内容正文:
3.3—3.4 复数的几何表示与复数的三角表示
课程标准
学习目标
(1)了解复数加、减运算的几何意义
(2)通过复数的几何意义, 了解复数的三角表示, 了解复数的代数表示与三角表示之间的关系, 了解复数乘、除运算的三角表示及其几何意义。
(1)了解复数的几何表示,会求复数的模和共轭复数;
(2)理解复数加减法的几何意义;
(3)了解复数的三角表示.
知识点01 复数的几何意义
复数的几何意义
1 复平面的概念
建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,轴叫做实轴,轴叫做虚轴.
显然,实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
复数复平面内的点,
2 复数的几何意义
复数与复平面内的点及平面向量是一一对应关系(复数的实质是有序实数对,有序实数对既可以表示一个点,也可以表示一个平面向量)相等的向量表示同一个复数.
3 复数的模
向量的模叫做复数的模,记作或,表示点到原点的距离,
即 ,
4 共轭复数
的共轭复数记作,易得.
【即学即练1】
(24-25高三上·江西吉安·期末)已知,则( )
A. B.2 C.1 D.
知识点02 复数的三角表示
1 一般地,任何一个复数都可以表示成
的形式,其中,是复数的模,是以轴的非负半轴为始边,向量所在射线为终边的角,叫做复数的辐角,叫做复数的三角形表示式,简称三角形式. 简称为代数形式.
2 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
设,
则,
【即学即练2】
(23-24高一·全国·课后作业)下列各式中已表示成三角形式的复数是( ).
A. B.
C. D.
【题型一:判断复数对应的点所在的象限】
例1.(24-25高三上·河北承德·开学考试)已知为纯虚数,则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1-1.(2025高三上·广东·学业考试)复数在复平面的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
变式1-2.(23-24高一下·湖北·期末)当时,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
变式1-3.(23-24高一下·辽宁·期末)已知复数,则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
【方法技巧与总结】
1复数复平面内的点;
2 把复数化简成,确定虚部与实部.
【题型二:复数的模】
例2.(24-25高三下·安徽阜阳·开学考试)已知复数z满足,则( )
A.1 B. C. D.2
变式2-1.(贵州省遵义市2025届高三第二次适应性考试数学试题)在复平面内,复数对应的向量,则( )
A. B. C. D.1
变式2-2.(24-25高二上·云南红河·期末)已知为虚数单位,复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. D.
变式2-3.(2024·全国·模拟预测)设复数满足,则( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
1 向量的模叫做复数的模,记作或,表示点到原点的距离,
即 ,
2 若题中没给到复数的的表示,则可以考虑用待定系数法,设复数再求解.
【题型三:求共轭复数】
例3.(2024·浙江·模拟预测)若复数z满足(i为虚数单位),则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
变式3-1.(23-24高一下·安徽六安·期末)若复数与其共轭复数满足,则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3-2.(24-25高三上·山东临沂·阶段练习)设复数(为虚数单位),的共轭复数是,则( ).
A. B. C. D.
变式3-3.(多选)(24-25高三上·江苏南通·期末)已知是复数,则下列说法正确的是( )
A.若为实数,则是实数 B.若为虚数,则是虚数
C.若,则是实数 D.若,则
【方法技巧与总结】
1 的共轭复数记作;
2 ;
3 若题中没给到复数的的表示,则可以考虑用待定系数法,设复数再求解.
【题型四:与复数相关的轨迹问题】
例4.(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4-1.(2025高三·全国·专题练习)若复数满足,则的最大值为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
变式4-2.(21-22高一下·黑龙江哈尔滨·期中)已知复数z的共轭复数,满足,则的最小值为( )
A.4 B.8 C. D.
变式4-3.(21-22高一下·河南·阶段练习)设复数z在复平面内对应的点为Z,原点为O,为虚数单位,则下列说法正确的是( )
A.若,则或
B.若,则点Z的集合为以为圆心,1为半径的圆
C.若,则点Z的集合所构成的图形的面积为
D.若,则点Z的集合中有且只有两个元素
变式4-4.(多选)(24-25高三下·江苏苏州·开学考试)已知复数,()(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.若,则
【方法技巧与总结】
若
表示到的距离,即
表示以为圆心,为半径的圆.
