内容正文:
第06讲 复数的四则运算
目录
题型归纳 1
题型01 复数加减法的代数运算 3
题型02 复数加减法几何意义的运用 3
题型03 复数代数形式的乘法运算 4
题型04 复数的乘方 5
题型05 复数范围内方程的根 5
题型06 复数的除法运算 6
题型07 根据复数乘法运算结果求参数 7
题型08 共轭复数的概念及计算 7
分层练习 8
夯实基础 8
能力提升 10
知识点01复数的加法运算法则与运算律
(1)加法法则:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,
规定z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
即两个复数相加,就是实部与实部、虚部与虚部分别相加,显然两个复数的和仍然是复数.
注意:对于复数的加法可以推广到多个复数相加的情形,
即z1=1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,
则z1+z2+…+zn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)i.
(2)复数的加法运算律:复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的z1、z2、z3∈C,
有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
知识点02复数的减法运算法则
(1)相反数:已知复数a+bi(a,b∈R),根据复数加法的定义,
存在唯一的复数-a-bi,使(a+bi)+(-a-bi)=0.其中-a-bi叫做a+bi的相反数.
(2)减法法则:规定两个复数的减法法则,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,则z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b+d)i.
即两个复数相减,就是实部与实部、虚部与虚部分别相减,显然两个复数的差仍是一个复数.
知识点03复数的乘法运算法则与运算律
(1)乘法运算法则:两个复数的乘法可以按照多项式的乘法运算来进行,只是把i2换成-1,
并把最后结果写成a+bi(a、b∈R)的形式.
设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c∈R),则
z1z2=(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi2=(ac-bd)+(ad+bc)i.
显然两个复数的积仍是复数.
(2)复数乘法的运算律:对于任意z1、z2、z3∈C,有
z1·z2=z2·z1(交换律); (z1·z2)·z3=z1·(z2·z3)(结合律); z1·(z2+z3)=z1z2+z1z3(分配律).
知识点04复数的乘方与虚数单位的乘方
(1)复数的乘方:复数的乘方也就是相同复数的乘积,根据乘法的运算律,实数范围内正整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立.即对复数z1、z2、z和自然数m、n有
zm·zn=zm+n,(zm)n=zm·n,(z1·z2)n=z·z,z0=1;z-m=(z≠0).
【注意】实数范围内的乘方公式、运算律在复数范围内仍然成立.
(2)虚数单位i的乘方
计算复数的乘积要用到虚数的单位i的乘方,in有如下性质:
i1=i,i2=-1,i3=i·i2=-i,i4=i3·i=-i·i=1,
从而对于任何n∈N+,都有i4n+1=i4n·i=(i4)n·i=i,
同理可证i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1.
这就是说,如果n∈N+,那么有i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1.
由此可进一步得(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i,=-1,=i,=-i.
知识点05复数的除法运算
规定两个复数除法的运算法则:(a、b、c、d∈R,c+di≠0)
在进行复数除法运算时,通常先把(a+bi)÷(c+di)写成的形式,
再把分子、分母同乘分母的共轭复数c-di,把分母变为实数,化简后就可得到所求结果.
【注意】(1)两个复数相除(除数不为0),所得的商仍是一个复数.
(2)z=a+bi(a,b∈R),z·=a2+b2是复数除法运算中实现分母“实数化”的一个手段.
知识点06复数方程的解
在复数范围内,实系数一元二次方程的求解方法:
(1)求根公式法:
①当时, ②当时,
(2)利用复数相等的定义求解,设方程的根为,
将此代入方程,化简后利用复数相等的定义求解。
题型01复数加减法的代数运算
【例1】(23-24高一下·陕西西安·期中)已知,,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)若复数满足,则( ).
A. B. C. D.
【变式2】(22-23高一下·浙江温州·期中)已知,复数,,且,若,则的最小值为 .
【变式3】(22-23高一下·黑龙江鸡西·期中)已知复数,.
(1)求,
(2)比较与的大小.
题型02 复数加减法几何意义的运用
【例2】(22-23高一下·江苏常州·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·河南南阳·期末)已知复数,满足,且,则( )
A. B. C.5 D.
【变式2】(22-23高一下·浙江台州·期中)已知复数z满足,则的取值范围为 .
