内容正文:
第十章 复数
10.1 复数及其几何意义
10.1.2 复数的几何意义
(教师独具内容)
课程标准:理解复数的代数表示及其几何意义.
教学重点:1.复数的几何意义,共轭复数的概念.2.求复数的模.
教学难点:应用复数的几何意义解决有关问题.
核心素养:通过对复数几何意义的理解,培养数学抽象素养.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 复数的几何表示
1.复平面的概念
在复数集与平面直角坐标系的点集之间建立一一对应关系,即复数z=a+bi↔点Z(a,b).
建立了直角坐标系来表示复数的平面也称为复平面.在复平面内,x轴上的点对应的都是_______,因此x轴称为______;y轴上的点除了原点外,对应的都是________,为了方便起见,称y轴为_______.
实数
实轴
纯虚数
虚轴
核心概念掌握
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核心概念掌握
6
相等
互为相反数
a-bi
z∈R
实轴
实轴
核心概念掌握
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长度
模
|a|
相等
核心概念掌握
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[拓展] 满足条件|z|=r(r为正实数)的复数z所对应的点Z的集合是以原点为圆心,r为半径的圆.满足条件|z|<r(r为正实数)的复数z所对应的点Z的集合是以原点为圆心,r为半径的圆的内部区域(不含圆的边界).满足条件|z|>r(r为正实数)的复数z所对应的点Z的集合是以原点为圆心,r为半径的圆的外部区域(不含圆的边界).
核心概念掌握
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1.(复数对应点的坐标)在复平面内,复数z=1-i对应的点的坐标是( )
A.(1,1) B.(1,-1)
C.(-1,1) D.(-1,-1)
核心概念掌握
10
-3
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 复数与复平面内的点的对应
实数a取什么值时,复平面内表示复数z=a2+a-2+(a2-3a+2)i的点:
(1)位于第二象限?
(2)位于直线y=x上?
核心素养形成
13
核心素养形成
14
【感悟提升】 复数集与复平面内所有的点组成的集合之间存在着一一对应关系.每一个复数都对应着一个有序实数对,复数的实部对应着有序实数对的横坐标,而虚部则对应着有序实数对的纵坐标,只要在复平面内找到这个有序实数对所表示的点,就可根据点的位置判断复数实部、虚部的取值.
核心素养形成
15
【跟踪训练】
1.实数m取什么值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i:
(1)对应的点在实轴上方?
(2)对应的点在直线y=-x-4上?
核心素养形成
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题型二 复数与复平面内的向量的对应
核心素养形成
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核心素养形成
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【感悟提升】 复数与平面向量一一对应是复数的另一个几何意义,利用这个几何意义,复数问题可以转化为平面向量来解决,平面向量问题也可以用复数方法来求解.
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核心素养形成
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核心素养形成
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题型三 共轭复数
已知复数z=6-2i(i为虚数单位),则在复平面内z的共轭复数所对应的点为( )
A.(6,-2) B.(6,2)
C.(-2,6) D.(2,6)
1
核心素养形成
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核心素养形成
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核心素养形成
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题型四 复数模的计算
核心素养形成
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(2)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C对应的复数为z,求|z|.
核心素养形成
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【感悟提升】 复数模的计算
(1)计算复数的模时,应先确定复数的实部和虚部,再利用公式计算.虽然两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.
(2)设出复数的代数形式,利用模的定义转化为实数问题求解.
核心素养形成
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核心素养形成
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核心素养形成
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题型五 复数模的几何意义
(1)设z∈C,则满足条件|z|=|3+4i|的复数z在复平面内对应的点Z的集合是什么图形?
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(2)满足条件3≤|z|<4的复数z在复平面内对应的点Z的集合是什么图形?
核心素养形成
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【感悟提升】 根据复数的几何意义及复数模的定义可知,复数z=a+bi(a,b∈R)的模的几何意义就是复平面内点(a,b)到原点的距离.解决复数模的几何意义问题,需把握两个关键点:一是|z|表示点Z到原点的距离,可依据|z|满足的条件判断点Z的集合所表示的图形;二是利用复数模的定义,把模的问题转化为几何问题来解决.
