内容正文:
第11讲 复数的概念
目录
题型归纳 1
题型01 虚数单位i及其性质 2
题型02 复数的基本概念 3
题型03 求复数的实部与虚部 3
题型04 根据相等条件求参数 3
题型05 复数的分类及辨析 4
题型06 已知复数的类型求参数 5
题型07 求复数的模 6
题型08 由复数模求参数 7
题型09 与复数模相关的轨迹(图形)问题 7
分层练习 8
夯实基础 8
能力提升 10
知识点01复数的定义及分类
(1)复数的定义:
形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中实部是a,虚部是b.
(2)复数的分类:
[方法技巧]
求解与复数概念相关问题的技巧
复数的分类、复数的相等、复数的模及共轭复数的概念都与复数的实部、虚部有关,所以解答与复数相关概念有关的问题时,需把所给复数化为代数形式,即a+bi(a,b∈R)的形式,再根据题意求解.
知识点02复数相等
复数相等
a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R)
知识点03共轭复数
共轭复数
a+bi与c+di共轭⇔a=c且b=-d(a,b,c,d∈R)
知识点04复数的模
复数的模
向量的模叫做复数z=a+bi的模,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=r=(r≥0,a,b∈R)
题型01虚数单位i及其性质
【例1】(22-23高一下·江苏淮安·期末)若复数满足方程(i是虚数单位),则( )
A.1 B.i C. D.
【变式1】(22-23高一下·江苏徐州·期中)已知为虚数单位,则( )
A. B. C.1 D.
【变式2】(22-23高一下·山东枣庄·期中) .
【变式3】(21-22高一下·广东肇庆·期末)已知i为虚数单位,则 .
题型02 复数的基本概念
【例2】(22-23高一下·河北邢台·期中)复数,则( )
A.的实部为 B.的虚部为
C.的实部为 D.的虚部为
【变式1】(20-21高二下·陕西咸阳·期中)设是虚数单位,若复数的实部与虚部互为相反数,则实数( )
A.5 B. C.3 D.
【变式2】(23-24高一下·青海西宁·期中)已知为虚数单位,实数满足,则 .
【变式3】(21-22高一下·山西吕梁·期中)在复数范围内,将多项式分解成为一次因式的积,则 .
题型03 求复数的实部与虚部
【例3】(23-24高一下·江苏苏州·期中)若复数满足(是虚数单位),则的虚部是( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·北京东城·期中)复数的虚部为( )
A. B. C.0 D.2
【变式2】(23-24高一下·陕西西安·期中)复数的虚部为 .
【变式3】(23-24高一下·上海·期中)复数的虚部是 .
题型04 根据相等条件求参数
【例4】(20-21高一下·福建·期中)已知,且,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【变式1】(21-22高一下·广东江门·期末)实数满足条件:,(其中为i虚数单位),则( )
A. B.2 C.3 D.
【变式2】(21-22高一下·山西运城·期中)已知,则 .
【变式3】(21-22高一下·新疆伊犁·期末)已知,是实数,为虚数单位,且,求,的值.
题型05 复数的分类及辨析
【例5】(22-23高一下·重庆綦江·期中)下列是纯虚数的是( )
A.2 B.i C. D.
【变式1】(21-22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
【变式2】(21-22高一下·山东青岛·期末)已知是虚数单位,复数是纯虚数,则实数的值为( )
A.2 B.-2 C. D.4
【变式3】(21-22高一下·上海浦东新·期末)“复数为纯虚数”是“”的( )
A.必要非充分条件 B.充分非必要条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
题型06 已知复数的类型求参数
【例6】(23-24高一下·福建福州·期末)若是纯虚数,则实数( )
A. B. C.2 D.
【变式1】(23-24高一下·山东聊城·期末)复数(i为虚数单位)是纯虚数,则实数 .
【变式2】(23-24高一下·甘肃定西·期末)已知复数.
(1)若复数是纯虚数,求实数的值;
(2)当非零复数的实部和虚部互为相反数时,求实数的值.
【变式3】(22-23高一下·新疆省直辖县级单位·期末)实数取什么数值时,复数分别是:
(1)实数?
(2)纯虚数?
题型07 求复数的模
【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1】(23-24高一下·上海·期中)若复数满足,则 .
【变式2】(22-23高一下·福建宁德·期中)已知复数是纯虚数.