【变式3】(21-22高一下·福建龙岩·期中)已知复数及复数.
(1)求,并在复平面内用向量表示出其运算的几何意义;
(2)求.
题型03 复数代数形式的乘法运算
【例3】(23-24高一下·福建龙岩·期中)复数( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·河北邢台·期中)( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一下·青海海东·期中)已知复数,则 .
【变式3】(23-24高一下·河南郑州·期末)(1);
(2)
.
题型04 复数的乘方
【例4】(23-24高一下·河北沧州·阶段练习)( )
A. B.
C. D.
【变式1】(22-23高一下·北京朝阳·期末)计算( )
A. B. C. D.4
【变式2】(23-24高一下·辽宁·期末)已知复数,则 .
【变式3】(23-24高一下·湖南邵阳·期末) .(为虚数单位)
题型05 复数范围内方程的根
【例5】(23-24高一下·吉林·期中)已知复数是关于x的一元二次方程的一个根,则( )
A. B. C.4 D.8
【变式1】(22-23高一下·安徽马鞍山·期中)在复数范围内方程的解( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高一下·吉林·期中)在复数范围内,方程的解集为 .
【变式3】(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,是关于的方程的两根,且满足.
(1)若,求与的值;
(2)若,求的值.
题型06 复数的除法运算
【例6】(23-24高一下·青海·期末)( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·河南新乡·期末)( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高一下·天津西青·期末)已知复数z满足 .
【变式3】(22-23高一下·新疆喀什·期末)计算:
(1)
(2).
题型07 根据复数乘法运算结果求参数
【例7】(23-24高一下·天津河北·期末)i是虚数单位,复数 .
【变式1】(20-21高一下·江苏镇江·期末)复数的虚部为 .
【变式2】(23-24高一下·陕西商洛·期末)已知a,b均为实数,,则 .
【变式3】(21-22高一下·辽宁·期末)已知复数满足,虚数满足.
(1)求;
(2)若,求的值.
题型08 共轭复数的概念及计算
【例8】(23-24高一下·甘肃定西·期末)已知为虚数单位,若,则( )
A. B. C.i D.
【变式1】(23-24高一下·四川凉山·期末)复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一下·河北沧州·期末)已知i是虚数单位,则复数的共轭复数为 .
【变式3】(23-24高一下·黑龙江鸡西·期中)求下列复数的共轭复数:
(1); (2); (3).
【夯实基础】
一、单选题
1.(24-25高一下·全国·期中)在复平面内,复数(为虚数单位)对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(23-24高一下·北京通州·期中)在复平面内,复数对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.(21-22高一下·江苏扬州·期中)是虚数单位,复数的虚部为( )
A. B. C.5 D.
4.(24-25高一上·浙江杭州·期中)设复数满足(为虚数单位),则复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
二、多选题
5.(23-24高一下·青海·期末)已知复数,则( )
A. B.
C.的虚部是 D.在复平面内对应的点位于第四象限
6.(23-24高一下·江苏无锡·期中)已知为复数,有以下四个命题,其中真命题的序号是( )
A.若,则 B.若,则
C. D.若,则
三、填空题
7.(23-24高一下·江苏·期末)满足且的复数 .
8.(20-21高一下·浙江·期末)已知是关于x的方程的根,则实数 .
四、解答题
9.(22-23高一下·新疆巴音郭楞·期末)计算
(1); (2).
10.(23-24高一下·上海·期末)实系数一元二次方程有虚根,另一根为.
(1)求实数的值;
(2)求的值.
11.(23-24高一下·广西北海·期末)(1)已知,复数是纯虚数,求的值;
(2)已知,设是虚数单位),求.
12.(23-24高一下·上海·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若方程有一个根(是虚数单位),求的值;
(2)若方程有两虚根,且,求的值.
13.(23-24高一下·湖北武汉·期中)知复数,复数在复平面内对应的点为
(1)若复数是关于的方程的一个根,,求的值:
(2)若复数满足,求复数的共轭复数.