【题型五:复数的三角表示】
例5.(24-25高一上·上海·课后作业)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
变式5-1.(21-22高二上·辽宁·开学考试)(i是虚数单位),则z的辐角主值( )
A. B. C. D.
变式5-2.(24-25高三上·黑龙江大庆·期中)下列复数与复数相等的是( )
A. B. C. D.
变式5-3.(23-24高一下·江苏南京·期末)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把与复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,所得的向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
一般地,任何一个复数都可以表示成
的形式,其中,是复数的模,是以轴的非负半轴为始边,向量所在射线为终边的角,叫做复数的辐角,叫做复数的三角形表示式,简称三角形式. 简称为代数形式.
【题型六:复数乘除法的三角表示及其几何意义】
例6.(2023·广东·模拟预测)棣莫弗公式(为虚数单位)是由法国数学家棣莫弗(1667-1754)发现的,根据棣莫弗公式可知,已知复数,则的值是( )
A. B. C. D.
变式6-1.(22-23高一下·河北张家口·阶段练习)法国数学家棣莫弗发现的公式推动了复数领域的研究.根据该公式,可得( )
A. B.
C. D.
变式6-2.(22-23高一·全国·课后作业)计算的值是( )
A. B.
C. D.
变式6-3.(24-25高三上·江苏·阶段练习)已知复数z满足,则( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
设,
则,
一、单选题
1.(2024·甘肃张掖·一模)已知复数(i为虚数单位),则复数在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(23-24高一下·湖南株洲·期末)已知复数满足,则在复平面内所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.(24-25高三上·广东·开学考试)若,则( )
A. B.13 C.5 D.25
4.(24-25高三下·山东·开学考试)已知,则( )
A. B. C. D.
5.(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
6. (2024·山东烟台·三模)若复数z满足,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
7.(2023·湖北恩施·模拟预测)任意一个复数都可以表示成三角形式,即.棣莫弗定理是由法国数学家棣莫弗(1667-1754年)创立的,指的是:设两个复数,,则,已知复数,则( )
A. B. C. D.1
8.(23-24高一下·北京·期末)已知i为虚数单位,下列说法中正确的有( )个
(1)若复数z满足,则复数z对应的点在以(1,0)为圆心,为半径的圆上;
(2)若复数z满足,则复数;
(3)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模;
(4)复数对应的向量为,复数对应的向量为,若,则
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
9.(23-24高一下·内蒙古兴安盟·期末)已知复数,则( )
A.z的共轭复数为
B.z是纯虚数
C.z的模是5
D.z在复平面内对应的点位于第四象限
10. (24-25高三下·河南·开学考试)已知复数满足,设为虚数单位,则( )
A.z可以是
B.对另一任意复数z1,一定存在
C.
D.若z为纯虚数,则其虚部为2
11. (24-25高三下·河北石家庄·开学考试)已知复数,则( )
A.若互为共轭复数,则为实数
B.若,则或
C.
D.
三、填空题
12.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)已知复数 满足 , 则 .
13.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期末)已知复数,则 .
14.(2025高三·全国·专题练习)在复平面内,复数、所对应的点分别为、,对于下列四个等式:(1);(2);(3);(4).其中恒成立的等式的个数是
四、解答题
15.(23-24高一·上海·课堂例题)若复数满足,求.
16. (24-25高二上·全国·开学考试)已知复数.
(1)若,求;
(2)在复平面内,复数对应的向量分别是,其中是原点,求的大小.
17. (2024高一下·上海·专题练习)已知,且,若.
(1)求复数的三角形式,并且复数的辐角主值;
(2)求.
18. (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.
19. (23-24高一下·浙江杭州·期末)对于,记为关于的“差比模”.若取遍,记关于的“差比模”的最大值为,最小值为,若,则称关于的“差比模”是协调的.
