内容正文:
第5章 复数 易错训练与压轴训练
01 思维导图
02 易错题型
易错题型1.复数实部与虚部的混淆:
题目给出复数z=a+bi,求实部或虚部时,学生可能错误地将虚部的系数带上i,或者忽略符号。注意事项:虚部是不带i的实数部分。
1.若复数满足,为虚数单位,则的虚部为( )
A. B.2 C. D.
2.当实数m分别为何值时,
(1)复数z=m2+m-2+(m2+5m+6)i是实数?虚数?
(2)复数z=log2(m2-3m-3)+ilog2(3-m)是纯虚数?
3.若复数的实部与虚部相等,则实数a的值为( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
易错题型2.复数的几何表示错误:在复平面上,点对应的复数实部对应横坐标,虚部对应纵坐标,但学生可能颠倒或者混淆坐标轴。注意区分实轴和虚轴。
1.设z∈C,且满足下列条件,在复平面内,复数z对应的点Z的集合是什么图形?
(1)|z|=;
(2)<|z|<2.
2.若复数z满足|z+i|+|z-i|=2,求|z+i+1|的最小值.
3.若向量与对应的复数分别是,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
易错题型3.复数运算中的i²处理:在乘法或平方运算中,忘记i²=-1,导致计算错误。例如计算(2+3i)^2时,展开后中间的交叉项可能忘记处理i²。
1.在复平面内,复数z=+i3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
2.是虚数单位,i(1+i)等于( )
A. B. C. D.
3.为 .
易错题型4.复数相等的条件忽略:解方程时,假设两个复数相等需要实部和虚部分别相等,学生可能只考虑实部或虚部其一,导致错误解。
1.已知z=1+i,若=1-i,求实数a,b的值.
2.已知a,,i是虚数单位.若,则( )
A. B. C. D.
3.已知x∈R,y∈R,(xi+x)+(yi+4)=(y-i)-(1-3xi),则x= ,y= .
易错题型5.共轭复数的性质应用错误:例如,复数与其共轭复数的和是2a,差是2bi,乘积是模的平方。学生可能在运用这些性质时混淆符号或公式。
1.已知a,b∈R,复数z1=-1+ai,z2=b-3i(i为虚数单位),若z1=2,则a+b=( )
A.1 B.2
C.-2 D.-4
2.已知a,b∈R,i是虚数单位,若a-i与2+bi互为共轭复数,则(a+bi)2=( )
A.5-4i B.5+4i
C.3-4i D.3+4i
3.把复数z的共轭复数记作,已知(1+2i)=4+3i,求z.
易错题型6.模的计算公式错误:
向量的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).,但学生可能错误地计算成a² + (bi)²,导致错误。注意模是实部和虚部平方和的平方根,不考虑i。
1.已知复数z1=6-5i,z2=-2+3i,若z1,z2在复平面内对应的点分别为A,B,线段AB的中点对应复数z,则|z|=( )
A. B.5
C. D.3
2.设z1,z2是复数,则下列说法中正确的是( )
A.若|z1-z2|=0,则1=2
B.若z1=2,则1=z2
C.若|z1|=|z2|,则z1·1=z2·2
D.若|z1|=|z2|,则z=z
3.若复数和复数满足,则 .
易错题型7.分母复数有理化错误:在除法运算中,未正确乘以共轭复数,或者计算过程中符号错误。例如,1/(a+bi)应该乘以(a-bi)/(a-bi),但学生可能只乘分母的共轭,而分子漏乘。
1.已知z=,则z-=( )
A.-i B.i
C.0 D.1
2.设复数,则复数在复平面内对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
3.计算:①+;②.
易错题型8.复数的三角形式转换错误:将代数形式转为三角形式时,角度θ的计算错误,特别是当复数位于不同象限时,未正确使用反正切函数调整角度。
1.复数z=sin15°+icos15°的三角形式是( )
A.cos195°+isin195°
B.sin75°+icos75°
C.cos15°+isin15°
D.cos75°+isin75°
2.已知复数满足,且.求的三角形式;
3.设复数,其中为虚数单位,若满足,则 .
易错题型9.复数与实数比较大小:尝试比较两个复数的大小,如z1 > z2,这是无意义的。学生可能在题目中出现这样的错误比较。
1.若复数m-4+(m2-16)i≥0,则实数m的值为________.
2.已知(m2+7m+10)+(m2-5m-14)i=0,则实数m=________.
