内容正文:
第12讲 复数的运算
目录
题型归纳 1
题型01 复数加减法的代数运算 2
题型02 复数代数形式的乘法运算 3
题型03 复数的乘方 3
题型04 复数范围内方程的根 4
题型05 复数的除法运算 5
题型06 根据复数乘法运算结果求参数 6
题型07 根据除法运算结果求复数特征 7
分层练习 7
夯实基础 7
能力提升 10
知识点01复数的运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则:
(1)z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
(2)z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
(3)z1·z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
(4)===+i(c+di≠0).
知识点02复数的乘法
(1)复数的乘法类似于两个多项式相乘,即把虚数单位i看作字母,然后按多项式的乘法法则进行运算,最后只要在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部和虚部分别结合即可,但要注意把i的幂写成简单的形式;
(2)实数范围内的运算法则在复数范围内仍然适用,如交换律、结合律以及乘法对加法的分配律、正整数指数幂的运算律,这些对复数仍然成立.
知识点03复数的除法运算
关键是分母“实数化”,其一般步骤如下:
(1)分子、分母同时乘分母的共轭复数;
(2)对分子、分母分别进行乘法运算;
(3)整理、化简成实部、虚部分开的标准形式.
[易错提醒]
在乘法运算中要注意i的幂的性质:
(1)区分(a+bi)2=a2+2abi-b2(a,b∈R)与(a+b)2=a2+2ab+b2(a,b∈R);
(2)区分(a+bi)(a-bi)=a2+b2(a,b∈R)与(a+b)(a-b)=a2-b2(a,b∈R).
题型01复数加减法的代数运算
【例1】(23-24高一下·广东湛江·期末)若,则( )
A.3 B. C.5 D.
【变式1】(23-24高一下·湖南衡阳·期中)若复数满足,则的虚部为( )
A.14 B.5 C. D.
【变式2】(22-23高一下·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知复数,,则 .
【变式3】(23-24高一下·吉林长春·期末)已知复数,复数满足,则的最小值为 .
题型02 复数代数形式的乘法运算
【例2】(24-25高一上·湖南邵阳·期末)已知复数(i为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·新疆·期末)已知a,,,则( )
A. B.2 C.1 D.
【变式2】(23-24高一下·新疆·期末)已知,方程的一个根为,则 .
【变式3】(23-24高一下·江苏无锡·期中)(1)已知,若为纯虚数,求m的值.
(2)
已知复数z满足,求z.
题型03 复数的乘方
【例3】(24-25高一上·广西柳州·期中)已知为虚数单位,的虚部为( )
A. B. C. D.1
【变式1】(23-24高一下·河南郑州·期中)( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一下·山东菏泽·期中) .
【变式3】(23-24高一下·浙江杭州·期中)已知复数,且是实数.
(1)求的值;
(2)求的值.
题型04 复数范围内方程的根
【例4】(22-23高一下·山西晋中·期中)方程的一个解可以是( )
A.0 B. C.1 D.
【变式1】(23-24高一下·江苏宿迁·期中)已知关于的方程有两个虚数根,在复平面上对应两虚根之间的距离为,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一下·广东广州·期中)是关于的方程的根, .
【变式3】(23-24高一下·浙江·期中)关于的方程.
(1)若是方程的一个虚根,求的值;
(2)若,是方程的两个虚根,且,求的值.
题型05 复数的除法运算
【例5】(23-24高一下·河南商丘·期中)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·湖北武汉·期中)已知复数z满足,则( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一下·天津河北·期中)已知是虚数单位,化简的结果为 .
【变式3】(23-24高一下·湖南株洲·期中)计算:
(1);
(2).
题型06 根据复数乘法运算结果求参数
【例6】(22-23高一下·湖北·期中)若复数z的虚部小于0,且,则 .
【变式1】(20-21高一下·山东济南·期中)已知复数满足为虚数单位,则复数的虚部为 .