核心素养形成
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【跟踪训练】
5.设z∈C,且满足条件1<|z|<2,在复平面内,复数z对应的点Z的集合是什么图形?
解:|z|>1表示复数z对应的点Z的集合是以原点O为圆心,1为半径的圆外部分,
|z|<2表示复数z对应的点Z的集合是以原点O为圆心,2为半径的圆内部分,
∴复数z对应的点Z的集合是圆心为原点O,半径分别为1和2的两圆所夹的圆环,不包括环的边界.
核心素养形成
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随堂水平达标
1.复数z=(a2-2a)+(a2-a-2)i(a∈R)对应的点在虚轴上,则( )
A.a≠2或a≠1 B.a≠2且a≠1
C.a=0 D.a=2或a=0
解析:由z对应的点在虚轴上,可知复数z是纯虚数或0,得a2-2a=0,解得a=2或a=0.
随堂水平达标
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2.已知复数z在复平面内对应的点与复数3-2i在复平面内对应的点关于虚轴对称,则复数z的共轭复数为( )
A.3+2i B.2-3i
C.-3-2i D.-3+2i
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随堂水平达标
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4.设z=x+yi(x,y∈R),则满足条件1<|z|<2的点Z(x,y)构成的图形的面积为____.
解析:满足条件1<|z|<2的点Z(x,y)的集合是以原点为圆心,1和2分别为半径的两个圆所夹的圆环,但不包括圆环的边界,其面积为π(22-12)=3π.
3π
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随堂水平达标
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课后课时精练
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★
对点 求复数对应的复平面内的点的坐标 求复数
的模 求复数对应的复平面内的点所在
象限 已知复数及其模的数量关系求复数 求复数对应的点的轨迹形状 复数的模;共轭复数的概念及计算 求复数的模;
与复数模相
关的轨迹
问题 根据复数对应的点的坐标的特点求复数
题号 9 10 11 12 13 14 15 16
难度 ★ ★★ ★ ★ ★★★ ★★ ★★ ★★★
对点 求复数模的取值
范围 由复数的
向量表示
求参数
的值 由复数对应的点的坐标的特点求参数的取值
范围 复数的几何意义及应用 由复数模的范围求参数的取值范围 由复数模的范围求参数的取值范围;集合的交集运算 求共轭复数;
由复数的模求
参数的取值;
求复数模的
最小值 由复数模的大小关系求参数的取值范围
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一、单选题
1.在复平面内,复数3i-i2对应的点的坐标为( )
A.(1,3) B.(3,1)
C.(-1,3) D.(3,-1)
解析:3i-i2=1+3i,故复数3i-i2对应的点的坐标为(1,3).故选A.
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3.已知z=(m+3)+(m-1)i(m∈R)在复平面内对应的点为P,则点P不可能在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:设z=x+yi(x,y∈R),又z=(m+3)+(m-1)i(m∈R),所以x=m+3,y=m-1,所以x-y-4=0,因为直线x-y-4=0不经过第二象限,所以复数z在复平面内对应的点P不可能在第二象限.
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5.已知复数z满足|z|2-2|z|-3=0,则复数z对应的点组成的集合是( )
A.1个圆 B.1条线段
C.2个点 D.2个圆
解析:由题意可知(|z|-3)(|z|+1)=0,即|z|=3或|z|=-1.∵|z|≥0,∴|z|=-1应舍去,∴复数z对应的点组成的集合是以原点为圆心,3为半径的圆.
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-3+4i
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9.复数z=1+cosα+isinα(π<α<2π)的模的取值范围为________.
(0,2)
(0,2)
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四、解答题
11.当实数m为何值时,复数z=(m2-8m+15)+(m2+3m-28)i在复平面内对应的点:
(1)在第四象限?
(2)在x轴负半轴上?