3.下列命题中,不正确的是( )
A.是一个复数 B.形如的数一定是虚数
C.两个复数一定不能比较大小 D.若,则
易错题型10.复数方程根的条件错误:例如,实系数二次方程如果有虚根,必须是共轭对,学生可能在解题时遗漏这一点,或者错误应用在非实系数的情况下。
1.已知关于x的方程(x2+mx)+2xi=-2-2i(m∈R)有实数根n,且z=m+ni,则复数z等于________.
2.下列关于一元二次方程(其中a,b,,)的说法正确的是( )
A.两根,满足,
B.两根,满足
C.若判别式,则该方程有两个相异的根
D.若判别式,则该方程有两个相等的实数根
3.设(、、).已知关于的方程有纯虚数根,则关于的方程的解的情况,下列描述正确的是( )
A.可能方程只有虚根解,其中两个是纯虚根
B.可能方程有四个实数根的解
C.可能有两个实数根,两个纯虚数根
D.可能方程没有纯虚数根的解
易错题型11.数的四则运算错误:
复数的四则运算类似于多项式的四则运算,此时含有虚数单位i的看作一类同类项,不含i的看作另一类同类项,分别合并即可,但要注意把i的幂写成最简单的形式.
1.计算:(1);(2).
2.已知复数是纯虚数,则实数( )
A.3 B.-3
C. D.
3.计算下列各题:
(1);
(2);
(3);
(4).
易错题型12. 复数方程问题错误:
1.设关于x的方程是x2-(tanθ+i)x-(2+i)=0,i为虚数单位.
(1)若方程有实数根,求锐角θ和实数根;
(2)证明对任意θ≠kπ+(k∈Z),方程无纯虚数根.
2.若虚数是关于x的方程的一个根,且,则( )
A.6 B.4 C.2 D.1
3.已知关于的实系数一元二次方程有两个虚根和,且.求的值.
巩固训练
1.(23-24八年级上·山东淄博·阶段练习)将一个四边形截去一个角后,所形成的一个新的多边形的内角和是( )
A.14 B.23 C.或 D.或或
2.(23-24八年级上·四川绵阳·期中)若一个多边形截去一个角后,形成的新多边形的内角和是.则原来多边形的边数可能是( )
A.10或11 B.11 C.11或12 D.10或11或12
3.(23-24八年级上·黑龙江佳木斯·阶段练习)若一个多边形截去一个角后,形成的另一个多边形内角和为,则原多边形的边数( )
A.12 B.11或12 C.12或13或14 D.11或12 或13
03 压轴题型
压轴题型1 复数范围内方程的根
例题1.已知关于的方程在复数集中的根为、,则下列结论正确的是( )
A.、互为共轭复数 B.,
C. D.
巩固训练1.已知是方程的虚数根,则( )
A.0 B. C. D.
巩固训练2.若方程有两个虚根,且,则实数m的值为( )
A. B. C.2 D.
压轴题型2 复数的除法运算、判断复数对应的点所在的象
例题2.已知复数满足(为虚数单位),则复数在复平面上的对应点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
巩固训练1.若复数z满足,则复数z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
巩固训练2.复数,且,则( )
A. B. C. D.2
压轴题型3 已知复数的类型求参数
例题3.设,则“”是“复数为纯虚数”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
巩固训练1.设且,若复数是实数,则
A. B. C. D.
巩固训练2.设i为虚数单位,,“复数不是纯虚数“是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
压轴题型4 共轭复数的概念及计算
例题4.复数的共轭复数是( )
A. B.
C. D.
巩固训练1.下列关于复数的四个命题,其中为真命题的是( )
A. B.
C.z的共轭复数为 D.z的虚部为
巩固训练2.下列说法正确的是( )
A.复数和其共轭复数都是成对出现的
B.实数不存在共轭复数
C.互为共轭复数的两个复数在复平面内对应的点关于虚轴对称
D.复数和其共轭复数的模相等
压轴题型5 复数的相等
例题5.已知,,,则( )
A.-4 B.7 C.-8 D.6
巩固训练1.已知,其中、.求x、y的值.
巩固训练2.若共轭复数x,y满足,则x,y共有 组解.
压轴题型6 与复数模相关的轨迹(图形)问题
例题6.在复平面内,是原点,向量对应的复数是,将绕点按逆时针方向旋转,则所得向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
巩固训练1.在复平面中,已知点,复数对应的点分别为,且满足,则的最大值为 .
巩固训练2.设是复数且,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
压轴题型7 复数的三角表示
例题7.复数经过n次乘方后,所得的复数等于它的共轭复数,则n的值等于( )
A.3 B.12 C. D.