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一下·北京石景山·期末)已知为复数,下列结论错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则或
2.(23-24高一下·河北张家口·期末)复数的虚部为( )
A. B. C.1 D.i
3.(23-24高一下·天津红桥·期末)已知 ,为虚数单位,若为实数,则( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高一下·上海·期末)已知是定义在复数集上的次实系数多项式(是正整数),给出下列两个命题:
①如果虚数是的根,即,那么也是的根,即;
②可以因式分解成若干一次或二次实系数多项式的乘积;
则下列说法正确的是( )
A.命题①②都是真命题 B.命题①②都是假命题
C.命题①是真命题,命题②是假命题 D.命题①是假命题,命题②是真命题
二、多选题
5.(23-24高一下·山东青岛·期末)已知为虚数单位,复数,则( )
A. B.的虚部为
C. D.在复平面内对应的点在第一象限
6.(22-23高一下·甘肃·期末)下列有关复数的说法中(其中为虚数单位),正确的是( )
A.
B.复数为实数的充要条件是
C.设为复数,,若,则
D.设为复数,若,则
三、填空题
7.(23-24高一下·四川·期末)设的共轭复数是,若,则 .
8.(23-24高一下·安徽安庆·期末)已知复数满足:,则 .
四、解答题
9.(23-24高一下·吉林·期末)已知复数是一元二次方程()的根.
(1)求的值;
(2)若复数(其中)为纯虚数,求复数的模.
10.(23-24高一下·湖北咸宁·期末)已知复数,其中为虚数单位.
(1)若是纯虚数,求实数的值;
(2)若,设,试求的值.
11.(23-24高一下·上海松江·期末)已知为虚数单位,复数.
(1)当实数取何值时,是纯虚数;
(2)当时,复数是关于的方程的一个根,求实数与的值.
12.(23-24高一下·广东湛江·期末)已知复数,,其中
(1)若为纯虚数,求b的值;
(2)若与互为共轭复数,求的值.
13.(23-24高一下·云南保山·期中)人们把一元三次方程的求根公式称为卡尔达诺公式,该公式为:对不完全的一元三次方程的三个根分别为:,,,其中,.
(1)求的三个根;
(2)求的三个根.
1
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第06讲 复数的四则运算
目录
题型归纳 1
题型01 复数加减法的代数运算 3
题型02 复数加减法几何意义的运用 4
题型03 复数代数形式的乘法运算 8
题型04 复数的乘方 9
题型05 复数范围内方程的根 10
题型06 复数的除法运算 13
题型07 根据复数乘法运算结果求参数 15
题型08 共轭复数的概念及计算 17
分层练习 19
夯实基础 19
能力提升 25
知识点01复数的加法运算法则与运算律
(1)加法法则:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,
规定z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
即两个复数相加,就是实部与实部、虚部与虚部分别相加,显然两个复数的和仍然是复数.
注意:对于复数的加法可以推广到多个复数相加的情形,
即z1=1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,
则z1+z2+…+zn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)i.
(2)复数的加法运算律:复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的z1、z2、z3∈C,
有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
知识点02复数的减法运算法则
(1)相反数:已知复数a+bi(a,b∈R),根据复数加法的定义,
存在唯一的复数-a-bi,使(a+bi)+(-a-bi)=0.其中-a-bi叫做a+bi的相反数.
(2)减法法则:规定两个复数的减法法则,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,则z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b+d)i.
即两个复数相减,就是实部与实部、虚部与虚部分别相减,显然两个复数的差仍是一个复数.
知识点03复数的乘法运算法则与运算律
(1)乘法运算法则:两个复数的乘法可以按照多项式的乘法运算来进行,只是把i2换成-1,
并把最后结果写成a+bi(a、b∈R)的形式.
设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c∈R),则
z1z2=(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi2=(ac-bd)+(ad+bc)i.
显然两个复数的积仍是复数.
(2)复数乘法的运算律:对于任意z1、z2、z3∈C,有
z1·z2=z2·z1(交换律); (z1·z2)·z3=z1·(z2·z3)(结合律); z1·(z2+z3)=z1z2+z1z3(分配律).
知识点04复数的乘方与虚数单位的乘方
(1)复数的乘方:复数的乘方也就是相同复数的乘积,根据乘法的运算律,实数范围内正整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立.即对复数z1、z2、z和自然数m、n有
zm·zn=zm+n,(zm)n=zm·n,(z1·z2)n=z·z,z0=1;z-m=(z≠0).