(3)在实轴上方(含实轴)?
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R
2.复数的向量表示
因为平面直角坐标系中的点Z(a,b)能唯一确定一个以原点O为始点、Z为终点的向量eq \o(OZ,\s\up12(→)),所以复数也可用向量eq \o(OZ,\s\up12(→))来表示,这样一来也就能在复数集与平面直角坐标系中以O为始点的向量组成的集合之间建立一一对应关系,即复数z=a+bi↔向量eq \o(OZ,\s\up12(→))=(a,b).
知识点二 复数的两个重要概念
1.共轭复数
(1)定义:一般地,如果两个复数的实部_____,而虚部____________,则称这两个复数互为共轭复数.复数z的共轭复数用eq \o(z,\s\up12(-))表示,因此,当z=a+bi(a,b∈R)时,有eq \o(z,\s\up12(-))=_______.
特别地:当b=0时,实数a的共轭复数仍是a本身,即z=eq \o(z,\s\up12(-))⇔___________.
(2)几何意义:显然,在复平面内,表示两个共轭复数的点关于_______对称;反之,如果表示两个复数的点在复平面内关于______对称,则这两个复数互为共轭复数.
2.复数的模(或绝对值)
(1)定义:一般地,向量eq \o(OZ,\s\up12(→))=(a,b)的_______称为复数z=a+bi的____(或绝对值),复数z的模用|z|表示.
(2)公式:|z|=________.
当b=0时,|z|=eq \r(a2)=_____,这说明复数的模是实数绝对值概念的推广.
(3)一般地,两个共轭复数的模_____,即_______.
eq \r(a2+b2)
|z|=|eq \o(z,\s\up12(-))|
2.(复数的向量表示)在复平面内,复数z1对应的点为Z1(1,2),复数z2对应的点为Z2(2,1),则eq \o(Z1Z2,\s\up12(→))对应的复数为( )
A.3+3i
B.1-i
C.-1+i
D.2+2i
3.(共轭复数)复数z满足z+6i=eq \o(z,\s\up12(-))(i为虚数单位),则z的虚部为____.
4.(复数的模)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则|z2|=____.
eq \r(13)
解 根据复数的几何意义可知,复平面内表示复数z=a2+a-2+(a2-3a+2)i的点就是点Z(a2+a-2,a2-3a+2).
(1)由点Z位于第二象限,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2+a-2<0,,a2-3a+2>0,))解得-2<a<1.
故满足条件的实数a的取值范围为(-2,1).
(2)由点Z位于直线y=x上,得a2+a-2=a2-3a+2,解得a=1.
故满足条件的实数a的值为1.
解:(1)由m2-2m-15>0,得m<-3或m>5,
所以当m<-3或m>5时,复数z对应的点在实轴上方.
(2)由题意,得(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+4=0,得m=1或m=-eq \f(5,2),
所以当m=1或m=-eq \f(5,2)时,复数z对应的点在直线y=-x-4上.
已知平行四边形OABC的三个顶点O,A,C对应的复数分别为0,3+2i,-2+4i,试求:
(1)eq \o(AO,\s\up12(→))表示的复数;
(2)eq \o(CA,\s\up12(→))表示的复数;
(3)点B对应的复数.
解 (1)∵eq \o(AO,\s\up12(→))=(0,0)-(3,2)=(-3,-2),
∴eq \o(AO,\s\up12(→))表示的复数为-3-2i.
(2)∵eq \o(CA,\s\up12(→))=(3,2)-(-2,4)=(5,-2),
∴eq \o(CA,\s\up12(→))表示的复数为5-2i.
(3)∵eq \o(OB,\s\up12(→))=eq \o(OA,\s\up12(→))+eq \o(AB,\s\up12(→))=eq \o(OA,\s\up12(→))+eq \o(OC,\s\up12(→))=(3,2)+(-2,4)=(1,6),
∴eq \o(OB,\s\up12(→))表示的复数为1+6i,
即点B对应的复数为1+6i.