巩固训练1.任何一个复数(其中,)都可以表示成:的形式.法国数学家棣莫弗发现:,我们称这个结论为棣莫弗定理.根据以上信息,下列说法正确的是( )
A. B.当,时,
C.当,时, D.当,,且为偶数时,复数为纯虚数
巩固训练2.欧拉公式建立了三角函数和指数函数的关系,被誉为“数学中的天桥”,现有以下两个结论:①;②.下列说法正确的是( )
A.①②均正确 B.①②均错误
C.①对②错 D.①错②对
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第5章 复数 易错训练与压轴训练
01 思维导图
02 易错题型
易错题型1.复数实部与虚部的混淆:
题目给出复数z=a+bi,求实部或虚部时,学生可能错误地将虚部的系数带上i,或者忽略符号。注意事项:虚部是不带i的实数部分。
1.若复数满足,为虚数单位,则的虚部为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】根据虚部的定义求解即可.
【详解】因为,所以的虚部为
故选:C
【点睛】本题主要考查了求复数的虚部,属于基础题.
2.当实数m分别为何值时,
(1)复数z=m2+m-2+(m2+5m+6)i是实数?虚数?
(2)复数z=log2(m2-3m-3)+ilog2(3-m)是纯虚数?
【解析】(1)若复数z=m2+m-2+(m2+5m+6)i是实数,则m2+5m+6=0,∴m=-3或m=-2.
若复数z=m2+m-2+(m2+5m+6)i是虚数,则m2+5m+6≠0,∴m≠-3且m≠-2.
(2)若复数z=log2(m2-3m-3)+ilog2(3-m)是纯虚数,则log2(m2-3m-3)=0且log2(3-m)≠0,
由log2(m2-3m-3)=0可得m=-1或m=4,
又m=4时,log2(3-m)无意义,m=-1时,log2(3-m)=2,所以m=-1.
3.若复数的实部与虚部相等,则实数a的值为( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】A
【知识点】复数的除法运算、求复数的实部与虚部
【分析】利用复数的除法,将复数表示为一般形式,然后利用复数的实部与虚部相等求出实数的值.
【详解】【解析】
因为复数的实部与虚部相等,
所以,解得
故实数a的值为.
故选:A
易错题型2.复数的几何表示错误:在复平面上,点对应的复数实部对应横坐标,虚部对应纵坐标,但学生可能颠倒或者混淆坐标轴。注意区分实轴和虚轴。
1.设z∈C,且满足下列条件,在复平面内,复数z对应的点Z的集合是什么图形?
(1)|z|=;
(2)<|z|<2.
【解析】(1)由|z|=得,向量(O为复平面的原点)的模等于,所以满足条件|z|=的点Z的集合是以原点O为圆心,为半径的圆.
(2)根据复数模的几何意义可知,
复数z对应的点Z的集合是以原点O为圆心,和2为半径的两圆所夹的圆环,不包括圆环的边界.
2.若复数z满足|z+i|+|z-i|=2,求|z+i+1|的最小值.
【解析】解法一:设复数-i,i,-(1+i)在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3.
如图,因为|z+i|+|z-i|=2,|Z1Z2|=2,
所以复数z对应的点Z的集合为线段Z1Z2.
问题转化为:动点Z在线段Z1Z2上移动,求|ZZ3|的最小值,由图可知|Z1Z3|为最小值,且最小值为1.
解法二:设z=x+yi(x,y∈R).
因为|z+i|+|z-i|=2,
所以+=2,
又=2-≥0,
所以0≤≤2,
因为=2-,
所以两边平方可得1-y=,
即(1-y)2=x2+(y-1)2,且0≤1-y≤2.
所以x=0且-1≤y≤1,则z=yi(-1≤y≤1).
所以|z+i+1|=|1+(y+1)i|=≥1,等号在y=-1即z=-i时成立.
所以|z+i+1|的最小值为1.
3.若向量与对应的复数分别是,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数的坐标表示
【分析】复数的几何意义和向量的坐标运算即可求解.
【详解】因为向量与对应的复数分别是,
则,
所以,则向量对应的复数为,
故选:.
易错题型3.复数运算中的i²处理:在乘法或平方运算中,忘记i²=-1,导致计算错误。例如计算(2+3i)^2时,展开后中间的交叉项可能忘记处理i²。
1.在复平面内,复数z=+i3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
【答案】D
【解析】复数z=+i3=-i=-i=-i,其在复平面内对应的点位于第四象限.故选D.
2.是虚数单位,i(1+i)等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】复数代数形式的乘法运算
【分析】利用复数的乘法运算法则计算即可.