(1)求a的值;
(2)若,求复数以及的模.
【变式3】(20-21高一下·北京·期中)已知是虚数单位,复数.
(I)当时,求复数的模;
(II)若为纯虚数,求实数m值.
题型08 由复数模求参数
【例8】(21-22高一下·上海浦东新·期末)若复数满足条件,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】(22-23高一下·安徽·期中)已知i是虚数单位,若,则实数a=( )
A.2 B.2 C.-2 D.±2
【变式2】(21-22高一下·湖北十堰·期中)复数z的虚部为,在复平面内复数z对应的向量的模为2,则复数 .
【变式3】(21-22高一下·云南昭通·期末)(1)已知复数的实部为3,模为5,求复数;
(2)
实数取什么值时,复数是①实数;②虚数;③纯虚数?
题型09 与复数模相关的轨迹(图形)问题
【例9】(23-24高一下·河北石家庄·期中)当复数z满足时,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式1】(23-24高一下·福建福州·期中)已知复数满足,则最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式2】(23-24高一下·福建龙岩·期中)已知复数(x,),则复平面内满足的点Z的集合围成的图形面积为,则实数 .
【变式3】(23-24高一下·福建三明·期中)已知复数,i为虚数单位.
(1)若z是纯虚数,求a;
(2)若,求;
(3)在(1)的条件下,复数w满足,写出复数w在复平面上对应点的轨迹.
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一下·湖南岳阳·期末)设,则的虚部是( )
A.1 B.-1 C. D.
2.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)复数(是虚数单位)的虚部为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·黑龙江佳木斯·期中)已知复数(为虚数单位)为纯虚数,则的值是( )
A.1 B. C.2 D.
4.(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
二、多选题
5.(23-24高一下·四川达州·期中)下列四种说法不正确的是( )
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.
6.(23-24高一下·江苏泰州·期中)对于复数,则下列结论中错误的是( )
A.若,则为纯虚数 B.若,则
C.若,则为实数 D.若,则不是复数
三、填空题
7.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)复数是纯虚数,则实数的值为 .
8.(23-24高一下·青海西宁·期末)若复数为虚数单位为纯虚数,则的值为 .
四、解答题
9.(23-24高一下·甘肃天水·期中)求实数m的值或取值范围,使得复数分别满足:
(1)z是实数;
(2)z是纯虚数;
10.(23-24高一下·吉林长春·期中)已知复数,
(1)当 z是虚数,求的取值范围;
(2)当z是纯虚数,求的取值.
11.(22-23高一下·四川成都·期末)已知复数,,其中.
(1)若,求的值;
(2)若是纯虚数,求的值.
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)复数,(,)为实数的充要条件是( )
A. B.且
C.且 D.且
3.(22-23高一下·上海虹口·期末)已知,则下列说法中与“是纯虚数”不等价的是( )
A. B.
C.且 D.或,且
4.(21-22高一下·北京·期末)若复数是虚数,则实数取值的集合是( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(22-23高一下·河北沧州·期中)关于复数,下列说法错误的是( )
A.若,则或
B.复数与分别对应向量与,则向量对应的复数为
C.若z是复数,则
D.若复数z满足,则复数z对应的点所构成的图形面积为
6.(23-24高一下·黑龙江·期中)欧拉是科学史上最多才的一位杰出的数学家,他发明的公式为,i虚数单位,将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,这个公式也被誉为“数学中的天桥”(为自然对数的底数,i为虚数单位),依据上述公式,则下列结论中正确的是( )
A.复数为纯虚数 B.复数对应的点位于第二象限
C.复数的共轭复数为 D.复数的模长为1
三、填空题
7.(21-22高一下·上海浦东新·期末)若复数z满足且,则 .
8.(23-24高一下·湖南·期中)已知复数z满足,且,则复数z表示的轨迹长为 .
四、解答题
9.(23-24高一下·安徽马鞍山·期中)已知复数,并且.
(1)若为虚数,求的取值范围;
(2)求的取值范围.
10.(20-21高一下·浙江·期末)已知复数z满足,的虚部为2,
(1)求复数z;
(2)若复数z在复平面内所对应的点位于第一象限,且复数m满足,求的最大值和最小值.
11.(22-23高一下·河北·期末)已知复数,,其中是虚数单位,.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若,求的取值范围.
