内容正文:
清单04 复数(6个考点梳理+7题型解读+提升训练)
清单01 复数的有关概念
知识点01:复数相等
在复数集中任取两个数,,(),我们规定.
清单02 复数的分类
知识点01:复数的分类
对于复数(),当且仅当时,它是实数;当且仅当时,它是实数0;当时,它叫做虚数;当且时,它叫做纯虚数.这样,复数()可以分类如下:
清单03 复数的几何意义
(1)复数的几何意义——与点对应
复数的几何意义1:复数复平面内的点
(2)复数的几何意义——与向量对应
复数的几何意义2:复数 平面向量
清单04 复数的模
知识点01:复数的模
(1)向量的模叫做复数)的模,记为或
公式:,其中
复数模的几何意义:复数在复平面上对应的点到原点的距离;
特别的,时,复数是一个实数,它的模就等于(的绝对值).
(2)()的几何意义
在复平面内,设复数,()对应的点分别是,,则.又复数.则,故,即表示复数在复平面内对应的点之间的距离.
清单05 复数的四则运算
知识点01:复数代数形式的乘,除法运算
(1)复数的乘法法则
我们规定,复数乘法法则如下: 设,是任意两个复数,那么它们的乘积为
,
即
(2)复数的除法法则
()
由此可见,两个复数相除(除数不为0),所得的商是一个确定的复数.
清单06 共轭复数
知识点01:共轭复数
(1)定义
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数;虚部不等于0的两个共轭复数也叫共轭虚数.
(2)表示方法
表示方法:复数的共轭复数用表示,即如果,则.
知识点02:共轭复数的性质
设,()
①;②为实数;③且为纯虚数
④;⑤,,
【考点题型一】复数的有关概念()
【例1】(24-25高一下·全国·课后作业)复数.当为何值时,.
【变式1-1】.(2025·河北保定·一模)的虚部为( )
A. B. C. D.3
【变式1-2】.(24-25高三上·甘肃白银·阶段练习)已知复数,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-3】.(23-24高三上·江苏·期末)已知,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式1-4】(23-24高一下·浙江金华·期中)设,若,其中是虚数单位,则
【考点题型二】复数的分类()
【例2】(24-25高一下·全国·课后作业)已知复数.
(1)若z是实数,求实数m的值;
(2)若z是虚数,求实数m的取值范围;
(3)若z是纯虚数,求实数m的值.
【变式2-1】.(24-25高三下·重庆·阶段练习)设为虚数单位,若复数是纯虚数,则实数的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.1或3
【变式2-2】.(浙江省温州市2024-2025学年高三下学期第二次适应性考试数学试题)若复数是纯虚数,则实数 .
【变式2-3】.(2024高一下·江苏·专题练习)复数,其中.
(1)若复数为实数,求的值;
(2)若复数为纯虚数,求的值.
【变式2-4】.(23-24高一·全国·随堂练习)求实数的值,使复数分别是:
(1)实数;
(2)纯虚数;
(3)零.
【考点题型三】复数的几何意义()
【例3】(24-25高一下·全国·课后作业)在复平面内,若复数对应的点:分别求实数的取值范围.
(1)在虚轴上;
(2)在第二,四象限;
【变式3-1】.(24-25高一下·全国·课后作业)如果复数z满足,那么的最小值是( )
A.1 B. C.2 D.
【变式3-2】.(多选)(24-25高一下·全国·单元测试)在复平面内,若所对应的点位于第二象限,则实数m的值可以是( )
A. B. C.3 D.4
【变式3-3】.(多选)(2024·江西新余·模拟预测)若复数满足:,则的取值可以是:( ).
A. B. C. D.
【考点题型四】复数的模()
【例4-1】(23-24高一下·辽宁·期末)如果复数满足:,那么( )
A. B.
C. D.
【例4-2】(23-24高一下·甘肃庆阳·期中)已知,则复数的模的取值范围是 .
【变式4-1】.(湖南省部分学校2025届高三“一起考”大联考(模拟一)数学试卷)若是复数,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】.(24-25高三上·江苏淮安·期中)若复数满足(为虚数单位),则的模( )
A.1 B. C. D.
【变式4-3】.(23-24高一下·浙江宁波·期末)已知复数的实部与虚部相等,则( )
A. B. C. D.
【变式4-4】.(24-25高一下·浙江宁波·阶段练习)设z为复数,若=1,则的最大值为 .