【详解】由复数的运算法则可得:.
故选:
3.为 .
【答案】
【知识点】复数的乘方
【分析】先计算,再直接计算即可.
【详解】
故答案为:
易错题型4.复数相等的条件忽略:解方程时,假设两个复数相等需要实部和虚部分别相等,学生可能只考虑实部或虚部其一,导致错误解。
1.已知z=1+i,若=1-i,求实数a,b的值.
【解析】∵z2+az+b=(1+i)2+a(1+i)+b=a+b+(2+a)i,
z2-z+1=(1+i)2-(1+i)+1=i,
∴=(2+a)-(a+b)i=1-i,
由复数相等,得解得
2.已知a,,i是虚数单位.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数的乘方、复数的相等
【分析】利用复数相等求出a,b,再借助复数平方运算计算作答.
【详解】因,a,,则有,
所以.
故选:B
3.已知x∈R,y∈R,(xi+x)+(yi+4)=(y-i)-(1-3xi),则x= ,y= .
【答案】 6 11
【知识点】复数的相等、复数加减法的代数运算、根据相等条件求参数、根据复数的加减运算结果求参数
【分析】利用复数的加减运算以及复数相等的概念计算求解.
【详解】因为(xi+x)+(yi+4)=(y-i)-(1-3xi),
所以x+4+(x+y)i=(y-1)+(3x-1)i,
∴,解得.
故答案为:6,11.
易错题型5.共轭复数的性质应用错误:例如,复数与其共轭复数的和是2a,差是2bi,乘积是模的平方。学生可能在运用这些性质时混淆符号或公式。
1.已知a,b∈R,复数z1=-1+ai,z2=b-3i(i为虚数单位),若z1=2,则a+b=( )
A.1 B.2
C.-2 D.-4
【解析】由z2=b-3i,得2=b+3i,∵z1=2,∴解得∴a+b=2.故选B.
【答案】 B
2.已知a,b∈R,i是虚数单位,若a-i与2+bi互为共轭复数,则(a+bi)2=( )
A.5-4i B.5+4i
C.3-4i D.3+4i
【解析】因为a-i与2+bi互为共轭复数,所以a=2,b=1,所以(a+bi)2=(2+i)2=3+4i.
【答案】 D
3.把复数z的共轭复数记作,已知(1+2i)=4+3i,求z.
【解析】 设z=a+bi(a,b∈R),则=a-bi,
由已知得,(1+2i)(a-bi)=(a+2b)+(2a-b)i=4+3i,
由复数相等的条件知,解得a=2,b=1.
所以z=2+i.
【感悟提升】 共轭复数的性质
(1)两个共轭复数在复平面内的对应点关于实轴对称.
(2)实数的共轭复数是它本身,即z=⇔z∈R.
利用这个性质,可以证明一个复数是实数.
(3)|z|=||∈R.
易错题型6.模的计算公式错误:
向量的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).,但学生可能错误地计算成a² + (bi)²,导致错误。注意模是实部和虚部平方和的平方根,不考虑i。
1.已知复数z1=6-5i,z2=-2+3i,若z1,z2在复平面内对应的点分别为A,B,线段AB的中点对应复数z,则|z|=( )
A. B.5
C. D.3
【答案】A
【解析】由题意可得A(6,-5),B(-2,3),则线段AB的中点C的坐标为(2,-1),其对应的复数z=2-i,则|z|==.故选A.
2.设z1,z2是复数,则下列说法中正确的是( )
A.若|z1-z2|=0,则1=2
B.若z1=2,则1=z2
C.若|z1|=|z2|,则z1·1=z2·2
D.若|z1|=|z2|,则z=z
【答案】ABC
【解析】对于A,若|z1-z2|=0,则z1-z2=0,z1=z2,所以1=2,故A正确;对于B,若z1=2,则z1和z2互为共轭复数,所以1=z2,故B正确;对于C,设z1=a1+b1i,z2=a2+b2i(a1,b1,a2,b2∈R),若|z1|=|z2|,则=,z1·1=a+b,z2·2=a+b,所以z1·1=z2·2,故C正确;对于D,若z1=1,z2=i,则|z1|=|z2|,而z=1,z=-1,故D错误.故选ABC.
3.若复数和复数满足,则 .
【答案】
【知识点】复数加减法的代数运算、求复数的模
【分析】设,根据复数的运算即可求解.
【详解】设,
且,
则,
又,所以,
也即,则,
因为,
所以
故答案为:.
