两个虚数不能比较大小,则②错误;
对于③,若,则,,此时不是纯虚数,则③错误;
对于④,由复数集与实数集的关系可知,实数集是复数集的真子集,则④正确.
故选:D.
【变式1-3】(23-24高一下·上海浦东新·期中)下列命题一定成立的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则是纯虚数
D.若且,则且
【解题思路】根据复数的概念和性质逐项进行检验即可判断.
【解答过程】对于,当时,,故选项错误;
对于,当时,,但并不相等,故选项错误;
对于,若,则并不是纯虚数,故选项错误;
对于,因为且,所以为正实数,则且,故选项正确,
故选:D.
【题型2 复数的相等】
【例2】(23-24高一下·新疆克孜勒苏·期中)已知为虚数单位,,为实数,若,则( )
A.1 B. C.5 D.
【解题思路】根据复数相等的充要条件可得,即可求解.
【解答过程】由可得,所以5,
故选:C.
【变式2-1】(23-24高一下·湖南·期末)已知x,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【解题思路】利用复数相等的概念,以及条件的变化,再用是否推出思想来判断充分不必要条件.
【解答过程】当时,显然成立,所以是的充分条件;
当时,,
则是的不必要条件;
故选:A.
【变式2-2】(23-24高一下·河南驻马店·阶段练习)已知复数,(,为虚数单位),且,则( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题意,结合复数相等的充要条件,列出方程组,即可求解.
【解答过程】由复数,(,为虚数单位),
因为,可得,则,解得.
故选:D.
【变式2-3】(24-25高一下·全国·单元测试)已知,,其中为实数,为虚数单位,若,则的值为( )
A.4 B. C.6 D.或6
【解题思路】根据复数相等联立方程求得的值.
【解答过程】由得,即,
根据复数相等的充要条件可得,解得.
故选:B.
【题型3 已知复数的类型求参数 】
【例3】(23-24高一下·河北唐山·期中)如果复数是纯虚数,,是虚数单位,则( )
A. B. C.或 D.且
【解题思路】根据已知条件,结合纯虚数的定义,即可求解.
【解答过程】解:是纯虚数,
则,解得.
故选:B.
【变式3-1】(23-24高一下·四川凉山·期末)若复数是实数,则( )
A.1 B. C. D.
【解题思路】由复数分类可得其虚部为0,可得.
【解答过程】根据题意可得其虚部为,解得.
故选:C.
【变式3-2】(23-24高一下·上海·期末)“”是“是纯虚数”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.既不充分也不必要 D.充要
【解题思路】依题意得,即可求解.
【解答过程】解:是纯虚数,
则,得,
则“”是“是纯虚数”的充要条件,
故选:D.
【变式3-3】(23-24高一下·重庆·阶段练习)若复数是纯虚数,则( )
A. B.且 C. D.
【解题思路】根据实部为零,虚部不为零列式计算.
【解答过程】由题意可得:,解得或,又,所以.
故选:A.
【知识点2 复数的几何意义】
1.复数的几何意义
(1)复平面
根据复数相等的定义,可得复数z=a+bi有序实数对(a,b),而有序实数对(a,b)平面
直角坐标系中的点,所以复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应关系.
如图所示,点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi可用点Z(a,b)表示,这个建立了直角坐标系来
表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴.
(2)复数的几何意义——与点对应
由上可知,每一个复数,有复平面内唯一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有唯一
的一个复数和它对应.复数集C中的数和复平面内的点是一一对应的,即复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b),这是复数的一种几何意义.
(3)复数的几何意义——与向量对应
在平面直角坐标系中,每一个平面向量都可以用一个有序实数对来表示,而有序实数对与复数是一一
对应的.这样就可以用平面向量来表示复数.
如图所示,设复平面内的点Z表示复数z=a+bi,连接OZ,显然向量由点Z唯一确定;反过来,点Z(相对于原点来说)也可以由向量唯一确定.
因此,复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量是一一对应的(实数0与零向量对应),即复数z=a+bi平面向量,这是复数的另一种几何意义.
2.复数的模
向量的模r叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|.如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它
的模等于|a|(就是a的绝对值).由模的定义可知,|z|=|a+bi|=r=(r0,r∈R).