【变式2】(21-22高一下·福建三明·期中)已知复数.
(1)若,求a的值;
(2)求的最小值,
【变式3】(22-23高一下·山西阳泉·期中)已知复数为虚数单位.
(1)若,求;
(2)若是关于的实系数方程的一个复数根,求.
题型07 根据除法运算结果求复数特征
【例7】(22-23高一下·福建福州·期中)复数的虚部是( )
A. B. C. D.
【变式1】(21-22高一下·山东·期中)已知复数(i为虚数单位),则z的虚部为( )
A.i B.-i C.1 D.-1
【变式2】(20-21高二上·上海徐汇·期末)设,其中为虚数单位,则
【变式3】(21-22高一下·天津·期中)已知是虚数单位,是的共轭复数,若,则的虚部为 .
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一下·江苏·期末)已知复数,则的实部是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·江苏常州·期末)已知复数满足(是虚数单位),的共轭复数为,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
3.(24-25高一上·湖南娄底·期中)复数的共轭复数是,是虛数单位,则点为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一下·江苏南通·期中)下列命题中正确的( )
A.任意两个复数都不能比较大小
B.若R,则当且仅当且时,
C.若,C,且,则
D.若C则
二、多选题
5.(23-24高一下·河南南阳·期末)下列有关复数内容表述正确的是( )
A.若复数满足,则一定为纯虚数
B.对任意的复数均满足:
C.设在复数范围内方程的两根为,,则
D.对任意两个复数,,若,则,至少有一个为
6.(23-24高一下·四川攀枝花·期末)关于复数及其共轭复数,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.一定是纯虚数
三、填空题
7.(21-22高一下·江苏扬州·期中)计算: .
8.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)已知复数,则 .
四、解答题
9.(23-24高一下·天津河东·期中)计算:
(1);
(2);
10.(23-24高一下·江苏淮安·期中)设复数.
(1)若是实数,求
(2)若是纯虚数,求.
11.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)已知复数.
(1)计算复数,并求;
(2)若复数满足,求实数的值.
12.(23-24高一下·浙江·期中)已知复数
(1)若复数是方程的一个复数根,求实数a,b的值;
(2)若复数满足,求.
13.(23-24高一下·福建漳州·期中)已知复数,且为纯虚数.
(1)求复数;
(2)若复数,求复数的模.
【能力提升】
一、单选题
1.(22-23高一下·江苏淮安·期中)( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·江苏淮安·期末)已知复数,,则复数( )
A.i B. C.2i D.
3.(23-24高一下·江苏南通·期中)若,则复数z的虚部( )
A.4 B. C. D.
4.(24-25高一上·四川眉山·期中)复数(为虚数单位)的共轭复数是( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(23-24高一下·内蒙古通辽·期中)下列命题正确的是( )
A.任何复数的模都是非负数
B.如果复数z1=i,z2=-i,z3=-i,z4=2-i,那么这些复数的对应点共圆
C.|cosθ+isinθ|的最大值是,最小值为0
D.2+3i>1+2i
6.(23-24高一下·山东·期中)设,,是复数,,则下列命题中的真命题是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
三、填空题
7.(23-24高一下·山东·期中)复数满足,则 , .
8.(23-24高一下·贵州·期中)已知复数,且,则 .
9.(21-22高一下·浙江宁波·期末)设复平面内的不同三点对应复数分别为,若(是虚数单位),则的值为 .
四、解答题
10.(23-24高一下·河南郑州·期中)已知复数满足且.
(1)求复数;
(2)求.
11.(23-24高一下·江苏南京·期末)设是虚数,,且.
(1)求的值及的实部的取值范围;
(2)求证:是纯虚数;
(3)求的最小值.
12.(23-24高一下·上海·期末)在复数范围解方程.
(1)关于的实系数一元二次方程的两根满足,求实数的值;
(2)关于的实系数一元二次方程的两根,请根据实数的不同取值范围讨论的值.