易错题型7.分母复数有理化错误:在除法运算中,未正确乘以共轭复数,或者计算过程中符号错误。例如,1/(a+bi)应该乘以(a-bi)/(a-bi),但学生可能只乘分母的共轭,而分子漏乘。
1.已知z=,则z-=( )
A.-i B.i
C.0 D.1
【答案】A
【解析】因为z====-i,
所以=i,所以z-=-i.故选A.
2.设复数,则复数在复平面内对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数的坐标表示、复数的除法运算
【分析】先根据复数的除法运算求出结果,进而得出复数在复平面内对应的点的坐标.
【详解】,则复数在复平面对应点的坐标为.
故选:A.
3.计算:①+;②.
【解析】①+=+=i-i=0.
②===-1+i.
易错题型8.复数的三角形式转换错误:将代数形式转为三角形式时,角度θ的计算错误,特别是当复数位于不同象限时,未正确使用反正切函数调整角度。
1.复数z=sin15°+icos15°的三角形式是( )
A.cos195°+isin195°
B.sin75°+icos75°
C.cos15°+isin15°
D.cos75°+isin75°
【答案】D
【解析】z=sin15°+icos15°=cos75°+isin75°.故选D.
2.已知复数满足,且.求的三角形式;
【答案】.
【知识点】复数的三角表示、复数范围内方程的根
【分析】
先由题设条件求得,从而结合复数的三角形式求得的三角形式.
【详解】由,可得,
所以,则,
又,所以,
因为,
所以.
3.设复数,其中为虚数单位,若满足,则 .
【答案】
【知识点】复数的三角表示、实数的平方根
【分析】根据题意,求出复数的代数形式,结合其三角形式即可求解.
【详解】由,得,即,
因,
所以.
故答案为:.
易错题型9.复数与实数比较大小:尝试比较两个复数的大小,如z1 > z2,这是无意义的。学生可能在题目中出现这样的错误比较。
1.若复数m-4+(m2-16)i≥0,则实数m的值为________.
【答案】4
【解析】由题意,得可得m=4.
2.已知(m2+7m+10)+(m2-5m-14)i=0,则实数m=________.
【答案】-2
【解析】∵m∈R,∴解得m=-2.
3.下列命题中,不正确的是( )
A.是一个复数 B.形如的数一定是虚数
C.两个复数一定不能比较大小 D.若,则
【答案】BCD
【知识点】复数的基本概念、复数的分类及辨析
【分析】根据复数的概念逐项分析即得.
【详解】由复数的定义可知A命题正确;
形如的数,当时,它不是虚数,故B命题错误;
若两个复数全是实数,则可以比较大小,故C命题错误;
两个虚数不能比较大小,故D命题错误.
故选:BCD.
易错题型10.复数方程根的条件错误:例如,实系数二次方程如果有虚根,必须是共轭对,学生可能在解题时遗漏这一点,或者错误应用在非实系数的情况下。
1.已知关于x的方程(x2+mx)+2xi=-2-2i(m∈R)有实数根n,且z=m+ni,则复数z等于________.
【答案】3-i
【解析】由题意知(n2+mn)+2ni=-2-2i,即解得所以z=m+ni=3-i.
2.下列关于一元二次方程(其中a,b,,)的说法正确的是( )
A.两根,满足,
B.两根,满足
C.若判别式,则该方程有两个相异的根
D.若判别式,则该方程有两个相等的实数根
【答案】ACD
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】根据一元二次方程根与判别式的关系可知C,D正确;由韦达定理知A正确;B中若两根为虚根,则等式不成立,即B错误.
【详解】由一元二次方程根与系数的关系,可得,,
当,是复数时,此关系式仍然成立,故A正确;
当,为虚根时,,故B错误;
当判别式时,该方程有两个相异的实数根,
当判别式时,该方程有两个虚数根,且它们的实部相等,虚部互为相反数,故C正确;
若判别式,则方程有两个相等的实数根,D正确.
故选:ACD.
3.设(、、).已知关于的方程有纯虚数根,则关于的方程的解的情况,下列描述正确的是( )
A.可能方程只有虚根解,其中两个是纯虚根
B.可能方程有四个实数根的解
C.可能有两个实数根,两个纯虚数根
D.可能方程没有纯虚数根的解
【答案】A
【知识点】复数范围内方程的根、根据相等条件求参数
【分析】根据给定条件,设,再利用方程根的意义结合复数相等,推理计算判断作答.