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第11讲 复数的概念
目录
题型归纳 1
题型01 虚数单位i及其性质 2
题型02 复数的基本概念 4
题型03 求复数的实部与虚部 5
题型04 根据相等条件求参数 7
题型05 复数的分类及辨析 9
题型06 已知复数的类型求参数 11
题型07 求复数的模 13
题型08 由复数模求参数 15
题型09 与复数模相关的轨迹(图形)问题 17
分层练习 19
夯实基础 19
能力提升 25
知识点01复数的定义及分类
(1)复数的定义:
形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中实部是a,虚部是b.
(2)复数的分类:
[方法技巧]
求解与复数概念相关问题的技巧
复数的分类、复数的相等、复数的模及共轭复数的概念都与复数的实部、虚部有关,所以解答与复数相关概念有关的问题时,需把所给复数化为代数形式,即a+bi(a,b∈R)的形式,再根据题意求解.
知识点02复数相等
复数相等
a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R)
知识点03共轭复数
共轭复数
a+bi与c+di共轭⇔a=c且b=-d(a,b,c,d∈R)
知识点04复数的模
复数的模
向量的模叫做复数z=a+bi的模,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=r=(r≥0,a,b∈R)
题型01虚数单位i及其性质
【例1】(22-23高一下·江苏淮安·期末)若复数满足方程(i是虚数单位),则( )
A.1 B.i C. D.
【答案】C
【知识点】虚数单位i及其性质
【分析】根据题意结合虚数单位的概念运算求解
【详解】因为,即,所以.
故选:C.
【变式1】(22-23高一下·江苏徐州·期中)已知为虚数单位,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【知识点】虚数单位i及其性质
【分析】根据的次方运算的周期性可得答案.
【详解】,
故选:A
【变式2】(22-23高一下·山东枣庄·期中) .
【答案】
【知识点】虚数单位i及其性质
【分析】根据虚数单位的周期性求解.
【详解】,
故答案为:
【变式3】(21-22高一下·广东肇庆·期末)已知i为虚数单位,则 .
【答案】i
【知识点】虚数单位i及其性质
【分析】根据虚数单位的定义,可得,,,,根据其周期性,可得每一项结果,可得答案.
【详解】由,,,,得.
故答案为:i.
题型02 复数的基本概念
【例2】(22-23高一下·河北邢台·期中)复数,则( )
A.的实部为 B.的虚部为
C.的实部为 D.的虚部为
【答案】B
【知识点】复数的基本概念
【分析】根据复数的概念求解.
【详解】因为,所以,所以与的实部均为1,A,C错误;
的虚部为,B正确,D错误.
故选:B.
【变式1】(20-21高二下·陕西咸阳·期中)设是虚数单位,若复数的实部与虚部互为相反数,则实数( )
A.5 B. C.3 D.
【答案】A
【知识点】复数的基本概念
【分析】根据已知结合复数的定义列式,即可解出答案.
【详解】复数的实部与虚部互为相反数,
,解得:,
故选:A.
【变式2】(23-24高一下·青海西宁·期中)已知为虚数单位,实数满足,则 .
【答案】6
【知识点】复数的基本概念
【分析】根据复数为实数的条件,解不等式即可求解.
【详解】由题意,即,解得.
故答案为:6
【变式3】(21-22高一下·山西吕梁·期中)在复数范围内,将多项式分解成为一次因式的积,则 .
【答案】
【知识点】复数的基本概念
【分析】根据平方差公式在复数范围内分解因式即可.
【详解】由已知.
故答案为:.
题型03 求复数的实部与虚部
【例3】(23-24高一下·江苏苏州·期中)若复数满足(是虚数单位),则的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】根据复数的虚部概念求解.
【详解】z的虚部是.
故选:B.
【变式1】(23-24高一下·北京东城·期中)复数的虚部为( )
A. B. C.0 D.2
【答案】A
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】根据虚部的定义直接求解.
【详解】复数的虚部为2.
故选:A
【变式2】(23-24高一下·陕西西安·期中)复数的虚部为 .
【答案】
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】根据复数虚部的定义直接求解
【详解】复数的虚部为.
故答案为:
【变式3】(23-24高一下·上海·期中)复数的虚部是 .
【答案】-1
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】利用复数的相关概念求解.
【详解】解:因为复数,
所以复数的虚部是-1,
故答案为:-1
题型04 根据相等条件求参数
【例4】(20-21高一下·福建·期中)已知,且,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】C
【知识点】根据相等条件求参数
【分析】利用复数相等列方程组,由此求得.