【考点题型五】复数的四则运算()
【例5】(河北省衡水市2025届高三下学期3月联考数学试卷)已知,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
【变式5-1】.(云南省2025届高中毕业生第一次复习统一模拟检测数学(二)练习卷)已知复数,则( )
A. B. C. D.
【变式5-2】.(2025·江西·一模)设i为虚数单位,复数z的共轭复数为,若 ,则z在复平面内对应的点位于第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【变式5-3】.(2025届山东省潍坊市高三模拟预测数学试题)在复平面内,复数对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式5-4】.(2025届贵州省黔东南苗族侗族自治州高三模拟统测数学试题)复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【考点题型六】共轭复数()
【例6】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)若,则( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】.(24-25高一下·河北邯郸·阶段练习)已知复数,则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6-2】.(24-25高一下·广东茂名·阶段练习)复数满足,则的虚部为( )
A. B. C.2 D.
【变式6-3】.(辽宁省葫芦岛市普通高中2025届高三第一次模拟考试数学试题)若复数,则的共轭复数的模为( )
A. B. C. D.2
【变式6-4】.(2025·河北保定·模拟预测)已知复数为虚数单位,则的共轭复数( )
A. B. C. D.
【考点题型七】新定义题()
【例7】(23-24高一下·海南省直辖县级单位·阶段练习)任意一个复数z的代数形式都可写成复数三角形式,即,其中i为虚数单位,,.棣莫弗定理由法国数学家棣莫弗(1667~1754)创立.设两个复数用三角函数形式表示为:,,则:.如果令,则能导出复数乘方公式:.请用以上知识解决以下问题.
(1)试将写成三角形式;
(2)试应用复数乘方公式推导三倍角公式:;
(3)记,由棣莫弗定理得,从而得,复数,我们称其为1在复数域内的三次方根. 若为64在复数域内的6次方根.求取值构成的集合,其中,.
【变式7-1】.(23-24高一下·江苏南京·期末)欧拉,他是数学史上最多产的数学家之一,他发现并证明了欧拉公式,从而建立了三角函数和指数函数的关系,若将其中的取作就得到了欧拉恒等式,它是令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个量联系起来,两个超越数——自然对数的底数,圆周率,两个单位——虚数单位和自然数单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0,数学家评价它是“上帝创造的公式”,请你根据欧拉公式:,将复数表示成(为虚数单位)的形式 ;若,则,这里,称为1的一个n次单位根,简称单位根.类比立方差公式,我们可以获得,复数,则的值是 .
【变式7-2】.(23-24高一下·四川内江·期末)复数是由意大利米兰学者卡当在十六世纪首次引入,经过达朗贝尔、棣莫弗、欧拉、高斯等人的工作,此概念逐渐为数学家所接受.
材料:形如的数称为复数的代数形式.而任何一个复数都可以表示成的形式,即,其中为复数的模,叫做复数的辐角,我们规定范围内的辐角的值为辐角的主值,记作.复数叫做复数的三角形式.由复数的三角形式可得出,若,则.其几何意义是把向量绕点按逆时针方向旋转角(如果,就要把绕点按顺时针方向旋转角),再把它的模变为原来的倍.
请根据所学知识,回答下列问题:
(1)试将写成三角形式;
(2)设复数,且.若复数在复平面上对应的点分别为,且为复平面的坐标原点.向量逆时针旋转后与向量重合,求实数,的值;
(3)已知单位圆以坐标原点为圆心,点为该圆上一动点(纵坐标大于0),点,以为边作等边,且在上方.求线段长度的最大值.
【变式7-3】.(23-24高一下·上海·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,则称为复向量.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)由平面向量的数量积满足的运算律,我们类比得到复向量的相关结论:①②.试判断这两个结论是否正确,并说明理由.
(3)若,集合,.对于任意的,求出满足条件的,并将此时的记为,证明对任意的,不等式恒成立.根据对上述问题的解答过程,试写出一个一般性的命题(不需要证明).
提升训练
1.(广西南宁市2025届普通高中毕业班第二次适应性考试(二模)数学试题)若复数,则( )
A. B.3 C. D.
2.(山东名校考试联盟2025届高三下学期3月高考模拟考试数学试题)若,则( )
A. B. C.1 D.
3.(河北省衡水市2025届高三下学期3月联考数学试卷)已知,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
4.(2025·内蒙古赤峰·一模)如图,向量对应的复数是,则的值为( )
A.6 B. C.13 D.