(1)若,求关于的“差比模”;
(2)若,是否存在,使得关于的“差比模”是协调的?若存在,求出的值;若不存在,说明理由;
(3)若且,若关于的“差比模”是协调的,求的值.
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3.3—3.4 复数的几何表示与复数的三角表示
课程标准
学习目标
(1)了解复数加、减运算的几何意义
(2)通过复数的几何意义, 了解复数的三角表示, 了解复数的代数表示与三角表示之间的关系, 了解复数乘、除运算的三角表示及其几何意义。
(1)了解复数的几何表示,会求复数的模和共轭复数;
(2)理解复数加减法的几何意义;
(3)了解复数的三角表示.
知识点01 复数的几何意义
复数的几何意义
1 复平面的概念
建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,轴叫做实轴,轴叫做虚轴.
显然,实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
复数复平面内的点,
2 复数的几何意义
复数与复平面内的点及平面向量是一一对应关系(复数的实质是有序实数对,有序实数对既可以表示一个点,也可以表示一个平面向量)相等的向量表示同一个复数.
3 复数的模
向量的模叫做复数的模,记作或,表示点到原点的距离,
即 ,
4 共轭复数
的共轭复数记作,易得.
【即学即练1】
(24-25高三上·江西吉安·期末)已知,则( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】利用复数除法运算求出,再利用共轭复数及复数模的意义求解.
【详解】依题意,,则,
所以.
故选:A
知识点02 复数的三角表示
1 一般地,任何一个复数都可以表示成
的形式,其中,是复数的模,是以轴的非负半轴为始边,向量所在射线为终边的角,叫做复数的辐角,叫做复数的三角形表示式,简称三角形式. 简称为代数形式.
2 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
设,
则,
【即学即练2】
(23-24高一·全国·课后作业)下列各式中已表示成三角形式的复数是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】复数的三角表示为,对比选项得到答案.
【详解】复数的三角表示为:,其中,B选项满足.
故选:B.
【题型一:判断复数对应的点所在的象限】
例1.(24-25高三上·河北承德·开学考试)已知为纯虚数,则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】B
【分析】首先根据复数的特征求,再根据复数的几何意义求解.
【详解】复数为纯虚数,则,则,
所以,
所以复数在复平面内对应的点为,位于第二象限.
故选:B
变式1-1.(2025高三上·广东·学业考试)复数在复平面的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】利用复数的几何意义可得出结论.
【详解】复数在复平面内的点的坐标为,该点位于第四象限.
故选:D.
变式1-2.(23-24高一下·湖北·期末)当时,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
【答案】D
【分析】根据复数的运算法则和复数的几何意义可得,结合即可下结论.
【详解】,
所以该复数在复平面所对应的点的坐标为,
又,所以,
所以点位于第四象限.
故选:D
变式1-3.(23-24高一下·辽宁·期末)已知复数,则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】B
【分析】利用复数的运算结合复数的几何意义求解.
【详解】因为,所以,
所以,
则在复平面内对应的点位于第二象限.
故选:B.
【方法技巧与总结】
1复数复平面内的点;
2 把复数化简成,确定虚部与实部.
【题型二:复数的模】
例2.(24-25高三下·安徽阜阳·开学考试)已知复数z满足,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】设(),代入已知等式,再根据复数模的计算公式求出的值.
【详解】设(),已知,则.
根据复数模的性质,对两边取模可得,即.
因为,所以,又,则.
由,且,可得,即.
故选:B.
变式2-1.(贵州省遵义市2025届高三第二次适应性考试数学试题)在复平面内,复数对应的向量,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】由复数的坐标表示和模长计算可得.
【详解】由题意可得,
所以.
故选:A.
变式2-2.(24-25高二上·云南红河·期末)已知为虚数单位,复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设且,应用复数模长的求法及已知列方程求虚部.
【详解】设且,则,
由,则,解得.
故选:B
变式2-3.(2024·全国·模拟预测)设复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设复数,计算,根据复数相等,列等式求出,然后计算即可.
【详解】依题意,设复数,
由得,,
所以,解得,
所以.