【详解】由于,
所以.
故选:C
【变式1】(21-22高一下·广东江门·期末)实数满足条件:,(其中为i虚数单位),则( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】A
【知识点】根据相等条件求参数
【分析】由复数相等的条件列出式子,即可求解
【详解】因为,
所以,解得,
所以,
故选:A
【变式2】(21-22高一下·山西运城·期中)已知,则 .
【答案】1
【知识点】根据相等条件求参数
【分析】由复数分类的定义可知,实部和虚部都为0,则复数为0,联立方程求解即可
【详解】因为,,
所以 解得.
所以
故答案为:
【变式3】(21-22高一下·新疆伊犁·期末)已知,是实数,为虚数单位,且,求,的值.
【答案】
【知识点】复数的相等、根据相等条件求参数
【分析】由复数相等可知实部与虚部分别相等,由此构造方程组求得结果.
【详解】因为,
所以,解得:.
题型05 复数的分类及辨析
【例5】(22-23高一下·重庆綦江·期中)下列是纯虚数的是( )
A.2 B.i C. D.
【答案】B
【知识点】复数的分类及辨析
【分析】利用纯虚数的定义逐一判断即可得出结论.
【详解】由纯虚数概念可知,纯虚数的实部为零,虚部不为零;
所以选项A中2是实数,B中i是纯虚数,C中是实数,D中是虚数,但不是纯虚数;
故选:B
【变式1】(21-22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
【答案】D
【知识点】复数的分类及辨析
【分析】根据复数的概念和性质逐项进行检验即可判断.
【详解】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:.
【变式2】(21-22高一下·山东青岛·期末)已知是虚数单位,复数是纯虚数,则实数的值为( )
A.2 B.-2 C. D.4
【答案】A
【知识点】复数的分类及辨析、复数的基本概念
【分析】因为是实数,所以复数的实部是,虚部是,直接由实部等于0,虚部不等于0求解的值.
【详解】解:由是纯虚数,得,解得.
故选:A.
【变式3】(21-22高一下·上海浦东新·期末)“复数为纯虚数”是“”的( )
A.必要非充分条件 B.充分非必要条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【答案】B
【知识点】判断命题的充分不必要条件、复数的分类及辨析
【分析】根据纯虚数的概念分析可知.
【详解】由纯虚数的概念可知,若复数为纯虚数,则且,故“复数为纯虚数”是“”的充分不必要条件.
故选:B
题型06 已知复数的类型求参数
【例6】(23-24高一下·福建福州·期末)若是纯虚数,则实数( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】根据纯虚数的定义,列出方程组,求解即可.
【详解】因为是纯虚数,所以,解得:,
故选:C
【变式1】(23-24高一下·山东聊城·期末)复数(i为虚数单位)是纯虚数,则实数 .
【答案】1
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】根据纯虚数的定义列式求解.
【详解】由题意可得:,解得.
故答案为:1.
【变式2】(23-24高一下·甘肃定西·期末)已知复数.
(1)若复数是纯虚数,求实数的值;
(2)当非零复数的实部和虚部互为相反数时,求实数的值.
【答案】(1);
(2).
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】(1)由条件可得实部为零,虚部不为零得出答案;
(2)由条件可得可得答案.
【详解】(1)由复数是纯虚数,得,解得;
(2)由复数的实部和虚部互为相反数,得,
化简得,解出或,
当时,不符合题意,(舍去),而满足,
所以实数的值为.
【变式3】(22-23高一下·新疆省直辖县级单位·期末)实数取什么数值时,复数分别是:
(1)实数?
(2)纯虚数?
【答案】(1)或
(2)
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】(1)令虚部等于,即可求出值;
(2)令实部为,虚部不为,即可求出值.
【详解】(1)由已知得,
其中复数的实部为,虚部为,
当时,即或时复数为实数.
(2)当,即,
即时,复数为纯虚数.
题型07 求复数的模
【例7】(23-24高一下·北京丰台·期末)设复数,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】B
【知识点】求复数的模
【分析】利用复数模的定义计算即得.
【详解】复数,则.
故选:B
【变式1】(23-24高一下·上海·期中)若复数满足,则 .
【答案】5
【知识点】求复数的模
【分析】根据复数的几何意义直接求解即可.