5.(湖南省部分学校2025届高三“一起考”大联考(模拟一)数学试卷)若是复数,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·河北·阶段练习)已知复数的实部与虚部互为相反数,且,则满足条件的复数的个数为( )
A.0 B.2 C.4 D.无数个
7.(23-24高一下·安徽黄山·期中)若复数的共轭复数对应的点在第一象限,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.
8.(2024·全国·模拟预测)已知,且,其中i是虚数单位,则( )
A.20 B.12 C. D.
二、多选题
9.(山西省部分学校2024-2025学年高二下学期3月月考数学试题)已知复数,,则下列命题正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
10.(24-25高一下·山西·阶段练习)已知,均为复数,且,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则是实数
C.若,则是纯虚数 D.若,则
11.(24-25高三下·江苏盐城·阶段练习)若复数z满足,则( )
A. B.z的虚部为 C. D.
三、填空题
12.(2025·福建厦门·二模)已知,则 .
13.(24-25高三上·湖南益阳·期末)已知复数满足,则复数 .
14.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式被称为欧拉公式.根据欧拉公式求的最大值为 .
四、解答题
15.(24-25高一下·河北·阶段练习)已知复数(为虚数单位),其共轭复数为.
(1)若复数为纯虚数,求实数的值;
(2)若复数是实数,求实数的值;
(3)若,且复数在复平面内所对应的点位于第二象限,求实数的取值范围.
16.(24-25高一下·浙江宁波·阶段练习)已知复数为虚数单位), z在复平面上对应的点在第四象限,且满足.
(1)求实数b的值;
(2)若复数z是关于x的方程且的一个复数根,求的值.
17.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)已知是虚数单位,表示的共轭复数,复数满足
(1)求的值;
(2)在复平面内,若对应的点在第三象限,求实数的取值范围.
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清单04 复数(6个考点梳理+7题型解读+提升训练)
清单01 复数的有关概念
知识点01:复数相等
在复数集中任取两个数,,(),我们规定.
清单02 复数的分类
知识点01:复数的分类
对于复数(),当且仅当时,它是实数;当且仅当时,它是实数0;当时,它叫做虚数;当且时,它叫做纯虚数.这样,复数()可以分类如下:
清单03 复数的几何意义
(1)复数的几何意义——与点对应
复数的几何意义1:复数复平面内的点
(2)复数的几何意义——与向量对应
复数的几何意义2:复数 平面向量
清单04 复数的模
知识点01:复数的模
(1)向量的模叫做复数)的模,记为或
公式:,其中
复数模的几何意义:复数在复平面上对应的点到原点的距离;
特别的,时,复数是一个实数,它的模就等于(的绝对值).
(2)()的几何意义
在复平面内,设复数,()对应的点分别是,,则.又复数.则,故,即表示复数在复平面内对应的点之间的距离.
清单05 复数的四则运算
知识点01:复数代数形式的乘,除法运算
(1)复数的乘法法则
我们规定,复数乘法法则如下: 设,是任意两个复数,那么它们的乘积为
,
即
(2)复数的除法法则
()
由此可见,两个复数相除(除数不为0),所得的商是一个确定的复数.
清单06 共轭复数
知识点01:共轭复数
(1)定义
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数;虚部不等于0的两个共轭复数也叫共轭虚数.
(2)表示方法
表示方法:复数的共轭复数用表示,即如果,则.
知识点02:共轭复数的性质
设,()
①;②为实数;③且为纯虚数
④;⑤,,
【考点题型一】复数的有关概念()
【例1】(24-25高一下·全国·课后作业)复数.当为何值时,.
【答案】
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】根据复数大于0,结合实部和虚部列不等式组求解.
【详解】 因为,所以为实数,需满足解得.
【变式1-1】.(2025·河北保定·一模)的虚部为( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】利用复数的周期性规律,将复数化为的形式,则复数的虚部可求.
【详解】因为,所以,
其虚部为.
故选:A.
【变式1-2】.(24-25高三上·甘肃白银·阶段练习)已知复数,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求复数的模
【分析】计算两复数模可得答案.
【详解】虚数不能比较大小,,,故.
故选:B
【变式1-3】.(23-24高三上·江苏·期末)已知,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【知识点】复数的相等、虚数单位i及其性质
【分析】由虚数单位定义及复数相等可得答案.
【详解】,故,所以.
故选:C.
【变式1-4】(23-24高一下·浙江金华·期中)设,若,其中是虚数单位,则
【答案】7
【知识点】复数的相等
【分析】根据复数相等求解.
【详解】因为,
所以,即,
所以,
故答案为:
【考点题型二】复数的分类()
【例2】(24-25高一下·全国·课后作业)已知复数.