故选:B.
【方法技巧与总结】
1 向量的模叫做复数的模,记作或,表示点到原点的距离,
即 ,
2 若题中没给到复数的的表示,则可以考虑用待定系数法,设复数再求解.
【题型三:求共轭复数】
例3.(2024·浙江·模拟预测)若复数z满足(i为虚数单位),则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
【分析】利用复数的运算法则求出z,再根据复数的代数表示及其几何意义得出z对应的点,进而求解.
【详解】设,则,
则,即,所以,,
解得,,故,对应的点在第四象限.
故选:D.
变式3-1.(23-24高一下·安徽六安·期末)若复数与其共轭复数满足,则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】B
【分析】由复数的计算公式及复数的几何意义即可判断.
【详解】设复数,则,
所以,即
所以,
所以
所以复数在复平面上对应的点为,位于第二象限.
故选:B.
变式3-2.(24-25高三上·山东临沂·阶段练习)设复数(为虚数单位),的共轭复数是,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用共轭复数的定义得,利用复数的除法化简复数可得结果.
【详解】因为,所以,所以,
故选:C.
变式3-3.(多选)(24-25高三上·江苏南通·期末)已知是复数,则下列说法正确的是( )
A.若为实数,则是实数 B.若为虚数,则是虚数
C.若,则是实数 D.若,则
【答案】BC
【分析】对于AB,设,由复数概念以及乘法即可判断;对于CD,设,由复数概念以及乘法即可判断.
【详解】对于A,B,设,则,
若为实数,则,但这不一定能得到,比如,
这个时候满足为实数,但不是实数,故A错误;
若为虚数,则,这一定能得到,也就是说这个时候是虚数,故B正确;
对于C,D,设,
若,这就表明,
所以是实数,故C正确;
若,
这表明,
但不一定等于0,
比如,这个时候有,
但,故D错误.
故选:BC.
【方法技巧与总结】
1 的共轭复数记作;
2 ;
3 若题中没给到复数的的表示,则可以考虑用待定系数法,设复数再求解.
【题型四:与复数相关的轨迹问题】
例4.(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
【答案】B
【分析】根据复数模长的几何意义即可求得结果.
【详解】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4-1.(2025高三·全国·专题练习)若复数满足,则的最大值为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】设,则由,得,然后利用复数的几何意义可求得的最大值.
【详解】设,则由,得,
所以表示复数对应的动点在单位圆上,
因为
所以表示单位圆上的动点到点的距离,
所以最大值为.
故选:B
变式4-2.(21-22高一下·黑龙江哈尔滨·期中)已知复数z的共轭复数,满足,则的最小值为( )
A.4 B.8 C. D.
【答案】A
【分析】设先分析出点(x,y)在以(-4,-2)为圆心,1为半径的圆上.利用几何法求出的最小值.
【详解】设(是虚数单位).则.
因为,所以表示点(x,y)在以(-4,-2)为圆心,1为半径的圆上.
而表示圆上任意一点到(0,1)的距离.
由几何法可知:的最小值为(0,1)到圆心(-4,-2)减去圆的半径,即为.
故选:A
变式4-3.(21-22高一下·河南·阶段练习)设复数z在复平面内对应的点为Z,原点为O,为虚数单位,则下列说法正确的是( )
A.若,则或
B.若,则点Z的集合为以为圆心,1为半径的圆
C.若,则点Z的集合所构成的图形的面积为
D.若,则点Z的集合中有且只有两个元素
【答案】C
【分析】根据的几何意义可知Z的集合为以原点为圆心,1为半径的圆,由此可判断A;由得几何意义是表示以为圆心,1为半径的圆,可判断B; 由的几何意义是表示以原点为圆心,分别以1和为半径的两圆所夹的圆环,求出圆环的面积,可判断C;由的几何意义是表示以点,为端点的线段的垂直平分线,可判断D.