13.(23-24高一下·四川成都·期中)在复数范围内有关于的方程.
(1)求该方程的根;
(2)求的值;
(3)有人观察到,得,试求的值.
14.(23-24高一下·广东东莞·期末)通过平面直角坐标系,我们可以用有序实数对表示向量.类似的,我们可以把有序复数对看作一个向量,记,称为复向量.类比平面向量的相关运算法则,对于,我们有如下运算法则:①;②;③;④.
(1)设,求和;
(2)类比平面向量数量积满足的运算律,得出复向量的一个相关结论,判断其是否正确并说明理由;
(3)设,集合.求的最小值;并证明当取最小值时,对于任意的.
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第12讲 复数的运算
目录
题型归纳 1
题型01 复数加减法的代数运算 2
题型02 复数代数形式的乘法运算 4
题型03 复数的乘方 6
题型04 复数范围内方程的根 9
题型05 复数的除法运算 12
题型06 根据复数乘法运算结果求参数 14
题型07 根据除法运算结果求复数特征 17
分层练习 19
夯实基础 19
能力提升 27
知识点01复数的运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则:
(1)z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
(2)z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
(3)z1·z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
(4)===+i(c+di≠0).
知识点02复数的乘法
(1)复数的乘法类似于两个多项式相乘,即把虚数单位i看作字母,然后按多项式的乘法法则进行运算,最后只要在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部和虚部分别结合即可,但要注意把i的幂写成简单的形式;
(2)实数范围内的运算法则在复数范围内仍然适用,如交换律、结合律以及乘法对加法的分配律、正整数指数幂的运算律,这些对复数仍然成立.
知识点03复数的除法运算
关键是分母“实数化”,其一般步骤如下:
(1)分子、分母同时乘分母的共轭复数;
(2)对分子、分母分别进行乘法运算;
(3)整理、化简成实部、虚部分开的标准形式.
[易错提醒]
在乘法运算中要注意i的幂的性质:
(1)区分(a+bi)2=a2+2abi-b2(a,b∈R)与(a+b)2=a2+2ab+b2(a,b∈R);
(2)区分(a+bi)(a-bi)=a2+b2(a,b∈R)与(a+b)(a-b)=a2-b2(a,b∈R).
题型01复数加减法的代数运算
【例1】(23-24高一下·广东湛江·期末)若,则( )
A.3 B. C.5 D.
【答案】C
【知识点】复数加减法的代数运算、求复数的模
【分析】根据题意求得,进而求模长.
【详解】因为,则,
所以.
故选:C.
【变式1】(23-24高一下·湖南衡阳·期中)若复数满足,则的虚部为( )
A.14 B.5 C. D.
【答案】B
【知识点】复数加减法的代数运算、求复数的实部与虚部
【分析】根据复数代数形式的加减法化简,再判断其虚部即可.
【详解】因为,
所以,
所以的虚部为.
故选:B
【变式2】(22-23高一下·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知复数,,则 .
【答案】
【知识点】复数加减法的代数运算
【分析】利用复数的减法可求得复数.
【详解】因为复数,,则.
故答案为:.
【变式3】(23-24高一下·吉林长春·期末)已知复数,复数满足,则的最小值为 .
【答案】2
【知识点】复数加减法的代数运算、求复数的模
【分析】设,代入中化简可得,则点在以为圆心,3为半径的圆上,从而可求得结果.
【详解】设,因为,,
所以,
所以,
所以点在以为圆心,3为半径的圆上,
所以的最小值为.
故答案为:2
题型02 复数代数形式的乘法运算
【例2】(24-25高一上·湖南邵阳·期末)已知复数(i为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】复数代数形式的乘法运算、求复数的模
【分析】由复数的四则运算,模的计算公式即可求解.
【详解】因为,所以.
故选:D.