(1)若z是实数,求实数m的值;
(2)若z是虚数,求实数m的取值范围;
(3)若z是纯虚数,求实数m的值.
【答案】(1)或
(2)且
(3)
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】(1)根据复数为实数的充要条件列式求解即可.
(2)根据复数为虚数的充要条件列式求解即可.
(3)根据复数为纯虚数的充要条件列式求解即可.
【详解】(1)若z是实数,则,解得或.
(2)若z是虚数,则,解得且.
(3)若z是纯虚数,则解得.
【变式2-1】.(24-25高三下·重庆·阶段练习)设为虚数单位,若复数是纯虚数,则实数的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.1或3
【答案】C
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】根据复数是纯虚数实部为0,虚部不为0,即可求得的值.
【详解】复数是纯虚数,
则,解得.
故选:C.
【变式2-2】.(浙江省温州市2024-2025学年高三下学期第二次适应性考试数学试题)若复数是纯虚数,则实数 .
【答案】2
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】根据已知复数类型列方程计算求解.
【详解】由题意得.
故答案为:2
【变式2-3】.(2024高一下·江苏·专题练习)复数,其中.
(1)若复数为实数,求的值;
(2)若复数为纯虚数,求的值.
【答案】(1)或
(2)
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】(1)根据题意,由复数为实数列出方程,代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,由纯虚数的定义,列出方程,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)由复数为实数可得,
解得或.
(2)由复数为纯虚数可得,
解得.
【变式2-4】.(23-24高一·全国·随堂练习)求实数的值,使复数分别是:
(1)实数;
(2)纯虚数;
(3)零.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】(1)根据虚部为得到方程,解得即可;
(2)根据实部为,且虚部不为得到方程(不等式)组,解得即可;
(3)由实部,虚部均为得到方程组,解得即可.
【详解】(1)复数的实部为,虚部为,
所以复数为实数,
则,解得或.
(2)若复数为纯虚数,
则,解得;
(3)若复数为,
则,解得;
【考点题型三】复数的几何意义()
【例3】(24-25高一下·全国·课后作业)在复平面内,若复数对应的点:分别求实数的取值范围.
(1)在虚轴上;
(2)在第二,四象限;
【答案】(1)或4.
(2)或.
【知识点】根据复数对应坐标的特点求参数、复数的坐标表示
【分析】(1)根据已知得出实部和虚部进而根据点在虚轴上列方程求解;
(2)点在二四象限列不等式求解.
【详解】(1)复数的实部为,
虚部为.
由题意得,解得或4.
(2)由题意,,或.
【变式3-1】.(24-25高一下·全国·课后作业)如果复数z满足,那么的最小值是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【知识点】求复数的模、与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】直接利用复数模的几何意义求出z的轨迹.然后画图求解即可.
【详解】设复数,,在复平面内对应的点分别为,,,
因为,,
所以复数z对应的点Z的集合线段,如图所示,
所以求的最小值的问题转化为:动点Z在线段上移动,求的最小值.
因此作于,则与的距离即为所求的最小值,,
故的最小值是1.
故选:A.
【变式3-2】.(多选)(24-25高一下·全国·单元测试)在复平面内,若所对应的点位于第二象限,则实数m的值可以是( )
A. B. C.3 D.4
【答案】AB
【知识点】在各象限内点对应复数的特征
【分析】先把复数整理成,根据复数对应的点位于第二象限列式,求出实数的取值范围,再逐一验证即可.
【详解】整理得,对应的点位于第二象限,
则,解得.
故选:AB
【变式3-3】.(多选)(2024·江西新余·模拟预测)若复数满足:,则的取值可以是:( ).
A. B. C. D.
【答案】ABC
【知识点】求复数的模、与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】设复数在复平面内对应的点为,分析可知点的轨迹是以为圆心,半径为的圆,结合复数的几何意义求的取值范围即可判断.
【详解】设复数在复平面内对应的点为,
因为复数满足:,即点到点的距离为2,
可知点的轨迹是以为圆心,半径为的圆,
则,即,可知的取值范围为,
且,可知的取值范围为,
结合选项可知:ABC正确,D错误.
故选:ABC.
【考点题型四】复数的模()
【例4-1】(23-24高一下·辽宁·期末)如果复数满足:,那么( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】复数的相等、求复数的模
【分析】设,即可表示出,再根据复数相等的充要条件得到方程组,解得即可.
【详解】设,则,,
因为,即,
所以,解得,
所以.