【跟踪训练】
2.(1)已知平面直角坐标系中O是原点,向量eq \o(OA,\s\up12(→)),eq \o(OB,\s\up12(→))对应的复数分别为2-3i,-3+2i,那么向量eq \o(BA,\s\up12(→))对应的复数是( )
A.-5+5i
B.5-5i
C.5+5i
D.-5-5i
解析:向量eq \o(OA,\s\up12(→))=(2,-3),eq \o(OB,\s\up12(→))=(-3,2),∵向量eq \o(BA,\s\up12(→))=eq \o(OA,\s\up12(→))-eq \o(OB,\s\up12(→))=(2+3,-3-2)=(5,-5),∴向量eq \o(BA,\s\up12(→))对应的复数是5-5i.
(2)在复平面内,向量eq \o(OA,\s\up12(→))(O为坐标原点)对应的复数为1+i,将eq \o(OA,\s\up12(→))向右平移一个单位长度后得到向量eq \o(O′A′,\s\up12(→)),则向量eq \o(O′A′,\s\up12(→))与点A′对应的复数分别为( )
A.1+i,1+i
B.2+i,2+i
C.1+i,2+i
D.2+i,1+i
解析:向量eq \o(OA,\s\up12(→))向右平移一个单位长度后得到向量eq \o(O′A′,\s\up12(→)),则O′(1,0),∵eq \o(OA′,\s\up12(→))=eq \o(OO′,\s\up12(→))+eq \o(O′A′,\s\up12(→))=eq \o(OO′,\s\up12(→))+eq \o(OA,\s\up12(→))=(1,0)+(1,1)=(2,1),∴点A′对应的复数为2+i.又eq \o(O′A′,\s\up12(→))=eq \o(OA,\s\up12(→)),∴eq \o(O′A′,\s\up12(→))对应的复数为1+i.故选C.
解析 由题意,可知eq \o(z,\s\up11(-))=6+2i,则在复平面内eq \o(z,\s\up11(-))所对应的点为(6,2).故选B.
【感悟提升】 复数z=a+bi在复平面内对应的点为(a,b),复数eq \o(z,\s\up11(-))=a-bi在复平面内对应的点为(a,-b),所以两个互为共轭复数的复数,它们所对应的点关于实轴对称.
【跟踪训练】
3.在复平面内,复数eq \o(z,\s\up12(-))=sin2+icos2,则z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
解析:∵sin2>0,cos2<0,∴复数eq \o(z,\s\up12(-))对应的点(sin2,cos2)在第四象限,∴z对应的点在第一象限.故选A.
(1)求下列复数的模:
①i;②-2i;③eq \f(1,2)-eq \f(\r(3),2)i.
解 ①|i|=1.
②|-2i|=2.
③eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)-\f(\r(3),2)i))=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(3),2)))\s\up12(2))=1.
解 由题意得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|=eq \r(22+(-1)2)=eq \r(5).
【跟踪训练】
4.(1)设复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,若z1=1-2i,则eq \f(z2,|z1|)的虚部为( )
A.-eq \f(\r(5),5)
B.-eq \f(2\r(5),5) C.eq \f(2\r(5),5)
D.-eq \f(2,5)
解析:因为z1=1-2i,复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,所以z2=-1-2i,所以eq \f(z2,|z1|)=eq \f(\a(-1-2i, ),\r(12+(-2)2))=eq \f(-1-2i,\r(5))=-eq \f(\r(5),5)-eq \f(2\r(5),5)i,其虚部为-eq \f(2\r(5),5).
(2)复数z1=sineq \f(π,3)-icoseq \f(π,6),z2=eq \f(\r(2),2)+eq \f(\r(2),2)i,试比较|z1|与|z2|的大小.
解:因为|z1|=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin\f(π,3)-icos\f(π,6)))=eq \r(sin2\f(π,3)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-cos\f(π,6)))\s\up12(2))=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(3),2)))\s\up12(2))=eq \f(\r(6),2),
|z2|=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)+\f(\r(2),2)i))=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)))\s\up12(2))=1,
且eq \f(\r(6),2)=eq \r(\f(3,2))>1,所以|z1|>|z2|.