【详解】,,关于的方程有纯虚数根,设纯虚数根为,
则有,即,即有,,,
方程化为,方程有两个纯虚数根为,
方程化为:,
整理得,于是得或,
因此方程有两个纯虚数根,
而方程中,,
因此方程无实数根,有两个虚数根,不是纯虚数根,
所以选项A正确,选项B,C,D均不正确.
故选:A
【点睛】思路点睛:复数问题,常设出复数的代数形式,再利用复数及相关运算,探讨关系式求解.
易错题型11.数的四则运算错误:
复数的四则运算类似于多项式的四则运算,此时含有虚数单位i的看作一类同类项,不含i的看作另一类同类项,分别合并即可,但要注意把i的幂写成最简单的形式.
1.计算:(1);(2).
【解析】 (1)原式===i.
(2)原式=
=
=
===-1+i.
2.已知复数是纯虚数,则实数( )
A.3 B.-3
C. D.
【答案】A
【知识点】已知复数的类型求参数、复数的除法运算
【分析】由复数的四则运算化简后,根据复数的定义求解
【详解】【解析】因为是纯虚数,
∴,解得,
故选:A.
3.计算下列各题:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)1+7i
(2)1-34i
(3)-1
(4)5+i
【知识点】复数加减法的代数运算、复数代数形式的乘法运算、复数的乘方、复数的除法运算
【分析】应用复数的加减乘除、乘方等四则运算及复数乘除的几何性质化简复数即可.
【详解】(1).
(2).
(3).
(4).
易错题型12. 复数方程问题错误:
1.设关于x的方程是x2-(tanθ+i)x-(2+i)=0,i为虚数单位.
(1)若方程有实数根,求锐角θ和实数根;
(2)证明对任意θ≠kπ+(k∈Z),方程无纯虚数根.
【解析】 (1)设实数根是a,
则a2-(tanθ+i)a-(2+i)=0,
即a2-atanθ-2-(a+1)i=0.
∵a,tanθ∈R,∴
∴a=-1,且tanθ=1.
又0<θ<,∴θ=.
(2)证明:若方程存在纯虚数根,设为x=bi(b∈R,b≠0),
则(bi)2-(tanθ+i)bi-(2+i)=0,
即此方程组无实数解.
∴对任意θ≠kπ+(k∈Z),方程无纯虚数根.
2.若虚数是关于x的方程的一个根,且,则( )
A.6 B.4 C.2 D.1
【答案】C
【知识点】由复数模求参数、复数范围内方程的根
【分析】设复数,将其代入方程求得,,然后利用复数即可求解.
【详解】设(且),代入原方程可得.
所以,解得,因为,所以.
故选:C.
3.已知关于的实系数一元二次方程有两个虚根和,且.求的值.
【答案】
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】由关于x的实系数一元二次方程的两个虚根为,从而即可求解.
【详解】【解析】因为关于x的实系数一元二次方程的两个虚根为,
所以,
所以,解得.
巩固训练
1.(23-24八年级上·山东淄博·阶段练习)将一个四边形截去一个角后,所形成的一个新的多边形的内角和是( )
A.14 B.23 C.或 D.或或
【答案】D
【分析】本题考查了多边形的内角和,能够得出一个四边形截一刀后得到的图形有三种情形,是解决本题的关键.
根据一个四边形截一刀后得到的多边形的边数即可得出结果.
【详解】如图所示:
多边形截去一个角有三种情况.一种是从两个角的顶点截取,这样就少了一条边,即原四边形变为三角形;
另一种就是从一个边的任意位置和一个角顶点截,那样原多边形边数不变,还是四边形;还有一种是从两个边的任意位置截,那样就多了一条边,即原四边形为五边形;
新的多边形的内角和可能是,或,或.
故选:D.
2.(23-24八年级上·四川绵阳·期中)若一个多边形截去一个角后,形成的新多边形的内角和是.则原来多边形的边数可能是( )
A.10或11 B.11 C.11或12 D.10或11或12
【答案】D
【分析】本题考查了多边形的内角和;先求出截去一个角后得到的是11边形,再根据不同的裁切方式求出原来多边形的边数即可.
【详解】【解析】设截去一个角后的多边形边数为n,
则有:,
解得:,
如图1,从角两边的线段中间部分切去一个角后,在原边数基础上增加了一条边,则原来多边形的边数是10;
如图2,从一边中间部分,与另一顶点处截取一个角,边数不增也不减,则原来多边形的边数是11;
如图3,从两个顶点处切去一个角,边数减少1,则原来多边形的边数是12;
综上,原来多边形的边数可能是10或11或12;
故选:D.