【变式1】(23-24高一下·新疆·期末)已知a,,,则( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】D
【知识点】复数代数形式的乘法运算、复数的相等
【分析】根据复数代数形式的乘法运算和复数相等的概念求解.
【详解】因为,所以,
所以,解得.
故选:D
【变式2】(23-24高一下·新疆·期末)已知,方程的一个根为,则 .
【答案】
【知识点】复数代数形式的乘法运算、复数的相等
【分析】根据复数的乘法运算和复数相等的概念求解.
【详解】因为的一个根为,
.
故答案为:
【变式3】(23-24高一下·江苏无锡·期中)(1)已知,若为纯虚数,求m的值.
(2)已知复数z满足,求z.
【答案】(1);(2)
【知识点】共轭复数的概念及计算、已知复数的类型求参数、复数代数形式的乘法运算
【分析】(1)利用乘法运算并结合纯虚数定义可得;
(2)依题意可设,由复数相等解方程可得结果.
【详解】(1)因为为纯虚数,
所以且,
解得;
(2)因为,且,因此可设,
则,
由题意可得,所以,
解得,即.
题型03 复数的乘方
【例3】(24-25高一上·广西柳州·期中)已知为虚数单位,的虚部为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【知识点】复数的乘方、求复数的实部与虚部
【分析】根据复数代数形式的乘方运算化简,即可判断其虚部.
【详解】因为,
所以的虚部为.
故选:C
【变式1】(23-24高一下·河南郑州·期中)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】复数的乘方
【分析】利用和幂指数的运算性质求解即可.
【详解】,
故选:C
【变式2】(23-24高一下·山东菏泽·期中) .
【答案】
【知识点】复数的乘方
【分析】首先计算,再根据指数运算,化简求值.
【详解】,,
即.
故答案为:
【变式3】(23-24高一下·浙江杭州·期中)已知复数,且是实数.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)或,
(2)
【知识点】已知复数的类型求参数、复数的乘方
【分析】(1)首先化简,根据为实数得到,再由余弦函数的性质计算可得;
(2)由(1)可得,即可得到,再根据复数的乘方法则计算可得.
【详解】(1)因为,
所以,
因为是实数,所以,则,
所以或,,
解得或,.
(2)当,时,
若为偶数,则,
若为奇数,则,
所以;
同理当,时,,
又,
所以当时,
则
;
当时,
则
;
故.
题型04 复数范围内方程的根
【例4】(22-23高一下·山西晋中·期中)方程的一个解可以是( )
A.0 B. C.1 D.
【答案】B
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】根据复数的概念直接运算即可.
【详解】因为,所以,所以或,
所以方程的一个解可以是.
故选:B
【变式1】(23-24高一下·江苏宿迁·期中)已知关于的方程有两个虚数根,在复平面上对应两虚根之间的距离为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】先求出方程的两个虚数根,然后由复平面上对应两虚根之间的距离为列方程求解即可.
【详解】由题意得,得,
方程的虚数根为
,
因为在复平面上对应两虚根之间的距离为,
所以,得,
故选:B
【变式2】(23-24高一下·广东广州·期中)是关于的方程的根, .
【答案】
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】由题意可得,是实系数一元二次方程的两个虚根,运用韦达定理可得的值.
【详解】由实系数的一元二次方程的虚根成对出现,
可得实系数一元二次方程的两个虚根分别为,,
则,故.
故答案为:.
【变式3】(23-24高一下·浙江·期中)关于的方程.
(1)若是方程的一个虚根,求的值;
(2)若,是方程的两个虚根,且,求的值.
【答案】(1)
(2).
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】(1)把虚根代入方程,利用复数相等列方程组求求的值;
(2)根据虚根成对定理设,,利用已知条件结合韦达定理求的值.
【详解】(1)为方程的虚根,
则有,得,
解得;
(2)设,,,可得,
则,,
,所以,所以,
由韦达定理可得,所以.