3.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,这这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0
的两个共轭复数也复数z的共轭复数用表示,即若z=a+bi,则.特别地,实数a的共轭复数仍是a本身.
(2)几何意义
互为共轭复数的两个复数在复平面内所对应的点关于实轴对称(如图).特别地,实数和它的共轭复数在复
平面内所对应的点重合,且在实轴上.
(3)性质
①.
②实数的共轭复数是它本身,即z∈R,利用这个性质可证明一个复数为实数.
4.复数的模的几何意义
(1)复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|就是复数z=a+bi在复平面内对应的点Z(a,b)到坐标原点的距离,这是复数
的模的几何意义.
(2)复数z在复平面内对应的点为Z,r表示一个大于0的常数,则满足条件|z|=r的点Z组成的集合是以
原点为圆心,r为半径的圆,|z|<r表示圆的内部,|z|>r表示圆的外部.
【题型4 复数的几何意义】
【例4】(23-24高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)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
【解题思路】根据复数的几何意义判断即可.
【解答过程】在复平面内对应的点为,位于第四象限.
故选:D.
【变式4-1】(23-24高一下·北京通州·期末)复平面内点所对应复数的虚部为( )
A.1 B. C. D.
【解题思路】根据题意,由复数的几何意义即可得到点对应的复数,从而得到结果.
【解答过程】复平面内点所对应复数为,其虚部为.
故选:B.
【变式4-2】(23-24高一下·广东清远·期中)已知复数,则( )
A.的虚部为 B.
C. D.在复平面内对应的点在第三象限
【解题思路】根据复数虚部、共轭复数、模和对应点坐标所在象限的知识,选出正确选项.
【解答过程】复数的虚部为,故A不正确;
,故B不正确;
,故C正确;
在复平面内对应的点的坐标为,位于第四象限,故D不正确.
故选:C.
【变式4-3】(23-24高一下·安徽亳州·期末)复数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
【解题思路】化简复数后,利用复数对应象限内点的特征求解即可.
【解答过程】由题意得,故在复平面内对应的点为,
该点位于第三象限,故C正确.
故选:C.
【题型5 复数的向量表示】
【例5】(23-24高一下·安徽芜湖·期末)在复平面内,复数,对应的向量分别是,,其中是原点,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据复数的几何意义,结合向量的减法运算求解.
【解答过程】由题意可得,,
所以,
所以向量对应的复数为.
故选:A.
【变式5-1】(2024高一下·全国·专题练习)在复平面内,O为原点,向量对应的复数为,若点A关于虚轴的对称点为B,则向量对应的复数为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由对称得点B的坐标,即可确定复数.
【解答过程】由题意可知,点A的坐标为,则点B的坐标为,
故向量对应的复数为.
故选:C.
【变式5-2】(24-25高一·全国·课后作业)如图,设向量,,所对应的复数为,那么( )
A.
B.
C.
D.
【解题思路】由向量加减法的运算法则,结合复数的几何意义,逐项验证即可.
【解答过程】对于A,由题图可知,,
则不成立,故A错误;
对于B,,则不成立,故B错误;
对于C,,不成立,故C错误;
对于D,,所以有,故D正确.
故选:D.
【变式5-3】(24-25高一下·河北张家口·阶段练习)已知复数(为虚数单位)在复平面内对应的点分别为,将向量绕着点(为复平面内的原点)逆时针旋转得到向量,则对应的复数为( )
A. B. C. D.
【解题思路】依题意可得,,向量与向量关于轴对称,即可求出的坐标,从而求出,再写出其对应的复数即可.
【解答过程】依题意可得,,,
由图知,向量与向量关于轴对称,,
,
所以对应的复数为.
故选:C.
【题型6 共轭复数的求解】
【例6】(23-24高一下·浙江绍兴·期末)复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据共轭复数的定义可以求得.
【解答过程】由共轭复数的定义可得,复数的共轭复数为,
故选:B.
【变式6-1】(23-24高一下·内蒙古赤峰·阶段练习)复数,则的共轭复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由共轭复数定义以及复数的虚部概念可直接得解.