故选:A
【例4-2】(23-24高一下·甘肃庆阳·期中)已知,则复数的模的取值范围是 .
【答案】
【知识点】求复数的模
【分析】借助复数的模的定义结合所给的范围计算即可得.
【详解】,因为,
所以,则,
所以复数的模的取值范围是.
故答案为:.
【变式4-1】.(湖南省部分学校2025届高三“一起考”大联考(模拟一)数学试卷)若是复数,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】设,由条件结合复数的几何意义确定复数在复平面上的对应点为的轨迹,结合复数模的几何意义求结论.
【详解】设,则复数在复平面上的对应点为,
因为,
所以,故,
所以点的轨迹为以点为圆心,为半径的圆,
所以点到原点的最大距离为,
所以的最大值为.
故选:B.
【变式4-2】.(24-25高三上·江苏淮安·期中)若复数满足(为虚数单位),则的模( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【知识点】求复数的模
【分析】根据模长的运算公式以及性质求解即可.
【详解】由题意可知:,
故选:A.
【变式4-3】.(23-24高一下·浙江宁波·期末)已知复数的实部与虚部相等,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求复数的模、求复数的实部与虚部、根据相等条件求参数
【分析】由实部与虚部概念可得,代入计算可求出结果.
【详解】易知的实部为,虚部为,
由题意可知,
则.
故选:B
【变式4-4】.(24-25高一下·浙江宁波·阶段练习)设z为复数,若=1,则的最大值为 .
【答案】3
【知识点】求复数的模
【分析】设,由模长公式得到.然后由模长公式得到的代数式,由函数的单调性可知,当取最大值时取得最大,由求出的最大值,从而得出结果.
【详解】设,则,即,
,∴,
∵在上单调递增,
∵,,
∴当时,取最大值3.
故答案为:3.
【考点题型五】复数的四则运算()
【例5】(河北省衡水市2025届高三下学期3月联考数学试卷)已知,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】B
【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】根据给定条件,利用复数的乘方及除法运算求出即可.
【详解】由,得,即,
因此,
所以在复平面内所对应的点位于第二象限.
故选:B
【变式5-1】.(云南省2025届高中毕业生第一次复习统一模拟检测数学(二)练习卷)已知复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求复数的模、复数的除法运算
【分析】由复数的除法运算化简,再由复数的模长公式代入计算,即可得到结果.
【详解】,
则.
故选:B.
【变式5-2】.(2025·江西·一模)设i为虚数单位,复数z的共轭复数为,若 ,则z在复平面内对应的点位于第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】A
【知识点】共轭复数的概念及计算、复数的除法运算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】由复数的运算性质化简得,则,即答案可求.
【详解】由题意得,
所以,则z在复平面内对应的点位于第一象限,
故选:A.
【变式5-3】.(2025届山东省潍坊市高三模拟预测数学试题)在复平面内,复数对应的点的坐标为( )
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】根据复数的除法求复数,再根据复数的几何意义确定复数对应点的坐标.
【详解】因为.
所以复数对应点的坐标为:.
故选:A
【变式5-4】.(2025届贵州省黔东南苗族侗族自治州高三模拟统测数学试题)复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求复数的实部与虚部、求复数的模、复数的除法运算
【分析】由模长公式及复数的除法运算即可求解;
【详解】,
所以虚部为,
故选:B
【考点题型六】共轭复数()
【例6】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】共轭复数的概念及计算、复数的除法运算
【分析】利用复数的除法求出,进而求出.
【详解】由,得,
所以.
故选:B
【变式6-1】.(24-25高一下·河北邯郸·阶段练习)已知复数,则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
【知识点】共轭复数的概念及计算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】由复数的乘法和共轭复数的概念结合复平面内的点的特征判断即可.
【详解】由题意知,
所以,所以复数在复平面内对应的点为,位于第四象限.
故选:D.
【变式6-2】.(24-25高一下·广东茂名·阶段练习)复数满足,则的虚部为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【知识点】求复数的实部与虚部、复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算、复数的除法运算
【分析】根据复数的四则运算结合共轭复数的定义得出的虚部.
【详解】因为,
所以,
所以,所以的虚部为.
故选:A
【变式6-3】.(辽宁省葫芦岛市普通高中2025届高三第一次模拟考试数学试题)若复数,则的共轭复数的模为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【知识点】求复数的模、复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】由复数的除法运算求出,再写出的共轭复数,然后由模的定义计算模.
【详解】因为,
所以,所以.