【详解】若,则点Z的集合为以原点为圆心,1为半径的圆,有无数个圆上的点与复数z对应,故A错误;
若,则点Z的集合为以为圆心,1为半径的圆,故B错误;
若,则点Z的集合为以原点为圆心,分别以1和为半径的两圆所夹的圆环,所以点Z的集合所构成的图形的面积为 ,故C正确;
若,则点Z的集合是以点,为端点的线段的垂直平分线,集合中有无数个元素,故D错误,
故选:C.
变式4-4.(多选)(24-25高三下·江苏苏州·开学考试)已知复数,()(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.若,则
【答案】ACD
【分析】根据共轭复数的概念求,复数模的定义求,判断A,根据复数的乘法运算法则求,结合复数的模的定义求,由此判断B,结合复数的乘法法则,模的定义求判断C,结合复数的模的几何意义判断D.
【详解】对于A,复数的共轭复数,
所以,,
所以,A正确;
对于B,,,B错误;
对于C,因为,,因为,所以,C正确;
对于D,若,则,
所以点到点的距离小于等于,
故点在以为圆心,为半径的圆上或圆内,
所以原点到的距离的最大值为原点到圆心的距离加半径,
所以,D正确,
故选:ACD.
【方法技巧与总结】
若
表示到的距离,即
表示以为圆心,为半径的圆.
【题型五:复数的三角表示】
例5.(24-25高一上·上海·课后作业)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】合理化简原复数,表示为三角形式即可.
【详解】由题意得,故D正确.
故选:D
变式5-1.(21-22高二上·辽宁·开学考试)(i是虚数单位),则z的辐角主值( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】复数可以写成 的形式,即可求得复数的辐角主值.
【详解】,所以复数的辐角主值.
故选:A
变式5-2.(24-25高三上·黑龙江大庆·期中)下列复数与复数相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的除法运算化简,再转化为三角形式,从而确定正确答案.
【详解】由题设,
,
故A,C,D错误,B正确.
故选:B
变式5-3.(23-24高一下·江苏南京·期末)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把与复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,所得的向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由复数乘法的几何意义可知,根据复数的三角表示可得顺时针旋转后对应的复数为.
【详解】根据题意可知,
复数对应的向量绕原点O按顺时针方向旋转可得,
即所得的向量对应的复数为.
故选:A.
【方法技巧与总结】
一般地,任何一个复数都可以表示成
的形式,其中,是复数的模,是以轴的非负半轴为始边,向量所在射线为终边的角,叫做复数的辐角,叫做复数的三角形表示式,简称三角形式. 简称为代数形式.
【题型六:复数乘除法的三角表示及其几何意义】
例6.(2023·广东·模拟预测)棣莫弗公式(为虚数单位)是由法国数学家棣莫弗(1667-1754)发现的,根据棣莫弗公式可知,已知复数,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用棣莫弗公式及三角函数的特殊值,结合三角函数的诱导公式即可求解.
【详解】依题意知,,
由棣莫弗公式,得 ,
所以.
故选:C.
变式6-1.(22-23高一下·河北张家口·阶段练习)法国数学家棣莫弗发现的公式推动了复数领域的研究.根据该公式,可得( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题中定义化简式子,再根据复数乘法计算即可.
【详解】根据题意可知,
故.
故选:B.
变式6-2.(22-23高一·全国·课后作业)计算的值是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的三角运算公式运算即可.
【详解】因为
所以,
所以,
故选:B.
变式6-3.(24-25高三上·江苏·阶段练习)已知复数z满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设,根据复数的三角形式计算可得答案.
【详解】设,
所以,
可得,两式相除可得,
可得,,
因为,所以,
当时,,解得,此时,
当时,,解得,舍去,
当时,,解得,此时,
当时,,解得,舍去,
当时,,解得,此时,
当时,,解得,舍去,
结合选项,只有D正确.
故选:D.
【方法技巧与总结】
复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
设,
则,
一、单选题
1.(2024·甘肃张掖·一模)已知复数(i为虚数单位),则复数在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】由题意,根据共轭复数的定义和复数的几何意义即可求解.
【详解】因为,所以,
所以复数对应的点的坐标为,位于复平面的第三象限,
故选:C.