题型05 复数的除法运算
【例5】(23-24高一下·河南商丘·期中)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】复数的除法运算
【分析】利用复数的除法运算可得答案.
【详解】由,得.
故选:D.
【变式1】(23-24高一下·湖北武汉·期中)已知复数z满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数的除法运算、求复数的模
【分析】计算出,利用复数除法法则计算出.
【详解】,故,
.
故选:B
【变式2】(23-24高一下·天津河北·期中)已知是虚数单位,化简的结果为 .
【答案】
【知识点】复数的除法运算
【分析】利用复数乘除运算法则计算即可求得结论.
【详解】.
故答案为:.
【变式3】(23-24高一下·湖南株洲·期中)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)由复数的乘法运算计算可得结果;
(2)利用复数的除法运算法则计算出结果.
【详解】(1)易知;
(2).
题型06 根据复数乘法运算结果求参数
【例6】(22-23高一下·湖北·期中)若复数z的虚部小于0,且,则 .
【答案】-4
【知识点】复数的乘方、根据复数乘法运算结果求参数
【分析】设且,根据,求出,再根据复数的乘方运算即可得解.
【详解】设且,
则,
所以,则或(舍去),
所以(舍去)或,
所以,
故答案为:
【变式1】(20-21高一下·山东济南·期中)已知复数满足为虚数单位,则复数的虚部为 .
【答案】-1
【知识点】求复数的实部与虚部、根据复数乘法运算结果求参数
【分析】根据复数的计算规则先求解复数z,再写出复数z的虚部即可.
【详解】设
解得
所以复数z的虚部为
故答案为:.
【变式2】(21-22高一下·福建三明·期中)已知复数.
(1)若,求a的值;
(2)求的最小值,
【答案】(1)或
(2)
【知识点】求复数的模、根据复数乘法运算结果求参数
【分析】(1)根据复数的运算,化简得到,列出方程,即可求解;
(2)根据复数模的公式,化简得到,进而求得有最小值.
【详解】(1)解:由复数,
可得,
所以,解得或.
(2)解:由复数,
可得,
所以当时,有最小值,最小值为.
【变式3】(22-23高一下·山西阳泉·期中)已知复数为虚数单位.
(1)若,求;
(2)若是关于的实系数方程的一个复数根,求.
【答案】(1)
(2)
【知识点】复数的除法运算、根据复数乘法运算结果求参数、求复数的模
【分析】(1)利用复数的除法进行计算即可;
(2)方法一,把直接代入方程,求得,再进行复数的乘法运算.
方法二,由是关于的实系数方程的一个复数根,得是此方程的另一个复数根,根据根与系数关系求得,再进行复数的乘法运算.
【详解】(1)若,则,
所以.
(2)方法1:由题得,
所以又,故可解得,即.
则.
方法2:因为是关于的实系数方程的一个复数根,
所以是方程的另一个复数根,则,
即,又,故可得..
则.
题型07 根据除法运算结果求复数特征
【例7】(22-23高一下·福建福州·期中)复数的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据除法运算结果求复数特征
【分析】化简复数,根据复数定义即可得到虚部.
【详解】∵,∴复数的虚部为.
故选:A.
【变式1】(21-22高一下·山东·期中)已知复数(i为虚数单位),则z的虚部为( )
A.i B.-i C.1 D.-1
【答案】C
【知识点】根据除法运算结果求复数特征、求复数的实部与虚部
【分析】结合复数的除法法则整理为,由虚部定义即可得到答案.
【详解】由题,,故虚部为1,
故选:C
【变式2】(20-21高二上·上海徐汇·期末)设,其中为虚数单位,则
【答案】
【知识点】求复数的实部与虚部、根据除法运算结果求复数特征
【解析】直接利用复数的除法运算化简得到z的代数形式,再根据定义即得结果.
【详解】因为
所以.
故答案为:.