故选:B.
【变式6-4】.(2025·河北保定·模拟预测)已知复数为虚数单位,则的共轭复数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】代入复数的运算公式,即可求解.
【详解】因为,所以.
故选:A.
【考点题型七】新定义题()
【例7】(23-24高一下·海南省直辖县级单位·阶段练习)任意一个复数z的代数形式都可写成复数三角形式,即,其中i为虚数单位,,.棣莫弗定理由法国数学家棣莫弗(1667~1754)创立.设两个复数用三角函数形式表示为:,,则:.如果令,则能导出复数乘方公式:.请用以上知识解决以下问题.
(1)试将写成三角形式;
(2)试应用复数乘方公式推导三倍角公式:;
(3)记,由棣莫弗定理得,从而得,复数,我们称其为1在复数域内的三次方根. 若为64在复数域内的6次方根.求取值构成的集合,其中,.
【答案】(1)
(2)推导过程见详解
(3)
【知识点】复数的三角形式、三角表示下复数的乘方与开方、求复数的模
【分析】(1)求出复数的模,根据复数的三角形式,即可求得答案;
(2)设模为1的复数为,利用复数的乘方运算,结合复数的相等以及同角的三角函数关系化简,即可推得结论;
(3)根据棣莫弗定理与1在复数域内的三次方根的求解过程,即可求出64在复数域内的6次方根,再代入计算模长即可得到结果.
【详解】(1)由于,故,
则.
(2)设模为1的复数为,
则
,
由复数乘方公式可得,
故.
(3)记,
由棣莫弗定理得,
从而得,所以,
所以64在复数域内的6次方根为
,
,,
,
设,其中,
代入计算可得,,即取值构成的集合为.
【变式7-1】.(23-24高一下·江苏南京·期末)欧拉,他是数学史上最多产的数学家之一,他发现并证明了欧拉公式,从而建立了三角函数和指数函数的关系,若将其中的取作就得到了欧拉恒等式,它是令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个量联系起来,两个超越数——自然对数的底数,圆周率,两个单位——虚数单位和自然数单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0,数学家评价它是“上帝创造的公式”,请你根据欧拉公式:,将复数表示成(为虚数单位)的形式 ;若,则,这里,称为1的一个n次单位根,简称单位根.类比立方差公式,我们可以获得,复数,则的值是 .
【答案】
【知识点】复数加减法的代数运算、复数的乘方、复数代数形式的乘法运算
【分析】根据欧拉公式直接可得求出第一空;根据单位根的概念,代入化简即可求出第二空.
【详解】,,
所以,
由题意可得,
所以,
又因为,所以,
则
.
故答案为:;.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于对欧拉公式的使用和复数四则运算法则的熟练运用.
【变式7-2】.(23-24高一下·四川内江·期末)复数是由意大利米兰学者卡当在十六世纪首次引入,经过达朗贝尔、棣莫弗、欧拉、高斯等人的工作,此概念逐渐为数学家所接受.
材料:形如的数称为复数的代数形式.而任何一个复数都可以表示成的形式,即,其中为复数的模,叫做复数的辐角,我们规定范围内的辐角的值为辐角的主值,记作.复数叫做复数的三角形式.由复数的三角形式可得出,若,则.其几何意义是把向量绕点按逆时针方向旋转角(如果,就要把绕点按顺时针方向旋转角),再把它的模变为原来的倍.
请根据所学知识,回答下列问题:
(1)试将写成三角形式;
(2)设复数,且.若复数在复平面上对应的点分别为,且为复平面的坐标原点.向量逆时针旋转后与向量重合,求实数,的值;
(3)已知单位圆以坐标原点为圆心,点为该圆上一动点(纵坐标大于0),点,以为边作等边,且在上方.求线段长度的最大值.
【答案】(1);
(2);
(3)最大值为3.
【知识点】复数的三角形式、三角表示下复数的几何意义、求含sinx(型)函数的值域和最值、求复数的模
【分析】(1)根据复数的三角形式的定义直接求解即可;
(2)解法一:由题意得,解方程组即可,解法二:根据所给材料中的复数的乘法几何意义求解即可;
(3)解法一:设,所表示的复数为所表示的复数为,根据复数的三角形式求出的坐标,从而可表示出,化简变形后可求出其最大值;解法二:连接,设,然后利用正余弦定理求解即可.