【详解】由,得.
故答案为:5
【变式2】(22-23高一下·福建宁德·期中)已知复数是纯虚数.
(1)求a的值;
(2)若,求复数以及的模.
【答案】(1)
(2),
【知识点】求复数的模、已知复数的类型求参数
【分析】(1)根据纯虚数实部为0求解即可;
(2)根据复数的运算与模长公式求解即可.
【详解】(1)因为为纯虚数,故,解得.
(2)由(1),故,.
【变式3】(20-21高一下·北京·期中)已知是虚数单位,复数.
(I)当时,求复数的模;
(II)若为纯虚数,求实数m值.
【答案】(I);(II)
【知识点】已知复数的类型求参数、求复数的模
【分析】(I)当时,,进而得;
(II)由题知,求解即可得答案.
【详解】解:(I)当时,,
所以;
(II)若为纯虚数,
所以,解得.
所以当为纯虚数,.
题型08 由复数模求参数
【例8】(21-22高一下·上海浦东新·期末)若复数满足条件,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由复数模求参数
【分析】由复数模长求解集,即可得的范围.
【详解】由题设,,则.
故选:A
【变式1】(22-23高一下·安徽·期中)已知i是虚数单位,若,则实数a=( )
A.2 B.2 C.-2 D.±2
【答案】D
【知识点】由复数模求参数
【分析】根据复数模的概念求解即可.
【详解】,
,
解得,
故选:D
【变式2】(21-22高一下·湖北十堰·期中)复数z的虚部为,在复平面内复数z对应的向量的模为2,则复数 .
【答案】或
【知识点】由复数模求参数、求复数的实部与虚部
【分析】设,由题意可得,解出的值即可得答案.
【详解】解:设,则有,
解得或,
所以或,
故答案为:或.
【变式3】(21-22高一下·云南昭通·期末)(1)已知复数的实部为3,模为5,求复数;
(2)实数取什么值时,复数是①实数;②虚数;③纯虚数?
【答案】(1)或;(2)①;②;③.
【知识点】由复数模求参数、已知复数的类型求参数
【分析】(1)由实部得值,然后由模的定义求出得结论;
(2)根据复数的定义求解.
【详解】(1)由已知得,
,
解得,
则或.
(2)①当,即时,复数为实数;
②当,即时,复数为虚数;
③当时,即时,复数为纯虚数.
题型09 与复数模相关的轨迹(图形)问题
【例9】(23-24高一下·河北石家庄·期中)当复数z满足时,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】设,由复数满足可知,在以为圆心的单位圆上,由此求的最值.
【详解】设,复数满足,
所以,表示到点的距离为1,
所以到原点的距离的最小值为,即的最小值是4.
故选:B
【变式1】(23-24高一下·福建福州·期中)已知复数满足,则最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用复数模的几何意义求解即得.
【详解】是复平面内复数对应点的轨迹为以原点为圆心,2为半径的圆,
是上述圆上的点到复数对应点的距离,
而,所以的最小值是.
故选:A
【变式2】(23-24高一下·福建龙岩·期中)已知复数(x,),则复平面内满足的点Z的集合围成的图形面积为,则实数 .
【答案】4
【分析】根据已知条件,结合复数的几何意义,以及圆的面积公式,即可求解.
【详解】复平面内满足的点的集合围成的图形为以为圆心,以半径的圆,
复平面内满足的点的集合围成的图形面积为,
则,解得(负值舍去).
故答案为:4.
【变式3】(23-24高一下·福建三明·期中)已知复数,i为虚数单位.
(1)若z是纯虚数,求a;
(2)若,求;
(3)在(1)的条件下,复数w满足,写出复数w在复平面上对应点的轨迹.
【答案】(1).
(2)答案见解析
(3)以为圆心,以1为半径的圆
【分析】(1)根据纯虚数的定义即可求解,
(2)利用复数的模长公式,即可求解或,进而利用共轭复数的定义求解即可,
(3)根据复数的几何意义即可求解.
【详解】(1)若z是纯虚数,则,所以
(2),所以,所以或,
当时,,,
当时,,
(3)由(1)知,
∴复数w在复平面上对应点的轨迹为:以为圆心,以1为半径的圆
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一下·湖南岳阳·期末)设,则的虚部是( )
A.1 B.-1 C. D.
【答案】A
【分析】由共轭复数、虚部的概念即可得解.