【变式3】(21-22高一下·天津·期中)已知是虚数单位,是的共轭复数,若,则的虚部为 .
【答案】/
【知识点】求复数的实部与虚部、共轭复数的概念及计算、根据除法运算结果求复数特征
【分析】根据复数的乘除运算法则整理,由共轭复数的定义即可得到答案.
【详解】由题,因为,所以,
所以,
故答案为:
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一下·江苏·期末)已知复数,则的实部是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用复数的乘方及除法运算求出,进而求出其实部.
【详解】依题意,,
所以的实部为.
故选:A
2.(23-24高一下·江苏常州·期末)已知复数满足(是虚数单位),的共轭复数为,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【分析】由复数的除法、乘法运算,结合共轭复数的概念即可求解.
【详解】由,可得,所以
所以5.
故选:B
3.(24-25高一上·湖南娄底·期中)复数的共轭复数是,是虛数单位,则点为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数除法运算和共轭复数概念即可得到答案.
【详解】,则其共轭复数为,
则点即为点.
故选:B.
4.(23-24高一下·江苏南通·期中)下列命题中正确的( )
A.任意两个复数都不能比较大小
B.若R,则当且仅当且时,
C.若,C,且,则
D.若C则
【答案】B
【分析】当两个复数都是实数时能比较大小,据此判断A;由复数相等的定义可判断B;用特殊值可判断C、D.
【详解】对于A,当两个复数均为实数时,这两个复数能比较大小,A错误;
对于B,若R, R则当时,,
反之,若R, R,则由复数相等的定义知,必有成立,
故若R, R,则当且仅当且时,,B正确;
对于C,令,则,此时不满足,C错误;
若C,不妨令,,满足等式,此时不成立,故D错误.
故选:B
二、多选题
5.(23-24高一下·河南南阳·期末)下列有关复数内容表述正确的是( )
A.若复数满足,则一定为纯虚数
B.对任意的复数均满足:
C.设在复数范围内方程的两根为,,则
D.对任意两个复数,,若,则,至少有一个为
【答案】CD
【分析】根据复数的相关定义及运算分别判断各选项.
【详解】A选项:当时,,此时,当为实数,A选项错误;
B选项:设,则,,B选项错误;
C选项:,则,,则,C选项正确;
D选项:设,,则,
即,化简可得,即,则与至少有一个为,即,至少有一个为,D选项正确;
故选:CD.
6.(23-24高一下·四川攀枝花·期末)关于复数及其共轭复数,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.一定是纯虚数
【答案】BC
【分析】对于AD举反例即可判断;对于BC,结合共轭复数的概念、复数乘法以及复数模的计算公式即可求解.
【详解】对于A,设,则,故A不正确;
对于B,设,则,从而,故B正确;
对于C,设,则,从而,故C正确;
对于D,设,则,从而,当时,是实数,故D错误.
故选:BC.
三、填空题
7.(21-22高一下·江苏扬州·期中)计算: .
【答案】
【分析】利用复数的除法运算、模长公式计算可得答案.
【详解】.
故答案为:.
8.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)已知复数,则 .
【答案】
【分析】根据复数代数形式的乘法运算化简复数,再计算其模即可.
【详解】因为,
所以.
故答案为:.
四、解答题
9.(23-24高一下·天津河东·期中)计算:
(1);
(2);
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用复数的除法运算法则求解即可;
(2)利用复数的四则运算法则化简求解即可.
【详解】(1)原式.
(2)原式.
10.(23-24高一下·江苏淮安·期中)设复数.
(1)若是实数,求
(2)若是纯虚数,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据复数的分类特征,结合复数加法和乘法的运算性质进行求解即可;
(2)根据复数除法的运算法则,结合纯虚数的定义进行求解即可.
【详解】(1),
因为是实数,
所以有,
因此;
(2),
因为是纯虚数,
所以有,所以.
11.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)已知复数.