【详解】(1)由于,故,所以,
所以,
因为,所以
所以;
(2)法一:由题意知,
得,解得或,
因为逆时针旋转后与重合,所以;
法二:由材料一复数的乘法几何意义可知,复数乘以一个模长为1,辐角为的复数,
即为复数.故,
故,所以.
(3)解法一:设,
所表示的复数为所表示的复数为,则,
,
故,
得
,
所以当时,取得最大值3,
故线段长度的最大值为3.
解法二:连接,设,
由,在中可得,
在中可得,于是,
在中可得,于是,
在中可得,
化简得.
故的最大值为3.
.
【点睛】关键点点睛:此题解题的关键是对所给材料的正确理解,然后利用材料中的知识解决问题.
【变式7-3】.(23-24高一下·上海·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,则称为复向量.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)由平面向量的数量积满足的运算律,我们类比得到复向量的相关结论:①②.试判断这两个结论是否正确,并说明理由.
(3)若,集合,.对于任意的,求出满足条件的,并将此时的记为,证明对任意的,不等式恒成立.根据对上述问题的解答过程,试写出一个一般性的命题(不需要证明).
【答案】(1),;
(2)①不正确,②正确,理由见解析
(3)证明见解析
【知识点】数量积的运算律、坐标计算向量的模、数量积的坐标表示、复数代数形式的乘法运算
【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,,,根据所给条件求出,再证明对任意的,不等式恒成立,则只需计算的最小值,不妨令,表示出,即可得到,根据完全平方数的性质计算可得.
【详解】(1)由,,
得,;
(2)设,,,、、、、、、,
则,,故①不成立,
,,,
,
因为,,
所以,
,故②正确;
(3)设满足条件的,,,
则,,
因为为任意的复数,不妨设且,
由定义可得,即,即,
所以,则,
以下证明对任意的,不等式恒成立,只需计算的最小值,
不妨令,则,
则,
,
当,时,取得最小值,此时与之前得到的相同,结论得证;
推广结论:对于任意复向量,,若对于任意的,当且仅当时,取得最小值.
【点睛】关键点点睛:本题的关键理解新定义,结合新定义以及所学习的知识解决问题.
提升训练
1.(广西南宁市2025届普通高中毕业班第二次适应性考试(二模)数学试题)若复数,则( )
A. B.3 C. D.
【答案】D
【知识点】求复数的模、复数的除法运算
【分析】利用复数的除法运算化简,根据模长公式计算可得结果.
【详解】由题意得,,
∴.
故选:D.
2.(山东名校考试联盟2025届高三下学期3月高考模拟考试数学试题)若,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】B
【知识点】求复数的模、复数的除法运算
【分析】由复数的除法运算法则,计算求得复数,再由复数的模的定义即可得解.
【详解】因为,
所以,
所以.
故选:B.
3.(河北省衡水市2025届高三下学期3月联考数学试卷)已知,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】B
【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】根据给定条件,利用复数的乘方及除法运算求出即可.
【详解】由,得,即,
因此,
所以在复平面内所对应的点位于第二象限.
故选:B
4.(2025·内蒙古赤峰·一模)如图,向量对应的复数是,则的值为( )
A.6 B. C.13 D.
【答案】C
【知识点】复数的坐标表示、复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】利用复数的几何意义和复数的四则运算法则计算即得.
【详解】由题意,向量对应的复数是,
则.
故选:C.
5.(湖南省部分学校2025届高三“一起考”大联考(模拟一)数学试卷)若是复数,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】设,由条件结合复数的几何意义确定复数在复平面上的对应点为的轨迹,结合复数模的几何意义求结论.
【详解】设,则复数在复平面上的对应点为,
因为,
所以,故,
所以点的轨迹为以点为圆心,为半径的圆,
所以点到原点的最大距离为,
所以的最大值为.
故选:B.
6.(24-25高一下·河北·阶段练习)已知复数的实部与虚部互为相反数,且,则满足条件的复数的个数为( )
A.0 B.2 C.4 D.无数个
【答案】B
【知识点】复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】由复数z的实部与虚部互为相反数可设,利用复数的乘法运算化简即可求得a的值,则答案可求.
【详解】由复数z的实部与虚部互为相反数,
可设,则,
,
解得,
所以或,
故选:B.
7.(23-24高一下·安徽黄山·期中)若复数的共轭复数对应的点在第一象限,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.
【答案】B
【知识点】在各象限内点对应复数的特征、共轭复数的概念及计算
【分析】由共轭复数的定义求出,再根据复数的几何意义求解.
【详解】由题,,对应的点在第一象限,
则,可得,又为整数,所以.
故选:B.
