10.1.1 复数的概念(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)

2025-05-06
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第四册
年级 高一
章节 10.1.1 复数的概念
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.59 MB
发布时间 2025-05-06
更新时间 2025-05-06
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-03-31
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来源 学科网

内容正文:

由ABsin α = BC sin 120°,得sin α = ABsin 120° BC = 12 ×槡32 28 = 槡3 3 14 . 第十章  复数 10. 1  复数及其几何意义 10. 1. 1  复数的概念 必备知识  探新知 知识点1  1. N  Z  Q  R  C  2.(1)x2 = - 1  (2)a + bi a + bi  实部  虚部  (3){z | z = a + bi,a,b∈R} 对应练习 1. C  ( 槡1 + 3)i可看作0 +( 槡1 + 3)i = a + bi,a,b∈R,所以实部 a = 0,虚部b 槡= 1 + 3. 知识点2  b = 0  b≠0  a = 0  a≠0 对应练习 2.(1)×   (2)√  (3)× [提示]  (1)当b = 0时,z = a + bi为实数. (3)当b = 0时,bi = 0为实数. 知识点3  a = c且b = d  a = 0且b = 0  对应练习 3. 5  因为m∈R,z1 = z2, 所以(2m + 7)+(m2 - 2)i =(m2 - 8)+(4m + 3)i. 由复数相等的充要条件得 2m + 7 = m2 - 8, m2 - 2 = 4m + 3{ , 解得m = 5. 关键能力  攻重难     例1:(1)D  (2)见解析  (1)实数集与复数集的交集是实 数集,所以A不正确;任何两个复数都不能比较大小,不正确,当 两个复数是实数时,可以比较大小,所以B不正确;任何复数的 平方均非负,反例i2 = - 1,所以C不正确;虚数集与实数集的并 集为复数集,所以D正确. (2)①由于x,y都是复数,故x + yi不一定是代数形式,因此 不符合两个复数相等的充要条件,故①是假命题.     ②当a = 0时,ai = 0为实数,故②为假命题.     ③由复数集的分类知,③正确,是真命题. 对点训练 1.③  ①错,复数由实数与虚数构成,在虚数中又分为纯虚数和 非纯虚数. ②错,只有当m,n∈R时,才能说复数z =3m +2ni的实部与虚部分别 为3m,2n. ③正确,复数z = x + yi(x,y∈R)为纯虚数的条件是x = 0且 y≠0,只要x≠0,则复数z一定不是纯虚数. ④错,只有当a∈R,且a≠ - 3时,(a + 3)i才是纯虚数.     例2:(1)若复数z是实数,则     m2 - 3m - 18 = 0, m + 3≠0{ ,     即m = - 3或m = 6, m≠ - 3{ , 则m = 6.     (2)若复数z是虚数,则m 2 - 3m - 18≠0, m + 3≠0{ ,     即m≠ - 3且m≠6, m≠ - 3{ , 则m≠ - 3且m≠6.     (3)若复数z是纯虚数,则 2m2 + m - 3 = 0, m + 3≠0, m2 - 3m - 18≠0 { ,     即 m = 1或m = - 32 , m≠ - 3, m≠ - 3且m≠6{ ,则m = 1或m = - 32 . 对点训练 2.复数m2 + m - 2 + (m2 - 1)i是纯虚数的充要条件是 m2 + m - 2 = 0, m2 - 1≠0{ , 解得m = 1或m = - 2,m≠ ± 1{ , 即m = - 2. 故当m = - 2时,m2 + m - 2 +(m2 - 1)i是纯虚数.     例3:设y = bi(b∈R且b≠0)代入(3x - 10)+ i = y - 3i,     整理得(3x - 10)+ i = bi - 3i,     由复数相等的充要条件得3x - 10 = 0, 1 = b - 3{ ,     解得x = 10 3 , b = 4{ ,∴ x = 103 ,y = 4i. 对点训练 3.由复数相等的条件得方程组x 2 + y2 - 6 = 0,  ① x - y - 2 = 0,   { ② 由②得x = y + 2, 代入①得y2 + 2y - 1 = 0. 解得y1 槡= - 1 + 2,y2 槡= - 1 - 2. 