(1)计算复数,并求;
(2)若复数满足,求实数的值.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)先对复数化简,然后求复数的模;
(2)对等式左边化简,再由复数相等的条件列方程组可求出实数的值
【详解】(1)因为
所以.
(2)由,得
,
,
,
所以,解得.
12.(23-24高一下·浙江·期中)已知复数
(1)若复数是方程的一个复数根,求实数a,b的值;
(2)若复数满足,求.
【答案】(1),;
(2)
【分析】(1)根据复数的乘法运算,结合复数相等的充要条件,即可列方程求解,
(2)由复数的除法运算可得,即可由模长公式求解.
【详解】(1)
,所以,
(2)由可得
故
13.(23-24高一下·福建漳州·期中)已知复数,且为纯虚数.
(1)求复数;
(2)若复数,求复数的模.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)运用纯虚数概念,结合乘法计算即可;
(2)运用模长公式,结合除法和共轭复数知识求解.
【详解】(1)由题意得,
是纯虚数,
,
,
(2)
.
【能力提升】
一、单选题
1.(22-23高一下·江苏淮安·期中)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由结合平方差公式以及复数的运算求解即可.
【详解】,即.
所以.
所以
.
故选:B
2.(23-24高一下·江苏淮安·期末)已知复数,,则复数( )
A.i B. C.2i D.
【答案】B
【分析】把代入,然后利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【详解】复数,,
.
故选:B.
3.(23-24高一下·江苏南通·期中)若,则复数z的虚部( )
A.4 B. C. D.
【答案】C
【分析】直接利用复数代数形式的乘法运算化简,然后利用复数相等的概念求解.
【详解】设,则,
,,解得或或
所以复数z的虚部为.
故选:C.
4.(24-25高一上·四川眉山·期中)复数(为虚数单位)的共轭复数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的除法法则,化简可得,根据共轭复数的概念,即可得答案.
【详解】由题意得,
所以其共轭复数为.
故选:B
二、多选题
5.(23-24高一下·内蒙古通辽·期中)下列命题正确的是( )
A.任何复数的模都是非负数
B.如果复数z1=i,z2=-i,z3=-i,z4=2-i,那么这些复数的对应点共圆
C.|cosθ+isinθ|的最大值是,最小值为0
D.2+3i>1+2i
【答案】AB
【分析】根据复数的模的定义即可判断A选项,求出各复数的模即可判断B选项,根据即可判断C选项,根据虚数不能比较大小即可判断D选项.
【详解】A正确,因为若z∈R,则|z|≥0,若z=a+bi(b≠0,a,b∈R),则;
B正确,因为,这些复数的对应点均在以原点为圆心,为半径的圆上;
C错误,因为为定值;
D错误,因为虚数不能比较大小.
故选:AB.
6.(23-24高一下·山东·期中)设,,是复数,,则下列命题中的真命题是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ACD
【分析】根据条件,结合共轭复数的定义,复数模的公式,复数的四则运算,即可求解.
【详解】对于A,若,则,,因此,A正确;
对于B,令,,则,但,B错误;
对于C,设,则,
而,
则,
又,
则,
因此,C正确;
对于D,由,得,而,因此,D正确.
故选:ACD
三、填空题
7.(23-24高一下·山东·期中)复数满足,则 , .
【答案】
【分析】复数域内解方程,结合方程思想降次化简计算即可.
【详解】由题意可知是在复数域内的两个根,根据韦达定理有;
因为满足,所以,,
则
,
当时,,
当时,,
综上.
故答案为:;.
8.(23-24高一下·贵州·期中)已知复数,且,则 .
【答案】2
【分析】根据复数运算及复数相等得出参数值,最后计算即可求解.
【详解】由,则,
所以,解得,
所以.
故答案为:2.
9.(21-22高一下·浙江宁波·期末)设复平面内的不同三点对应复数分别为,若(是虚数单位),则的值为 .