8.(2024·全国·模拟预测)已知,且,其中i是虚数单位,则( )
A.20 B.12 C. D.
【答案】C
【知识点】复数的相等、求复数的模、复数代数形式的乘法运算
【分析】利用复数的乘法运算,再根据复数相等可列方程计算求得,进而利用复数的模长公式求解即可.
【详解】因为,所以,
所以,解得,,
所以.
故选:C.
二、多选题
9.(山西省部分学校2024-2025学年高二下学期3月月考数学试题)已知复数,,则下列命题正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】BC
【知识点】求复数的模、复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】取特殊值判断A、D;应用复数乘法的几何意义及共轭复数的性质判断B、C.
【详解】对于A,取,显然满足,但,故A错误;
对于B,因为,所以,故B正确;
对于C,因为,所以,故C正确;
对于D,取,满足,但,所以,故D错误.
故选:BC
10.(24-25高一下·山西·阶段练习)已知,均为复数,且,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则是实数
C.若,则是纯虚数 D.若,则
【答案】ABC
【知识点】求复数的模、复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】利用复数的代数运算计算可判断ABC,利用赋值法计算可判断D.
【详解】因为,,所以,故A正确;
设,则 ,
所以,故B正确;
设,则,所以,
解得,所以 是纯虚数,故C正确;
,
则
但,故D错误.
故选:ABC.
11.(24-25高三下·江苏盐城·阶段练习)若复数z满足,则( )
A. B.z的虚部为 C. D.
【答案】AD
【知识点】求复数的实部与虚部、复数的乘方、复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】利用已知条件进行化简求出复数即可.
【详解】得,
则z的虚部为,,,
故AD正确,BC错误.
故选:AD.
三、填空题
12.(2025·福建厦门·二模)已知,则 .
【答案】
【知识点】求复数的模、复数的除法运算
【分析】由复数的除法求得复数,然后得到向量的模长.
【详解】,
则,
故答案为:
13.(24-25高三上·湖南益阳·期末)已知复数满足,则复数 .
【答案】
【知识点】求复数的模、复数的除法运算
【分析】首先求出,进一步即可得解.
【详解】因为,所以,所以,.
故答案为:.
14.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式被称为欧拉公式.根据欧拉公式求的最大值为 .
【答案】2
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求复数的模
【分析】根据新定义有,结合三角函数的性质求其最大值.
【详解】由题设,
当,即时,的最大值为2.
故答案为:2
四、解答题
15.(24-25高一下·河北·阶段练习)已知复数(为虚数单位),其共轭复数为.
(1)若复数为纯虚数,求实数的值;
(2)若复数是实数,求实数的值;
(3)若,且复数在复平面内所对应的点位于第二象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】已知复数的类型求参数、复数代数形式的乘法运算、复数的除法运算、根据复数对应坐标的特点求参数
【分析】(1)由复数的乘法运算以及纯虚数的定义即可得出;
(2)结合共轭复数以及实数的定义即可得出;
(3)利用复数除法计算以及复数的几何意义解不等式即可求出结果.
【详解】(1)易知,
若复数为纯虚数,可得,
解得;
(2)由可得,
所以,
若复数是实数,可得,
解得;
(3)易知,
易知复数在复平面内所对应的点坐标为,
又复数在复平面内所对应的点位于第二象限,可得,
解得.
即实数的取值范围为.
16.(24-25高一下·浙江宁波·阶段练习)已知复数为虚数单位), z在复平面上对应的点在第四象限,且满足.
(1)求实数b的值;
(2)若复数z是关于x的方程且的一个复数根,求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】复数的相等、复数代数形式的乘法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】(1)根据给定条件,可得,再由共轭复数及复数乘法计算求解.
(2)利用方程根的意义,结合复数乘方运算、复数相等求解即可.
【详解】(1)依题点 在第四象限,则,由,得,即,所以,
(2)由(1)知,,由复数z是关于x的方程的根,
得,
整理得,而,
因此, 解得所以
17.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)已知是虚数单位,表示的共轭复数,复数满足
(1)求的值;
(2)在复平面内,若对应的点在第三象限,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【知识点】复数的相等、求复数的模、共轭复数的概念及计算、根据复数对应坐标的特点求参数
【分析】(1)令且,根据已知等量关系得,进而求复数的模;
(2)由已知有,结合其所在象限列不等式组求参数范围.
【详解】(1)令且,则,
所以,则,可得,
所以,则;
(2)由,
故对应点在第三象限,则,
所以,即.
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