【详解】由题意的虚部是1.
故选:A.
2.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)复数(是虚数单位)的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的相关概念求解.
【详解】解:复数(是虚数单位)的虚部为,
故选:B
3.(23-24高一下·黑龙江佳木斯·期中)已知复数(为虚数单位)为纯虚数,则的值是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据实部为,虚部不为得到方程(不等式)组,解得即可.
【详解】因为复数(为虚数单位)为纯虚数,
所以,解得.
故选:C
4.(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
【答案】B
【分析】根据已知条件,结合纯虚数的定义,即可求解.
【详解】解:是纯虚数,
则,解得.
故选:B.
二、多选题
5.(23-24高一下·四川达州·期中)下列四种说法不正确的是( )
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.
【答案】ACD
【分析】根据复数的概念及分类,逐项判定,即可求解.
【详解】对A,当时,则是实数,故A错误;
对B,根据复数定义可知,故B正确;
对C,,那么是实数,故C错误;
对D,根据虚数,故D错误.
故选:ACD
6.(23-24高一下·江苏泰州·期中)对于复数,则下列结论中错误的是( )
A.若,则为纯虚数 B.若,则
C.若,则为实数 D.若,则不是复数
【答案】ABD
【分析】A.由判断;B.由复数的实部和虚部判断;C.复数的分类判断;D.由复数的分类判断.
【详解】A.当时,为实数,故错误;
B.若,则,故错误;
C.若,则为实数,故正确;
D.若,则是实数,故错误;
故选:ABD
三、填空题
7.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)复数是纯虚数,则实数的值为 .
【答案】1
【分析】根据题意结合纯虚数的定义列式求解即可.
【详解】若复数是纯虚数,则,解得,
所以实数的值为1.
故答案为:1.
8.(23-24高一下·青海西宁·期末)若复数为虚数单位为纯虚数,则的值为 .
【答案】2
【分析】根据纯虚数的定义即可求解.
【详解】由是纯虚数,有,
解得.
故答案为:
四、解答题
9.(23-24高一下·甘肃天水·期中)求实数m的值或取值范围,使得复数分别满足:
(1)z是实数;
(2)z是纯虚数;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)为实数时,虚部为;
(2)为纯虚数时,实部为,虚部不为.
【详解】(1)因为为实数,所以,
解得;
(2)因为为纯虚数,所以且,
解得.
10.(23-24高一下·吉林长春·期中)已知复数,
(1)当 z是虚数,求的取值范围;
(2)当z是纯虚数,求的取值.
【答案】(1)且,且
(2)
【分析】这两问都是根据复数的特征,列出关于实部和虚部的方程或不等式,即可求解.
【详解】(1)若是虚数,则且,
所以且且;
(2)若是纯虚数,则,
解得:.
11.(22-23高一下·四川成都·期末)已知复数,,其中.
(1)若,求的值;
(2)若是纯虚数,求的值.
【答案】(1)2
(2)或.
【分析】(1)利用复数相等几何复数运算即可求出结果;
(2)利用纯虚数定义即可求出结果.
【详解】(1)∵,,,
∴,
从而,
解得,
所以的值为2.
(2)依题意得:
,
因为是纯虚数,
所以,
解得或.
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,由复数的几何意义,代入计算,即可求解.
【详解】因为,所以在复平面对应的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
且表示圆上的点到原点的距离,
则,,
所以的取值范围为.
故选:A
2.(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)复数,(,)为实数的充要条件是( )
A. B.且
C.且 D.且
【答案】A
【分析】考查复数相关概念问题,根据实数和虚数概念求解即可.
【详解】若复数,(,)为实数,
则有, ,
故选:A.
3.(22-23高一下·上海虹口·期末)已知,则下列说法中与“是纯虚数”不等价的是( )
A. B.
C.且 D.或,且
【答案】A
【分析】利用复数的基本概念依次判断即可.
【详解】对于选项A,设,R ,
由可知,,即,
但是不能说明一定不等于零,所以不能说明是纯虚数;
对于选项B,设,R ,
由可知,即,,所以可知是纯虚数;
对于选项C,复数实部为,虚部不等于,所以可知是纯虚数;
对于选项D,设,R , 由可知,,则,
又因为,所以,同理且,可知,,所以可知是纯虚数;
故选:A.