解 由|z|=|3+4i|得|z|=5.
这表明向量eq \o(OZ,\s\up12(→))的长度等于5,即点Z到原点的距离等于5.
因此满足条件的点Z的集合是以原点O为圆心,5为半径的圆.
解 满足条件3≤|z|<4的复数z在复平面内对应的点Z的集合是圆心为原点O,半径分别为3和4的两圆所夹的圆环,但不包括大圆圆周,如图所示.
解析:复数3-2i在复平面内对应的点为(3,-2),关于虚轴对称的点为(-3,-2),所以复数z在复平面内对应的点为(-3,-2),即z=-3-2i,所以eq \o(z,\s\up12(-))=-3+2i.
3.若|4+2eq \r(5)i|+x+(3-2x)i=3+(y+5)i(i为虚数单位),其中x,y是实数,则|x+yi|=( )
A.5
B.eq \r(13)
C.2eq \r(2)
D.2
解析:由已知,得6+x+(3-2x)i=3+(y+5)i,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+6=3,,3-2x=y+5,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=-3,,y=4,))∴|x+yi|=|-3+4i|=5.故选A.
5.在复平面内作出复数z1=eq \f(1,2)+eq \f(\r(3),2)i,z2=-1,z3=eq \f(1,2)-eq \f(\r(3),2)i对应的向量eq \o(OZ1,\s\up12(→)),eq \o(OZ2,\s\up12(→)),eq \o(OZ3,\s\up12(→)),并求出各复数的模,同时判断各复数对应的点在复平面内的位置关系.
解:根据复数与复平面内的点一一对应,可知点Z1,Z2,Z3的坐标分别为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(\r(3),2))),(-1,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),-\f(\r(3),2))),
则向量eq \o(OZ1,\s\up12(→)),eq \o(OZ2,\s\up12(→)),eq \o(OZ3,\s\up12(→))如图所示.
|z1|=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)))\s\up12(2))=1,|z2|=|-1|=1,|z3|=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(3),2)))\s\up12(2))=1.
在复平面xOy内,点Z1,Z3关于实轴对称,且Z1,Z2,Z3三点在以坐标原点为圆心,1为半径的圆上.
2.(2024·新课标Ⅱ卷)已知z=-1-i,则|z|=( )
A.0
B.1
C.eq \r(2)
D.2
解析:若z=-1-i,则|z|=eq \r((-1)2+(-1)2)=eq \r(2).故选C.
4.(2024·安徽合肥期末)已知复数z满足|eq \o(z,\s\up12(-))|-z=2+i,则z=( )
A.eq \f(3,4)+i
B.-eq \f(3,4)+i
C.eq \f(3,4)-i
D.-eq \f(3,4)-i
解析:设z=a+bi(a,b∈R),则由已知得eq \r(a2+(-b)2)-a-bi=2+i,由实部、虚部分别相等得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\r(a2+b2)-a=2,,-b=1,))解得a=-eq \f(3,4),b=-1,所以z=-eq \f(3,4)-i.故选D.
二、多选题
6.已知复数z=a+bi(a,b∈R,i为虚数单位),且a+b=1,则( )
A.z不可能为纯虚数
B.若z的共轭复数为eq \o(z,\s\up12(-)),且z=eq \o(z,\s\up12(-)),则z是实数
C.若z=|z|,则z是实数
D.|z|可以等于eq \f(1,2)
解析:当a=0,b=1时,z=i为纯虚数,故A错误;若z=eq \o(z,\s\up12(-)),则a+bi=a-bi,因此b=0,故B正确;由|z|是实数且z=|z|,知z是实数,故C正确;若|z|=eq \f(1,2),则a2+b2=eq \f(1,4),又a+b=1,因此8a2-8a+3=0,Δ=64-4×8×3=-32<0,无解,即|z|不可以等于eq \f(1,2),故D错误.故选BC.