【注意】实数范围内的乘方公式、运算律在复数范围内仍然成立.
(2)虚数单位i的乘方
计算复数的乘积要用到虚数的单位i的乘方,in有如下性质:
i1=i,i2=-1,i3=i·i2=-i,i4=i3·i=-i·i=1,
从而对于任何n∈N+,都有i4n+1=i4n·i=(i4)n·i=i,
同理可证i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1.
这就是说,如果n∈N+,那么有i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1.
由此可进一步得(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i,=-1,=i,=-i.
知识点05复数的除法运算
规定两个复数除法的运算法则:(a、b、c、d∈R,c+di≠0)
在进行复数除法运算时,通常先把(a+bi)÷(c+di)写成的形式,
再把分子、分母同乘分母的共轭复数c-di,把分母变为实数,化简后就可得到所求结果.
【注意】(1)两个复数相除(除数不为0),所得的商仍是一个复数.
(2)z=a+bi(a,b∈R),z·=a2+b2是复数除法运算中实现分母“实数化”的一个手段.
知识点06复数方程的解
在复数范围内,实系数一元二次方程的求解方法:
(1)求根公式法:
①当时, ②当时,
(2)利用复数相等的定义求解,设方程的根为,
将此代入方程,化简后利用复数相等的定义求解。
题型01复数加减法的代数运算
【例1】(23-24高一下·陕西西安·期中)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】复数加减法的代数运算
【分析】根据复数的减法法则运算即可求解.
【详解】.
故选:C
【变式1】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)若复数满足,则( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数加减法的代数运算
【分析】根据复数代数形式的加减运算法则计算可得.
【详解】因为,
所以.
故选:B
【变式2】(22-23高一下·浙江温州·期中)已知,复数,,且,若,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】复数加减法的代数运算、求复数的模
【分析】根据得,再利用配方法可得答案.
【详解】复数,所以,
所以,
因为,所以当时,.
故答案为:.
【变式3】(22-23高一下·黑龙江鸡西·期中)已知复数,.
(1)求,
(2)比较与的大小.
【答案】(1),;
(2).
【知识点】复数加减法的代数运算、求复数的模
【分析】(1)根据给定条件,利用复数加减法计算作答.
(2)由(1)的结论,利用复数模的定义计算,再比较大小作答.
【详解】(1)复数,,
所以,.
(2)由(1)知,,,
而,所以.
题型02 复数加减法几何意义的运用
【例2】(22-23高一下·江苏常州·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数加减法几何意义的运用
【分析】根据复数加减运算的几何意义运算求解.
【详解】在复平面中,设分别与向量对应,
由题意可得,,
因为,
即,解得,即.
故选:B.
【变式1】(23-24高一下·河南南阳·期末)已知复数,满足,且,则( )
A. B. C.5 D.
【答案】C
【知识点】复数加减法几何意义的运用、求复数的模
【分析】利用复数的几何意义,把复数和平面向量建立一一对应关系,再利用向量的模长加减运算数形结合求解即可.
【详解】设对应的复数为,对应的复数为,
则对应的复数为,对应的复数为,
因为,且,由勾股定理逆定理知道,
为直角三角形,且.
作长方形,如图所示,
则对应的复数为,故.
故选:C.
【变式2】(22-23高一下·浙江台州·期中)已知复数z满足,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题、复数加减法几何意义的运用
【分析】根据复数模的几何意义,转化为点到圆心的距离加半径可得最大值,减半径可得最小值即可.
【详解】表示对应的点是单位圆上的点,
的几何意义表示单位圆上的点和之间的距离,
的取值范围转化为点到圆心的距离加上半径可得最大值,
减去半径可得最小值,
所以最大距离为,最小距离为,
所以的取值范围为.
故答案为:.
【变式3】(21-22高一下·福建龙岩·期中)已知复数及复数.
(1)求,并在复平面内用向量表示出其运算的几何意义;
(2)求.
【答案】(1)-2-i,作图见解析
(2)
【知识点】求复数的模、复数加减法几何意义的运用、复数加减法的代数运算
【分析】(1)利用复数的减法运算和复数的几何意义求解;
(2)利用复数的模的运算求解.
【详解】(1)解:复数.