【答案】
【分析】设,由得,进而求得,,即可求得.
【详解】设,由可得,
即,整理得,
即,
则;又复数对应的向量为,
则,,
则,
,
则,则,则.
故答案为:.
四、解答题
10.(23-24高一下·河南郑州·期中)已知复数满足且.
(1)求复数;
(2)求.
【答案】(1)或;
(2).
【分析】(1)设复数,、,由共轭复数的概念、复数的模长公式结合题意列方程组求解即可;
(2)根据(1)中的值,利用复数的乘法法则计算求即可.
【详解】(1)设复数,、,则,,
由且,得,
解方程得,所以复数或;
(2)当时,
;
当时,
,
综上,.
11.(23-24高一下·江苏南京·期末)设是虚数,,且.
(1)求的值及的实部的取值范围;
(2)求证:是纯虚数;
(3)求的最小值.
【答案】(1)1;
(2)证明见解析.
(3)
【分析】(1)设出复数,写出的表示式,进行复数的运算,把整理成最简形式,根据所给的的范围,得到的虚部为,实部属于这个范围,得到的实部的范围.
(2)根据设出的,整理的代数形式,进行复数的除法的运算,整理成最简形式,根据上一问求出的、的范围,得到是一个纯虚数.
(3),再利用基本不等式即可求的最小值.
【详解】(1)因为是虚数,设,则,
,,,,,此时,
,,即的实部的取值范围.
(2),,
,,,是纯虚数.
(3)
,可得,
当且仅当,即时取得最小值为.
12.(23-24高一下·上海·期末)在复数范围解方程.
(1)关于的实系数一元二次方程的两根满足,求实数的值;
(2)关于的实系数一元二次方程的两根,请根据实数的不同取值范围讨论的值.
【答案】(1)—1或3;
(2)
【分析】(1)根据方程有实数根与复数根进行讨论,从而求出的值;(2)根据方程有实数根与复数根讨论的范围,从而得到的值.
【详解】(1)当,即时,,为实数,则,,
所以,解得:;
当,即时,,为复数,由,解得:,,
所以,解得:;
综上:或
(2)当,即时,,为实数,则,,
当时,,为一正一负,所以
所以;
当,,为两负数,
当,即时,,为复数,由,解得:,,
则,,
所以
综上:
13.(23-24高一下·四川成都·期中)在复数范围内有关于的方程.
(1)求该方程的根;
(2)求的值;
(3)有人观察到,得,试求的值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)根据求根公式即可求解复数根.
(2)对目标式子变形,代入即可求值.
(3)由于,结合,即可求解.
【详解】(1)因为,
则在复数范围内由求根公式可得方程的根为,
则,.
(2)因为,所以,则,
由(1)知,故.
(3)因为,所以,
所以
.
14.(23-24高一下·广东东莞·期末)通过平面直角坐标系,我们可以用有序实数对表示向量.类似的,我们可以把有序复数对看作一个向量,记,称为复向量.类比平面向量的相关运算法则,对于,我们有如下运算法则:①;②;③;④.
(1)设,求和;
(2)类比平面向量数量积满足的运算律,得出复向量的一个相关结论,判断其是否正确并说明理由;
(3)设,集合.求的最小值;并证明当取最小值时,对于任意的.
【答案】(1);
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)代入公式①③即可求解;
(2)根据所给定义,以及向量的代数运算法则,即可求解;
(3)设满足条件的,表示出,即可得到,根据完全平方数的性质计算可得最小值.
根据所给条件求出,再证明对任意的,根据定义证明即可.
【详解】(1)由,
得,;
(2)设,,,、、、、、,
,,,
,
因为,,
所以,
,故正确;
(3)不妨令,则,
则
,
当,时取得最小值2,
此时,
设满足条件的,, ,
则,,
【点睛】关键点睛:对于新定义问题,关键是理解所给定义,再结合所学相应知识解决问题.
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