7.(2024·山东泰安期中)已知复数z1=3+4i,z2=-2+5i,z1,z2在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,则( )
A.Z1,Z2两点在以原点为圆心的同一个圆上
B.Z1,Z2两点之间的距离为|Z1Z2|=eq \r(26)
C.满足|z|=|z1|的复数z对应的点Z形成的图形的周长是25π
D.满足|z1|<|z|<|z2|的复数z对应的点Z形成的图形的面积是4π
解析:对于A,由题意得z1=3+4i,z2=-2+5i,所以|z1|=eq \r(32+42)=5,|z2|=eq \r((-2)2+52)=eq \r(29),所以|z1|≠|z2|,所以Z1,Z2两点不在以原点为圆心的同一个圆上,故A错误;对于B,Z1,Z2两点之间的距离为|Z1Z2|=eq \r((3+2)2+(4-5)2)=eq \r(26),故B正确;对于C,满足|z|=|z1|=5的复数z对应的点Z形成的图形是以原点为圆心,5为半径的圆,所以其周长为2π×5=10π,故C错误;对于D,满足|z1|<|z|<|z2|的复数z对应的点Z形成的图形是以原点为圆心,分别以eq \r(32+42)=5,eq \r((-2)2+52)=eq \r(29)为半径的两个圆所夹的圆环,所以其面积为π×(eq \r(29))2-π×52=4π,故D正确.故选BD.
三、填空题
8.若复数z在复平面内对应的点在第二象限,|z|=5,eq \o(z,\s\up12(-))在复平面内对应的点在函数y=eq \f(4,3)x的图象上,则z=_________.
解析:由题意设eq \o(z,\s\up12(-))=3t+4ti(t∈R),则z=3t-4ti.∵|z|=5,∴9t2+16t2=25,∴t2=1.又z在复平面内对应的点在第二象限,∴t<0,∴t=-1,∴z=-3+4i.
解析:|z|=eq \r((1+cosα)2+sin2α)=eq \r(2+2cosα),∵π<α<2π,∴-1<cosα<1.∴0<2+2cosα<4.∴|z|∈(0,2).
10.已知复数z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-2i,它们所对应的点分别是A,B,C,若eq \o(OC,\s\up12(→))=xeq \o(OA,\s\up12(→))+yeq \o(OB,\s\up12(→))(x,y∈R),则x+y的值是____.
解析:由已知,得eq \o(OA,\s\up12(→))=(-1,2),eq \o(OB,\s\up12(→))=(1,-1),eq \o(OC,\s\up12(→))=(3,-2),∴xeq \o(OA,\s\up12(→))+yeq \o(OB,\s\up12(→))=x(-1,2)+y(1,-1)=(-x+y,2x-y).由eq \o(OC,\s\up12(→))=xeq \o(OA,\s\up12(→))+yeq \o(OB,\s\up12(→)),可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-x+y=3,,2x-y=-2,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=4,))∴x+y=5.
解:(1)要使点位于第四象限,需eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m2-8m+15>0,,m2+3m-28<0,))∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m<3或m>5,,-7<m<4,))
解得-7<m<3.∴当-7<m<3时,复数z对应的点在第四象限.
(2)要使点位于x轴负半轴上,需eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m2-8m+15<0,,m2+3m-28=0,))
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3<m<5,,m=-7或m=4,))得m=4.
∴当m=4时,复数z对应的点在x轴负半轴上.
(3)要使点在实轴上方(含实轴),需m2+3m-28≥0,
解得m≥4或m≤-7.
∴当m≥4或m≤-7时,复数z对应的点在实轴上方(含实轴).
12.在复平面内,A,B,C三点对应的复数分别为1,2+i,-1+2i.
(1)求向量eq \o(AB,\s\up12(→)),eq \o(AC,\s\up12(→)),eq \o(BC,\s\up12(→))对应的复数;
(2)判断△ABC的形状.