如图,.
(2)
题型03 复数代数形式的乘法运算
【例3】(23-24高一下·福建龙岩·期中)复数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数代数形式的乘法运算
【分析】利用复数的运算法则即可得出.
【详解】.
故选:A.
【变式1】(23-24高一下·河北邢台·期中)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数代数形式的乘法运算
【分析】根据复数乘法运算化简即可.
【详解】.
故选:A
【变式2】(23-24高一下·青海海东·期中)已知复数,则 .
【答案】
【知识点】复数代数形式的乘法运算
【分析】根据题意,结合复数的运算法则,即可求解.
【详解】因为,所以.
故答案为:.
【变式3】(23-24高一下·河南郑州·期末)(1);
(2).
【答案】(1);(5).
【知识点】复数代数形式的乘法运算、复数加减法的代数运算
【分析】(1)利用复数加减法的代数运算求解即得.
(2)利用复数代数形式的乘法计算即得.
【详解】(1).
(2).
题型04 复数的乘方
【例4】(23-24高一下·河北沧州·阶段练习)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】复数的乘方
【分析】利用和幂的运算性质计算可得结果
【详解】.
故选:
【变式1】(22-23高一下·北京朝阳·期末)计算( )
A. B. C. D.4
【答案】C
【知识点】复数的乘方
【分析】根据复数的乘方运算即可.
【详解】.
故选:C.
【变式2】(23-24高一下·辽宁·期末)已知复数,则 .
【答案】
【知识点】复数的乘方
【分析】根据复数代数形式的乘方运算法则计算可得.
【详解】因为,所以.
故答案为:
【变式3】(23-24高一下·湖南邵阳·期末) .(为虚数单位)
【答案】0
【知识点】复数的乘方
【分析】利用的指数幂的周期可计算得出所求代数式的值.
【详解】由题意,的周期为4,则.
故答案为:0.
题型05 复数范围内方程的根
【例5】(23-24高一下·吉林·期中)已知复数是关于x的一元二次方程的一个根,则( )
A. B. C.4 D.8
【答案】A
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】根据已知条件,复数和是关于x的一元二次方程的两个根,结合方程的根与系数关系即可求解.
【详解】复数是关于x的一元二次方程的一个根,
则方程的另一根为,
故,解得.
故选:A.
【变式1】(22-23高一下·安徽马鞍山·期中)在复数范围内方程的解( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】将方程转化成即可得解.
【详解】方程,所以即,
所以即,解得,
所以在复数范围内方程的解为.
故选:C.
【变式2】(23-24高一下·吉林·期中)在复数范围内,方程的解集为 .
【答案】
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】依题意得,或,即可求解.
【详解】由,得或,即或,
在复数范围内,方程的解集为.
故答案为:
【变式3】(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,是关于的方程的两根,且满足.
(1)若,求与的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】(1)由,及,得,即可求解;
(2)当时,则是关于的方程的两根,则,进行分类讨论,即可求解.
【详解】(1)解:由,得,
而,得,
因为是关于的方程的两根,
所以,
得,由,得,
得,则;
(2)当时,则是关于的方程的两根,
则,
当时,则,不满足,
当时,得
得,
由得,
得,
得,
得,
当时,不成立,当时,得,
当时,得,
不妨记,
由得,
得,
故的值为:或
题型06 复数的除法运算
【例6】(23-24高一下·青海·期末)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数的除法运算
【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【详解】.
故选:B
【变式1】(23-24高一下·河南新乡·期末)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】复数的除法运算
【分析】由复数除法运算法则可得答案.
【详解】.
故选:B
【变式2】(23-24高一下·天津西青·期末)已知复数z满足 .
【答案】
【知识点】复数的除法运算
【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简即可.
【详解】由,
故答案为:.
【变式3】(22-23高一下·新疆喀什·期末)计算:
(1)
(2).
【答案】(1)
(2)
【知识点】复数的除法运算、复数代数形式的乘法运算
【分析】(1)应用复数加法和乘法法则即可;(2)应用复数除法法则即可.
【详解】(1)原式
(2)原式
题型07 根据复数乘法运算结果求参数
【例7】(23-24高一下·天津河北·期末)i是虚数单位,复数 .