3.(23-24八年级上·黑龙江佳木斯·阶段练习)若一个多边形截去一个角后,形成的另一个多边形内角和为,则原多边形的边数( )
A.12 B.11或12 C.12或13或14 D.11或12 或13
【答案】D
【分析】本题考查了多边形的内角和公式,先根据多边形的内角和公式求出截去一个角后的多边形的边数,再根据截去一个角后边数增加1,不变,减少1可得答案,理解截取一个角后多边形的边数的变化情况是解本题的关键.
【详解】【解析】设多边形截去一个角后的边数为n,
则,
解得,
∵截去一个角后边上可以增加1,不变,减少1,
∴原来多边形的边数是11或12或13.
故选D.
03 压轴题型
压轴题型1 复数范围内方程的根
例题1.已知关于的方程在复数集中的根为、,则下列结论正确的是( )
A.、互为共轭复数 B.,
C. D.
【答案】B
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】若两个根、都为实根,则A不成立,若两个根、 都为虚根,则C D不成立,故只有B恒成立,从而得到结论.
【详解】若两个根、都为实根,则A C不成立,B D成立.
若两个根、 都为虚根,则C D不成立,A B成立.
综上,只有B恒成立.
故选: B
巩固训练1.已知是方程的虚数根,则( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】由题设有且,将目标式化简为,即可得结果.
【详解】由题设,且,
而,
所以原式等于.
故选:C
巩固训练2.若方程有两个虚根,且,则实数m的值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】根据给定条件可得与互为共轭复数,设,可得,再将或代入方程,经计算整理借助复数为0即可得解.
【详解】因方程有两个虚根,则与互为共轭复数,设,有,
由得,解得,
把代入得:,整理得,
而,于是得,且,解得,,若,同理得,,
所以实数m的值为.
故选:A
压轴题型2 复数的除法运算、判断复数对应的点所在的象
例题2.已知复数满足(为虚数单位),则复数在复平面上的对应点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【知识点】复数的除法运算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】先利用复数的除法运算化简复数,再判定象限.
【详解】因为,所以复数在复平面上的对应点为,在第三象限.
故选:C.
巩固训练1.若复数z满足,则复数z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
【答案】D
【知识点】判断复数对应的点所在的象限、复数的除法运算
【分析】由复数除法运算求得,再根据复数的几何意义得其对应点坐标,从而得结论.
【详解】由题意,对应点坐标为,在第四象限.
故选:D.
巩固训练2.复数,且,则( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【知识点】复数代数形式的乘法运算、复数的除法运算
【详解】化简,因为,所以 ,故选C.
【 思路点晴】本题主要考查的是复数的乘法、除法运算,属于中档题.解题时一定要注意和以及 运算的准确性,否则很容易出现错误, 本题根据复数的乘法、除法的运算法则和的性质化简,最后再根据求出的值.
压轴题型3 已知复数的类型求参数
例题3.设,则“”是“复数为纯虚数”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】已知复数的类型求参数、判断命题的充分不必要条件
【分析】求出为纯虚数时的值,再利用充分条件、必要条件的定义判断.
【详解】复数为纯虚数,
则,解得:,
所以“”是“复数为纯虚数”的充分而不必要条件.
故选:A.
巩固训练1.设且,若复数是实数,则
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数的乘方、复数代数形式的乘法运算、已知复数的类型求参数
【分析】先对复数化简,然后由虚部为零可求得结果
【详解】
,
因为复数是实数,
所以,
因为且,
所以,
故选:A
巩固训练2.设i为虚数单位,,“复数不是纯虚数“是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件、已知复数的类型求参数
【分析】先化简z,求出a,再判断即可.
【详解】,
z不是纯虚数,则,所以,即,
所以是的充分而不必要条件.
故选:A.
【点睛】本题主要考查根据复数的类型求参数,考查充分条件和必要条件的判断,考查逻辑思维能力和计算能力,属于常考题.
压轴题型4 共轭复数的概念及计算
例题4.复数的共轭复数是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】根据复数代数形式的除法运算化简,再求出其共轭复数.
【详解】因为,
所以复数的共轭复数是.
故选:C
巩固训练1.下列关于复数的四个命题,其中为真命题的是( )
A. B.
C.z的共轭复数为 D.z的虚部为
【答案】BC
【知识点】共轭复数的概念及计算、复数的除法运算、求复数的模、求复数的实部与虚部
【分析】 算出,根据复数的基本概念即可判断答案.
【详解】 ,
,,z的共轭复数为,z的虚部为1.
故选:BC.
