内容正文:
复 数
第五章
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注:以上a,b,c,d∈R.
考点一 复数的概念
形如z=a+bi(a,b∈R)的复数,当b=0时是实数,当b≠0时是虚数,当a=0且b≠0时,为纯虚数.
[例1] 已知复数z=+(a2-5a-6)i(a∈R).试求实数a分别为什么值时,z分别为
(1)实数;(2)虚数;(3)纯虚数.
(1)因为z=+(a2-5a-6)i(a∈R)为实数,
所以解得a=6,所以当a=6时,z为实数.
(2)因为z=+(a2-5a-6)i(a∈R)为虚数,
所以解得a≠-1且a≠6.
所以当a∈(-∞,-1)∪(-1,6)∪(6,+∞)时,z为虚数.
(3)因为z=+(a2-5a-6)i(a∈R)为纯虚数,
所以解得a=1.
所以当a=1时,z为纯虚数.
处理复数概念问题的两个注意点
(1)当复数不是a+bi(a,b∈R)的形式时,要通过变形化为a+bi的形式,以便确定其实部和虚部.
(2)求解时,要注意实部和虚部本身对变量的要求,否则容易产生增根.
[练1] (1)(2024·北京东城高一统考)设a,b为实数,若=1+i,则( )
A.a=1,b=-1 B.a=5,b=3
C.a=1,b=2 D.a=1,b=3
(2)已知复数z=,则复数的虚部是( )
A. B.-
C.i D.-i
(1)由=1+i,得a+i=(b-2i)(1+i)=(b+2)+(b-2)i,
因为a,b为实数,所以解得故选B.
(2)由于|1+i|==2,
故z====,
则=,其虚部为-,故选B.
考点二 复数的几何意义
复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)一一对应,与以原点为起点的向量一一对应.|z1-z2|是复平面上复数z1,z2对应的点Z1,Z2之间的距离.
[例2] 若复数z满足|z++i|≤1,求|z|的最大值和最小值.
易知|z++i|≤1的几何意义是复数z对应的点的轨迹是以M(-,-1)为圆心,1为半径的圆及其内部,|z|表示圆面上一点到原点的距离,
如图所示,||==2.
所以|z|max=2+1=3,|z|min=2-1=1.
所以|z|的最大值和最小值分别为3,1.
在复平面内确定复数对应的点的步骤
(1)由复数确定有序实数对,即z=a+bi(a,b∈R)确定有序实数对(a,b).
(2)由有序实数对(a,b)确定复平面内的点Z(a,b).
[练2] (1)复数z=,在复平面内z的共轭复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
(2)若复数z满足|z-2-5i|=2,则|z+1-i|的最大值为( )
A.5+ B.5+2
C.7 D.
(1)z===+i,=-i,
复数z=的共轭复数在复平面内所对应的点为(,-),位于第四象限,故选D.
(2)复数z满足|z-2-5i|=2,所以复数z对应的点的轨迹是以(2,5)为圆心,2为半径的圆,|z+1-i|的几何意义为圆上的点与(-1,1)的距离,
所以|z+1-i|的最大值为2+=7.
考点三 复数的四则运算
代数形式的复数加、减法对应实、虚部分别相加减,而乘法类比多项式乘法,除法类比根式的分母有理化,将分母“实数化”.
[例3] 计算:
(1)(1+2i)+(7-11i)-(5+6i);
(2).
(1)原式=(1+7-5)+(2-11-6)i=3-15i.
(2)原式====.
进行复数代数运算的策略
(1)复数代数形式的运算的基本思路就是应用运算法则进行计算.
①复数的加、减运算类似于实数中的多项式的加、减运算(合并同类项).
②复数的乘、除运算是复数运算的难点,在乘法运算中要注意i的幂的性质,区分(a+bi)2=a2+2abi-b2与(a+b)2=a2+2ab+b2;在除法运算中,关键是“分母实数化”(分子、分母同乘分母的共轭复数),此时要注意区分(a+bi)(a-bi)=a2+b2与(a+b)·(a-b)=a2-b2.
(2)复数的四则运算中含有虚数单位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.
(3)利用复数相等,可实现复数问题的实数化.
[练3] (1)若z=,则=( )
A.-i B.+i
C.-i D.+i
(2)若复数z满足(1+2i)·z=5-5i,则z=( )
A.1+3i B.1-3i
C.-1+3i D.-1-3i
(1)由题得z====+i,所以=-i.
(2)因为(1+2i)·z=5-5i,所以z====-1-3i,故选D.
$$