【答案】
【知识点】复数的除法运算、根据复数乘法运算结果求复数的特征
【分析】根据复数的除法运算即可.
【详解】.
故答案为:
【变式1】(20-21高一下·江苏镇江·期末)复数的虚部为 .
【答案】2
【知识点】根据复数乘法运算结果求复数的特征
【分析】利用复数乘法计算公式化简后,即得复数的虚部.
【详解】,
所以复数的虚部为2.
故答案为:2
【变式2】(23-24高一下·陕西商洛·期末)已知a,b均为实数,,则 .
【答案】21
【知识点】复数的相等、根据复数乘法运算结果求参数
【分析】直接由复数的乘法及复数相等求解即可.
【详解】根据可得到,
故,,求得,
所以.
故答案为:21
【变式3】(21-22高一下·辽宁·期末)已知复数满足,虚数满足.
(1)求;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据相等条件求参数、求复数的模、根据复数乘法运算结果求参数
【分析】(1)解方程即可求解;
(2)先化简,再根据可求解.
【详解】(1)易解得,所以;
(2)由(1)可知,,
所以,
又,所以.
题型08 共轭复数的概念及计算
【例8】(23-24高一下·甘肃定西·期末)已知为虚数单位,若,则( )
A. B. C.i D.
【答案】B
【知识点】复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】根据条件,利用复数的运算及共轭复数的定义,即可求解.
【详解】因为,所以,得到,
所以.
故选:B.
【变式1】(23-24高一下·四川凉山·期末)复数的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】根据给定条件,利用复数除法及共轭复数的意义求解即得.
【详解】依题意,复数,
所以复数的共轭复数是.
故选:B
【变式2】(23-24高一下·河北沧州·期末)已知i是虚数单位,则复数的共轭复数为 .
【答案】
【知识点】复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】利用复数的除法运算及共轭复数的概念,求结果.
【详解】由题意可得,,所以复数的共轭复数为.
故答案为:
【变式3】(23-24高一下·黑龙江鸡西·期中)求下列复数的共轭复数:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】共轭复数的概念及计算
【分析】(1)(2)(3)根据共轭复数的定义直接求解即可
【详解】(1)由,得
(2)由,得
(3)由,得
【夯实基础】
一、单选题
1.(24-25高一下·全国·期中)在复平面内,复数(为虚数单位)对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】根据复数的四则运算及几何意义直接可得解.
【详解】因为,
所以复数对应的点是,在第三象限,
故选:C.
2.(23-24高一下·北京通州·期中)在复平面内,复数对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】利用复数的乘法求出即可得解.
【详解】依题意,,所以复数在复平面内对应点在第一象限.
故选:A
3.(21-22高一下·江苏扬州·期中)是虚数单位,复数的虚部为( )
A. B. C.5 D.
【答案】A
【分析】由复数的乘法运算复数的虚部定义即可得解..
【详解】,所以复数的虚部为.
故选:A
4.(24-25高一上·浙江杭州·期中)设复数满足(为虚数单位),则复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】根据复数的除法运算化简复数,进而求解其共轭复数,最后求出对应点的坐标即可得解.
【详解】由题意,所以,
则复数在复平面内对应的点在第四象限.
故选:D.
二、多选题
5.(23-24高一下·青海·期末)已知复数,则( )
A. B.
C.的虚部是 D.在复平面内对应的点位于第四象限
【答案】ABC
【分析】先化简,再结合复数的概念,共轭复数,复数的模,复数在复平面内对应的点分别判断各个选项即可.
【详解】因为,
则,,的虚部是,
在复平面内对应的点为,位于第三象限
故ABC正确,D错误.
故选:ABC.
6.(23-24高一下·江苏无锡·期中)已知为复数,有以下四个命题,其中真命题的序号是( )
A.若,则 B.若,则
C. D.若,则
【答案】BCD
【分析】利用复数的意义判断AD;由模的计算判断BC.
【详解】对于A,是复数,如,由不全是实数的两个复数不能比较大小,A错误;
设,
对于B,由,得,则,
因此,,B正确;
对于C,,
,C正确;
对于D,由,得都是实数,因此,D正确.
故选:BCD
三、填空题
7.(23-24高一下·江苏·期末)满足且的复数 .