4.(21-22高一下·北京·期末)若复数是虚数,则实数取值的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据复数是虚数的条件为虚部不为零,列式求得结果,选出答案.
【详解】由复数是虚数,
所以,所以实数取值的集合是,
故选:C.
二、多选题
5.(22-23高一下·河北沧州·期中)关于复数,下列说法错误的是( )
A.若,则或
B.复数与分别对应向量与,则向量对应的复数为
C.若z是复数,则
D.若复数z满足,则复数z对应的点所构成的图形面积为
【答案】ABC
【分析】对于,结合特殊值法,即可求解;对于,结合向量的运算法则,即可求解;对于,结合特殊值法,即可求解;对于,结合复数的几何意义,即可求解.
【详解】对于A,取,则,故A错误;
对于B,,B错误;
对于C,取,但知C错误;
对于D,设复数,则由可知,
故复数z对应的点所构成的图形面积为,D正确.
故选:ABC.
6.(23-24高一下·黑龙江·期中)欧拉是科学史上最多才的一位杰出的数学家,他发明的公式为,i虚数单位,将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,这个公式也被誉为“数学中的天桥”(为自然对数的底数,i为虚数单位),依据上述公式,则下列结论中正确的是( )
A.复数为纯虚数 B.复数对应的点位于第二象限
C.复数的共轭复数为 D.复数的模长为1
【答案】ABD
【分析】根据给定的公式,结合复数的相关概念逐项分析判断即得.
【详解】A选项:是纯虚数,A选项正确;
B选项:而,即,则复数对应的点在第二象限,B 选项正确;
C 选项:,则复数的共轭复数为,C 选项错误;
D 选项:D选项正确;
故选:ABD.
三、填空题
7.(21-22高一下·上海浦东新·期末)若复数z满足且,则 .
【答案】2
【分析】令且,根据模长的等量关系列方程求,再由求结果.
【详解】令且,
由,则,可得,
由,则,可得,
所以,故.
故答案为:2
8.(23-24高一下·湖南·期中)已知复数z满足,且,则复数z表示的轨迹长为 .
【答案】4
【分析】根据给定条件,利用复数的几何意义确定复数对应点的轨迹得解.
【详解】由,得在复平面内,复数对应的点在以原点为圆心,2为半径的圆及内部,
由,得,则点到和对应的点的距离相等,
即点在以为端点的线段的中垂线上,
因此点的轨迹是直线在上述圆及内部,显然直线过圆心,
所以所求轨迹长度为4.
故答案为:4
四、解答题
9.(23-24高一下·安徽马鞍山·期中)已知复数,并且.
(1)若为虚数,求的取值范围;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据复数相等和纯虚数条件,结合余弦函数性质可得;
(2)根据复数相等列方程,消去,利用同角三角函数的平方关系,结合二次函数性质求解可得
【详解】(1)因为,所以,
又为虚数,所以,即,所以.
(2),,
消去可得,
.
10.(20-21高一下·浙江·期末)已知复数z满足,的虚部为2,
(1)求复数z;
(2)若复数z在复平面内所对应的点位于第一象限,且复数m满足,求的最大值和最小值.
【答案】(1)或;(2)最大值,最小值.
【分析】(1)设,根据已知条件列出的方程组,求解出的值,则复数可求;
(2)根据已知条件先确定出,然后根据确定出复数在复平面内对应点的轨迹为圆,由此求解出的最值.
【详解】(1)设,因为,所以,
又因为,的虚部为,所以,
所以,所以或,
所以或;
(2)因为在复平面内所对应的点位于第一象限,所以,
设,因为,所以,所以,
所以复数在复平面内对应的点的轨迹是以为圆心,半径为的圆,
所以,.
【点睛】结论点睛:常见的复数与轨迹的结论:
(1):表示以为圆心,半径为的圆;
(2)且:表示以为端点的线段;
(3)且:表示以为焦点的椭圆;
(4)且:表示以为焦点的双曲线.
11.(22-23高一下·河北·期末)已知复数,,其中是虚数单位,.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)z1为纯虚数,则其实部为0,虚部不为0,解得参数值;
(2)由z1=z2,实部、虚部分别相等,求得关于的函数表达式,根据的范围求得参数取值范围.
【详解】(1)由z1为纯虚数,
则,解得m=-2.
(2)由,得
∴
∵,
∴当时,,当时,,
∴实数的取值范围是.
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