2.(23-24高一下·湖南株洲·期末)已知复数满足,则在复平面内所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】先求等式右边复数的模长,然后由复数的除法求出,根据共轭复数得到,然后由复数的几何意义进行判断.
【详解】根据复数的模长公式,,
则,故,故,
根据复数的几何意义,在复平面上对应点是,在第四象限.
故选:D
3.(24-25高三上·广东·开学考试)若,则( )
A. B.13 C.5 D.25
【答案】C
【分析】先根据复数相等得出,再应用复数的模的公式计算.
【详解】由,得且,解得,
则.
故选:C.
4.(24-25高三下·山东·开学考试)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据条件,利用共轭复数的定义及复数的运算,即可求解.
【详解】因为,则,
所以,
故选:C.
5.(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
【答案】C
【分析】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.
【详解】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.
6. (2024·山东烟台·三模)若复数z满足,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】由复数的几何意义即可求解.
【详解】若复数z满足,则由复数的几何意义可知复数对应的点集是线段的垂直平分线,其中,
所以的最小值为.
故选:B.
7.(2023·湖北恩施·模拟预测)任意一个复数都可以表示成三角形式,即.棣莫弗定理是由法国数学家棣莫弗(1667-1754年)创立的,指的是:设两个复数,,则,已知复数,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】将化为三角形式,根据棣莫弗定理可求得的值,即可求得答案.
【详解】由题意可得,
故,
所以
.
故选:B
8.(23-24高一下·北京·期末)已知i为虚数单位,下列说法中正确的有( )个
(1)若复数z满足,则复数z对应的点在以(1,0)为圆心,为半径的圆上;
(2)若复数z满足,则复数;
(3)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模;
(4)复数对应的向量为,复数对应的向量为,若,则
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据复数在复平面内的几何意义对选项一一分析即可.
【详解】对于(1),若复数z满足,则复数z对应的点在以(0,1)为圆心,为半径的圆上,故(1)错误;
对于(2),若复数z满足,设,则,解得,
则,故(2)错误;
对于(3),复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模,故(3)正确;
对于(4),若,有,
两边同时平方,根据向量运算有,即,故(4)正确;
故(3)(4)正确,共有2个.
故选:B
二、多选题
9.(23-24高一下·内蒙古兴安盟·期末)已知复数,则( )
A.z的共轭复数为
B.z是纯虚数
C.z的模是5
D.z在复平面内对应的点位于第四象限
【答案】AD
【分析】根据共轭复数的定义判断A选项,根据复数类型判断B选项,应用模长公式判断C选项,根据复数对应点判断D选项.
【详解】对于A,由共轭复数定义知的共轭复数为,故A正确;
对于B,纯虚数要求实部为0,故B错误;
对于C,,故C错误;
对于D,z在复平面内对应的点为,位于第四象限,故D正确.
故选:AD.
10. (24-25高三下·河南·开学考试)已知复数满足,设为虚数单位,则( )
A.z可以是
B.对另一任意复数z1,一定存在
C.
D.若z为纯虚数,则其虚部为2
【答案】AC
【分析】直接求的模判断A;当时,结论不成立,判断B;计算,可判断C;根据题设求出虚部判断D.
【详解】对于A,若,则,符合题意,故A正确;
对于B,当时,和无意义,所以对另一任意复数z1,不一定存在,故B错误;
对于C,设,且,,
所以,C正确;
对于D,设,由,可得或,D错误.
故选:AC
11. (24-25高三下·河北石家庄·开学考试)已知复数,则( )
A.若互为共轭复数,则为实数
B.若,则或
C.
D.
【答案】ACD
【分析】根据复数的乘法运算即可判断A;举出反例即可判断B;根据复数的乘法运算及复数的模即可判断C;根据复数的加减法运算及复数的模即可判断D.
【详解】对于A,设,则,
所以为实数,所以A正确;
对于B,设,则,但且,所以B错误;
对于C,设,
则
,
又,则,所以C正确;
对于D,设,,
则,,
则
,
故
,所以D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)已知复数 满足 , 则 .