【答案】1
【分析】设,由得,由可得计算并检验求得,即得
【详解】设,由可得,
由可得,即,
则解得或,
显然不满足,应舍去,故
故答案为:1.
8.(20-21高一下·浙江·期末)已知是关于x的方程的根,则实数 .
【答案】
【分析】由是也是方程的根,再由韦达定理即可得实数的值.
【详解】因为是关于x的方程的根,其中,
所以也是关于x的方程的根,
所以,即.
故答案为:
四、解答题
9.(22-23高一下·新疆巴音郭楞·期末)计算
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)13
【分析】(1)根据复数加减运算法则进行计算;(2)根据复数的乘法运算法则计算答案.
【详解】(1).
(2).
10.(23-24高一下·上海·期末)实系数一元二次方程有虚根,另一根为.
(1)求实数的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)把代入方程中得,即,根据复数相等可得解得答案;
(2)由(1)利用一元二次方程韦达定理求解.利用复数代数形式的乘除运算化简得到答案;
【详解】(1)根据题意得,化简,
根据复数相等可得,解得.
(2)由(1)可知,
11.(23-24高一下·广西北海·期末)(1)已知,复数是纯虚数,求的值;
(2)已知,设是虚数单位),求.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由纯虚数的概念列出方程组,求解即可;
(2)根据复数相等求出的值,再求模.
【详解】(1)因为复数是纯虚数,
所以 ,
解得 ;
(2) 因为 ,
所以 ,
所以 ,解得 ,
所以 .
12.(23-24高一下·上海·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若方程有一个根(是虚数单位),求的值;
(2)若方程有两虚根,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知条件得是方程的另一复数根,再结合韦达定理即可得解.
(2)先设,再结合韦达定理和复数模长公式即可求解.
【详解】(1)由题意可知是方程的另一复数根,
所以,
所以.
(2)设,
则由题意且,
所以,
所以,
解得.
13.(23-24高一下·湖北武汉·期中)知复数,复数在复平面内对应的点为
(1)若复数是关于的方程的一个根,,求的值:
(2)若复数满足,求复数的共轭复数.
【答案】(1)20
(2)
【分析】(1)将代入一元二次方程即可得到方程组,解出即可;
(2)根据复数的除法和共轭复数的概念即可得到答案.
【详解】(1)由题意得,
因为复数是关于的方程的一个根,
所以,
,
,
解得,所以.
(2),
.
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一下·北京石景山·期末)已知为复数,下列结论错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则或
【答案】C
【分析】设出复数的代数形式,结合共轭复数的意义计算判断ABD;举例说明判断C.
【详解】设复数,
对于A,,A正确;
对于B,,,
,,B正确;
对于C,取,满足,而,C错误;
对于D,由,得,即,
则,即,
因此或,即或,D正确.
故选:C
2.(23-24高一下·河北张家口·期末)复数的虚部为( )
A. B. C.1 D.i
【答案】C
【分析】根据复数代数形式的除法运算化简,再根据复数的乘方化简复数,从而得到其虚部.
【详解】因为,又,,,
所以,
所以,所以的虚部为.
故选:C.
3.(23-24高一下·天津红桥·期末)已知 ,为虚数单位,若为实数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意得,又,求解即可.
【详解】由于,
因为,则,解得.
故选:C.
4.(23-24高一下·上海·期末)已知是定义在复数集上的次实系数多项式(是正整数),给出下列两个命题:
①如果虚数是的根,即,那么也是的根,即;
②可以因式分解成若干一次或二次实系数多项式的乘积;
则下列说法正确的是( )
A.命题①②都是真命题 B.命题①②都是假命题
C.命题①是真命题,命题②是假命题 D.命题①是假命题,命题②是真命题
【答案】A
【分析】由已知根据复数的运算及共轭复数的概念即可证明①;结合①可知的虚数根成对出现,且互为共轭复数,即可判断②.
【详解】因为是的根,所以,
所以,
于是,
即,
所以是的根,,故①正确;
由①可知,若虚数满足,则也满足,
所以的虚数根成对出现,且互为共轭复数,
所以可以因式分解成若干一次或二次实系数多项式的乘积,故②正确.
故选:.
【点睛】关键点点睛:由根据复数的运算及共轭复数的概念可得是解题的关键.