巩固训练2.下列说法正确的是( )
A.复数和其共轭复数都是成对出现的
B.实数不存在共轭复数
C.互为共轭复数的两个复数在复平面内对应的点关于虚轴对称
D.复数和其共轭复数的模相等
【答案】AD
【知识点】共轭复数的概念及计算
【分析】利用共轭复数的概念逐一判断.
【详解】对于A:复数和其共轭复数都是成对出现的,正确;
对于B:实数的共轭复数是他本身,错误;
对于C:互为共轭复数的两个复数在复平面内对应的点关于实轴对称,错误;
对于D:复数和其共轭复数的模相等,正确.
故选:AD.
压轴题型5 复数的相等
例题5.已知,,,则( )
A.-4 B.7 C.-8 D.6
【答案】D
【知识点】复数的相等、复数加减法的代数运算
【分析】根据 复数相等列出方程组,解出a,b再计算即可.
【详解】因为,即,
所以,解得,所以;
故选:D
巩固训练1.已知,其中、.求x、y的值.
【答案】
【知识点】复数的相等
【分析】由已知结合复数相等的条件即可求解.
【详解】因为,
所以,
解得.
巩固训练2.若共轭复数x,y满足,则x,y共有 组解.
【答案】4
【知识点】复数的相等、共轭复数的概念及计算
【分析】待定系数法,再利用复数相等的条件可得方程组,解出答案即可.
【详解】设,则,
∵,
∴,
∴,∴,
∴或或 或
∴共有4组解.
故答案为:4.
压轴题型6 与复数模相关的轨迹(图形)问题
例题6.在复平面内,是原点,向量对应的复数是,将绕点按逆时针方向旋转,则所得向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题、复数的坐标表示
【分析】由复数的几何意义结合图象可得.
【详解】
如图,由题意可知,与轴夹角为,
绕点逆时针方向旋转后到达轴上点,又,
所以的坐标为,所以对应的复数为.
故选:A.
巩固训练1.在复平面中,已知点,复数对应的点分别为,且满足,则的最大值为 .
【答案】
【知识点】已知模求数量积、与复数模相关的轨迹(图形)问题、向量与几何最值、数量积的运算律
【分析】根据复数的几何意义,由,分析得关于原点对称,所以确定,再利用平面向量的三角形法则与数量积的运算性质,将所求问题转化为平面向量数量积的最值问题.
【详解】解:因为复数对应的点为
且则可确定点在以O为圆心,2为半径的圆上
又,所以为圆的直径,即关于原点对称
所以
因为
所以
又,,
则
所以
即的最大值为,所以的最大值为.
故答案为:.
巩固训练2.设是复数且,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【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,结合图象,即可求解.
【详解】根据复数模的几何意义可知,表示复平面内以为圆心,1为半径的圆,而表示复数到原点的距离,
由图可知,.
故选:C
压轴题型7 复数的三角表示
例题7.复数经过n次乘方后,所得的复数等于它的共轭复数,则n的值等于( )
A.3 B.12 C. D.
【答案】C
【知识点】复数乘、除运算的三角表示、复数的三角表示
【分析】用共轭复数的概念,以及复数的三角表示即可.
【详解】由题意,得,
由复数相等的定义,得
解得,.
故选:C
巩固训练1.任何一个复数(其中,)都可以表示成:的形式.法国数学家棣莫弗发现:,我们称这个结论为棣莫弗定理.根据以上信息,下列说法正确的是( )
A. B.当,时,
C.当,时, D.当,,且为偶数时,复数为纯虚数
【答案】AC
【知识点】求复数的模、共轭复数的概念及计算、复数的三角表示、三角表示下复数的乘方与开方
【分析】运用题意中提供的棣莫弗定理,结合复数的运算规则,逐项进行运算求解.
【详解】选项A:,
故,
又因为,
所以,选项A正确;
选项B:当,时,
由棣莫弗定理得,,
所以选项B错误;
选项C:当,时,
由棣莫弗定理得,,
所以
所以选项C正确;
选项D:当,时,
由棣莫弗定理得,,
当时,
,此时不为纯虚数,
所以当为偶数时,复数不一定为纯虚数,
所以选项D错误;
故选:AC.
巩固训练2.欧拉公式建立了三角函数和指数函数的关系,被誉为“数学中的天桥”,现有以下两个结论:①;②.下列说法正确的是( )
A.①②均正确 B.①②均错误
C.①对②错 D.①错②对
【答案】A
【知识点】指数幂的运算、特殊角的三角函数值、复数的三角表示
【分析】利用欧拉公式即可判断①,逆用欧拉公式即可判断②
【详解】①
②
则①②均正确
故选:A
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