【答案】
【分析】可以采用向量方法求解,原问题等价于:已知,,求.
【详解】原题等价于,,求.
,,
,
.
故答案为:.
13.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期末)已知复数,则 .
【答案】/i+1
【分析】先利用复数的除法化简复数,再求其共轭复数和模长代入即可.
【详解】依题意,,则,
所以.
故答案为:.
14.(2025高三·全国·专题练习)在复平面内,复数、所对应的点分别为、,对于下列四个等式:(1);(2);(3);(4).其中恒成立的等式的个数是
【答案】2
【分析】通过举反例排除(1);利用复数的四则运算和复数的模的定义推理计算即得(2);利用平面向量数量积的定义易得(3)成立;利用向量数量积的定义式分析即可排除(4).
【详解】对于(1),取,则,,显然,(1)错;
对于(2),设,,
则,
所以,
,(2)对;
对于(3),由平面向量数量积的定义可得,(3)对;
对于(4),因为,则,
所以,,(4)错.
故恒成立的等式有(2)、(3)共2个.
故答案为:2
四、解答题
15.(23-24高一·上海·课堂例题)若复数满足,求.
【答案】或
【分析】设,根据复数模公式可得,解方程组即可求解.
【详解】设(),
,
,
解得或,
或.
16. (24-25高二上·全国·开学考试)已知复数.
(1)若,求;
(2)在复平面内,复数对应的向量分别是,其中是原点,求的大小.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据共轭复数定义和复数的乘除运算法则化简求出,再求其模长即得;
(2)利用复数的几何意义求出,和,由两向量的夹角公式即可求得.
【详解】(1)
(2)依题意向量
于是有
为与的夹角,
,
17. (2024高一下·上海·专题练习)已知,且,若.
(1)求复数的三角形式,并且复数的辐角主值;
(2)求.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)直接利用三角变换可得复数的三角形式及辐角主值.
(2)设,结合求得,再由复数代数形式的乘除运算化简,然后利用复数模的计算公式求解.
【详解】(1),
则;
(2)设,而,则,
又,于是,
则,解得,,即,
因此,所以.
18. (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.
19. (23-24高一下·浙江杭州·期末)对于,记为关于的“差比模”.若取遍,记关于的“差比模”的最大值为,最小值为,若,则称关于的“差比模”是协调的.
(1)若,求关于的“差比模”;
(2)若,是否存在,使得关于的“差比模”是协调的?若存在,求出的值;若不存在,说明理由;
(3)若且,若关于的“差比模”是协调的,求的值.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
(3)
【分析】(1)由“差比模”定义代入复数,由复数的代数运算及求模可得;
(2)由,利用共轭复数的性质与模的性质可得,利用基本不等式可得可知不存在,使得关于的“差比模”是协调的;
(3)设,由平方整理再结合辅助角公式可得,利用三角函数有界性可得关于的不等式,由此可解得,结合韦达定理与题意关于的“差比模”是协调的,化简可求.
【详解】(1)由题意得 ,
故关于的“差比模”为.
(2)先证明共轭复数有如下性质:若任意,则.
证明:设,
则,
而,
故.
;
;
故.
综上,共轭复数的性质得证.
记当“差比模”取最大值时的复数为,即.
由已知发现,
由已证明共轭复数的性质与复数模的性质可得
因为,
所以若当时取得,则时取到,
故可知,
由取遍,不恒为常数,则,
故由基本不等式可得,
故不存在,使得关于的“差比模”是协调的.
(3)且,设,
则,
平方整理可得:
所以,
即,
平方整理得:,
令,设方程,
则,
故方程有两个不等的实数根,设为,不妨设.
由题意知, ,
则,且,
故方程有两不等的正实数根,
由关于的不等式,
解得, 则,,
由已知关于的“差比模”是协调的,则,
所以,
利用韦达定理,,
则有,
化简可得,
故.
【点睛】结论点睛:有关共轭复数及模的常用性质有:
(1)任意,则;
(2)任意,则.
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