解:(1)由复数的几何意义知,eq \o(OA,\s\up12(→))=(1,0),eq \o(OB,\s\up12(→))=(2,1),eq \o(OC,\s\up12(→))=(-1,2),
所以eq \o(AB,\s\up12(→))=eq \o(OB,\s\up12(→))-eq \o(OA,\s\up12(→))=(1,1),eq \o(AC,\s\up12(→))=eq \o(OC,\s\up12(→))-eq \o(OA,\s\up12(→))=(-2,2),
eq \o(BC,\s\up12(→))=eq \o(OC,\s\up12(→))-eq \o(OB,\s\up12(→))=(-3,1),
所以向量eq \o(AB,\s\up12(→)),eq \o(AC,\s\up12(→)),eq \o(BC,\s\up12(→))对应的复数分别为1+i,-2+2i,-3+i.
(2)因为|eq \o(AB,\s\up12(→))|=eq \r(2),|eq \o(AC,\s\up12(→))|=2eq \r(2),|eq \o(BC,\s\up12(→))|=eq \r(10),所以|eq \o(AB,\s\up12(→))|2+|eq \o(AC,\s\up12(→))|2=|eq \o(BC,\s\up12(→))|2,
所以△ABC是以BC为斜边的直角三角形.
13.使|logeq \s\do9(\f(1,2))x-4i|≥|3+4i|成立的x的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,8),8)) B.(0,1]∪[8,+∞)
C.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,8)))∪[8,+∞) D.(0,1)∪(8,+∞)
解析:由题意得\do9(\f(1,2))eq \r((logx)2+(-4)2)
≥5,∴(logeq \s\do9(\f(1,2))x)2≥9,∴logeq \s\do9(\f(1,2))x≥3或logeq \s\do9(\f(1,2))x≤-3,∴0<x≤eq \f(1,8)或x≥8.
14.(2024·山东淄博期中)设集合M={y|y=|cosx-sinx|,x∈R},N={x||eq \r(2)+xi|<eq \r(3),x∈R,i为虚数单位},则M∩N=_________.
解析:∵y=|cosx-sinx|=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\r(2)cos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))))∈[0,eq \r(2)],∴M=[0,eq \r(2)].∵|eq \r(2)+xi|<eq \r(3),∴eq \r(x2+2)<eq \r(3),∴-1<x<1,∴N=(-1,1),∴M∩N=[0,1).
15.已知复数z=(1+2m)+(3+m)i(m∈R).
(1)若m=1,且|eq \o(z,\s\up12(-))|=|x+(x-1)i|,求实数x的值;
(2)求当m为何值时,|eq \o(z,\s\up12(-))|最小.并求出|eq \o(z,\s\up12(-))|的最小值.
解:(1)由m=1,得z=3+4i,eq \o(z,\s\up12(-))=3-4i,
则由|eq \o(z,\s\up12(-))|=|x+(x-1)i|,
得eq \r(32+(-4)2)=eq \r(x2+(x-1)2),
整理得x2-x-12=0,解得x=4或x=-3.
(2)|eq \o(z,\s\up12(-))|=eq \r((1+2m)2+[-(3+m)]2)=eq \r(5m2+10m+10)=eq \r(5(m+1)2+5)≥eq \r(5),当且仅当m=-1时,|eq \o(z,\s\up12(-))|取得最小值,为eq \r(5).
16.已知z1=x2+eq \r(x2+1)i,z2=(x2+a)i,对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,试求实数a的取值范围.
解:∵|z1|=eq \r(x4+x2+1),|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,
∴eq \r(x4+x2+1)>|x2+a|对x∈R恒成立,等价于(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.
不等式等价于①eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-2a=0,,1-a2>0,))解得a=eq \f(1,2),
或②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-2a>0,,Δ=-4(1-2a)(1-a2)<0,))解得-1<a<eq \f(1,2).
综上可得,实数a的取值范围是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(-1<a≤\f(1,2))))).
$$