【解答过程】由题,所以的共轭复数的虚部为.
故选:C.
【变式6-2】(24-25高一下·四川遂宁·阶段练习)复数,下列说法不正确的是( )
A.的实部为2 B.的虚部为
C. D.
【解题思路】根据复数的实部、虚部、共轭复数、模等知识确定正确答案
【解答过程】因为,
所以实部为2,虚部为3,,.
故选:B.
【变式6-3】(23-24高一下·陕西渭南·期末)已知复数(为虚数单位),则其共轭复数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
【解题思路】先求出其共轭复数,然后可求出结果.
【解答过程】由,
得,
所以其共轭复数在复平面内对应的点位于第三象限.
故选:C.
【题型7 复数的模的计算】
【例7】(23-24高一下·北京丰台·期末)设复数,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【解题思路】利用复数模的定义计算即得.
【解答过程】复数,则.
故选:B.
【变式7-1】(23-24高一下·广东茂名·期中)若复数的实部与虚部互为相反数,则的值为( )
A.0 B.2 C.8 D.
【解题思路】根据复数的有关概念即可得到结论
【解答过程】因为复数的实部为2,虚部为,
由题意可得,解得,
故选:D.
【变式7-2】(2024·全国·模拟预测)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【解题思路】由建立的等量关系,求解,从而判断选项.
【解答过程】因为,化简得,解得或,故“”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式7-3】(24-25高一下·新疆和田·阶段练习)设复数,则的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.4
【解题思路】先求出,再利用二次函数的图象和性质求解.
【解答过程】由题得
当时,的最小值为.
故选:C.
【题型8 复数的模的几何意义】
【例8】(23-24高一下·江苏苏州·期中)已知复数满足,则(是虚数单位)的最小值为( )
A. B.4 C. D.6
【解题思路】根据复数模长的几何意义即可求得结果.
【解答过程】设,则由,
所以复数在复平面内对应的点坐标在为圆心,1为半径的圆上,如下图所示:
而,
即求复平面内点到距离的最小值,
由圆的几何性质可知当点位于与圆心点连线交点时,取到最小值,
即
故选:B.
【变式8-1】(24-25高一·全国·随堂练习)设,则满足的复数在复平面上的对应点构成图形的面积是( )
A. B. C. D.
【解题思路】设,,依题意可得,即可得到复数在复平面内的点所在的区域,从而求出其面积.
【解答过程】设,,则,
因为,所以,则,
所以复数在复平面内的点位于以坐标原点为圆心,半径为到半径为之间的圆环部分(包括圆上的点),
所以复数在复平面上的对应点构成图形的面积.
故选:C.
【变式8-2】(24-25高一·全国·课堂例题)设:,点对应复数,在复平面内满足下列条件的点的集合是什么图形?
(1);
(2).
【解题思路】(1)根据复数模长的几何意义求解即可.
(2)根据复数模长的几何意义求解即可.
【解答过程】(1)复数的模等于2,这表明,复数对应的向量之的长度等于2,
即点到原点的距离等于2,
因此满足条件点的集合是以原点为圆心,以2为半径的圆.
(2)不等式可以化为不等式组
不等式的解集是圆和该圆内部所有的点构成的集合,
不等式的解集是圆和该圆外部所有的点构成的集合,
这两个集合的交集,即上述不等式组的解集,也就是满足条件的点的集合.
所求的集合是以原点为圆心,以2和3为半径的两圆所夹的圆环,并包括圆环的边界.
【变式8-3】(24-25高一·全国·单元测试)已知复数满足,且复数在复平面内的对应点为.
(1)确定点的集合构成图形的形状;
(2)求的最大值和最小值.
【解题思路】(1)根据复数模的几何意义确定点的集合构成图形的形状.
(2)根据复数模的几何意义,结合圆的几何性质求得正确答案.
【解答过程】(1)设复数在复平面内的对应点为,
则,
故点的集合是以点为圆心,2为半径的圆,如下图所示.
(2)设复数在复平面内的对应点为,则,如下图所示,
,
则的最大值即的最大值是;
的最小值即的最小值是.
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