二、多选题
5.(23-24高一下·山东青岛·期末)已知为虚数单位,复数,则( )
A. B.的虚部为
C. D.在复平面内对应的点在第一象限
【答案】BCD
【分析】利用复数的除法运算化简可得,即可结合选项逐一求解.
【详解】由可得,
对于A,,故A错误,
对于B,的虚部为,故B正确,
对于C, ,故C正确,
对于D,在复平面内对应的点为,它在第一象限,故D正确,
故选:BCD.
6.(22-23高一下·甘肃·期末)下列有关复数的说法中(其中为虚数单位),正确的是( )
A.
B.复数为实数的充要条件是
C.设为复数,,若,则
D.设为复数,若,则
【答案】ABC
【分析】利用复数的四则运算法则、共轭复数的定义、复数的几何意义一一判定选项即可.
【详解】对于A:易知,故A正确;
对于B:先判定充分性:若复数为实数,则,
再判定必要性:设,
若,则,即,则复数为实数,
故复数为实数的充要条件是,B正确;
对于C:为复数,,
设,,,
若,则,
即,
所以,
因为且,所以,
则,故且,所以,故C正确;
对于D:满足,
但是,故D错误.
故选:ABC.
三、填空题
7.(23-24高一下·四川·期末)设的共轭复数是,若,则 .
【答案】
【分析】设,根据复数相等求解即可.
【详解】设,则,由,
得,
.
故答案为:
8.(23-24高一下·安徽安庆·期末)已知复数满足:,则 .
【答案】3
【分析】借助复数的乘方运算与四则运算法则计算后,结合复数模长公式计算即可得.
【详解】因为,
所以,故.
故答案为:3.
四、解答题
9.(23-24高一下·吉林·期末)已知复数是一元二次方程()的根.
(1)求的值;
(2)若复数(其中)为纯虚数,求复数的模.
【答案】(1)
(2)
【分析】根据是一元二次方程的根得到也是一元二次方程的根,代入列方程组求解即可;
(2)求出,根据复数为纯虚数求出即可求出.
【详解】(1)因为是一元二次方程的根,
所以也是一元二次方程的根,
故,解得;
(2)因为复数为纯虚数,
所以,且,
即,所以复数,
故.
10.(23-24高一下·湖北咸宁·期末)已知复数,其中为虚数单位.
(1)若是纯虚数,求实数的值;
(2)若,设,试求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据纯虚数的定义求解即可;
(2)由,则,再通过复数的乘除法计算即可.
【详解】(1)由题意可得:,且,
解得,
所以的值为;
(2)若m=2,则,
所以,
所以,,
所以.
11.(23-24高一下·上海松江·期末)已知为虚数单位,复数.
(1)当实数取何值时,是纯虚数;
(2)当时,复数是关于的方程的一个根,求实数与的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由是纯虚数得到实部为,虚部不为,解方程组得到的值;
(2)将代入方程,实部和虚部均为,解方程组得到和的值.
【详解】(1)由是纯虚数得,解得.
所以当时,是纯虚数.
(2)当时,,
因为是关于的方程的一个根,所以,
即,整理得,
所以,解得.
12.(23-24高一下·广东湛江·期末)已知复数,,其中
(1)若为纯虚数,求b的值;
(2)若与互为共轭复数,求的值.
【答案】(1)3
(2)5
【分析】(1)根据纯虚数的定义列式求解即可;
(2)整理可得,结合共轭复数的定义列式求解即可.
【详解】(1)若为纯虚数,则,解得,
所以b的值为3.
(2)因为,,
若与互为共轭复数,则,解得,
所以.
13.(23-24高一下·云南保山·期中)人们把一元三次方程的求根公式称为卡尔达诺公式,该公式为:对不完全的一元三次方程的三个根分别为:,,,其中,.
(1)求的三个根;
(2)求的三个根.
【答案】(1), , .
(2), , .
【分析】(1)根据题意,代入公式直接求解;
(2)根据已知可得,令,则,
代入公式求解即可.
【详解】(1)一元三次方程,
可得,,
,
,
.
(2),,
令,则,
此时,,
,
,
.
【点睛】关键点点睛:求解方程,关键是化为,即可解决.
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