所以x1 = y1 槡+ 2 = 1 + 2,x2 = y2 槡+ 2 = 1 - 2. 即x 槡= 1 + 2 y 槡{ = - 1 + 2  或x 槡= 1 - 2,y 槡= - 1 - 2{ .     例4:(4)  命题(1)和(2)都是错误的,原因是没有x, y∈R,a,b∈R的限制条件,因此相应结论都是错误的;命题(3) 也是错误的,事实上,当(x2 - 4)+(x2 + 2x)i是纯虚数时,应有 x2 - 4 = 0, x2 + 2x≠{ 0,所以x = 2;(4)是正确的,因为由3x + mi < 0可得 3x < 0, m = 0{ ,即x < 0. 对点训练 4. A  两个复数当它们都是实数时,是可以比较大小的,故①是 不正确的;设z1 = 3 + 2i,z2 = 4 + 2i,它们虚部相等,z1≠z2,故② 是错误的;③当a = b = 0时,a - b +(a + b)i = 0是实数,故③ 错误.因此选A. 课堂检测  固双基 1. B  若复数是虚数,则n≠0,故选B. 2. A  若复数(a2 -3a +2)+ |a -1|i(a∈R)是纯虚数,根据虚数的定 义有|a -1|≠0, a2 -3a +2 =0{ ,得a≠1,a =1或a =2{ , ∴ a = 2,则复数(a2 - 3a + 2)+ | a - 1 | i(a∈R)不是纯虚数                                                                       , —188— a≠2,故选A. 3. D  因为x2 + 1 = 0,所以x2 = - 1,而(± i)2 = - 1.故选D. 4.槡5 - 8i  复数槡槡5i - 5的虚部为槡5,复数8i2 槡 槡+ 2i = - 8 + 2i的 实部为- 8.故答案为槡5 - 8i. 5. 1   因为复数(m2 - 1)+ (m2 - m - 2)i为纯虚数,所以 m2 - 1 = 0, m2 - m - 2≠0{ ,解得m = 1.故答案为1. 10. 1. 2  复数的几何意义 必备知识  探新知 知识点1  1.复平面  实轴  虚轴  实数  实轴  虚轴 2. Z(a,b) 对应练习 1.(1)√  (2)×   (3)√ [提示]  (2)虚轴上的点除原点外所对应的复数都是纯虚数. (3)z = - 1 - 2i对应的点Z(- 1,- 2),位于第三象限. 2. A  由复数z =(m + 3)+(m - 1)i在复平面内对应的点在第 四象限,得m + 3 > 0, m - 1 < 0{ ,解得- 3 < m < 1.故选A. 知识点2  1.(1)相等  互为相反数  共轭  (2)实轴  实轴  2.模 对应练习 3. C  若z = - 1 - i,则z ( )= - 1 2 ( )+ - 1槡 2 槡= 2.故选C. 4. 5  因为z1 = 3 + ai,z2 = b + 4i互为共轭复数, 所以a = - 4, b = 3{ , 所以z = - 4 + 3i, 所以| z | = (- 4)2 + 3槡 2 = 5. 关键能力  攻重难     例1:复数z =(a2 - 1)+(2a - 1)i在复平面内对应的点是 (a2 - 1,2a - 1).     (1)若z对应的点在实轴上,则有2a - 1 = 0,解得a = 12 .     (2)若z对应的点在第三象限,则有a 2 - 1 < 0, 2a - 1 < 0{ ,解得- 1 < a < 12 ,即a的取值范围为- 1,( )12 .     (3)若z对应的点在直线y = x上,则有2a - 1 = a2 - 1,解得 a = 0或a = 2. 对点训练 1.(1)D  (2)A  (2)z =(m + 3)+(m - 1)i对应点的坐标为 (m + 3,m - 1),该点在第四象限,所以m + 3 > 0, m - 1 < 0{ ,解得- 3 < m < 1.故选A.     例2:(1)C  (2)- 3 - 2i  (1)两个复数对应的点分别为 A(10,7),B(- 6,1),则C(2,4).故其对应的复数为2 + 4i.     (2)记O为复平面的原点, 由题意得→OA =(2,3),→OB =(3,2),→OC =(- 2,- 3). 设→OD =(x,y),则→AD =(x - 2,y - 3),→BC =(- 5,- 5). 由题意知,→AD =→BC, 所以x - 2 = - 5, y - 3 = - 5{ ,解得x = - 3,y = - 2{ , 故点D对应的复数为- 3 - 2i. 对点训练 2.(1)C  (2)B  (1)由题意知→O′A′ =→OA,∴ →O′A′对应的复数为 1 + i,而点A′对应的复数为1 +(1 + i)= 2 + i. (2)∵ A(- 1,2)关于直线y = - x的对称点为B(- 2,1), ∴向量→OB对应的复数为- 2 + i.     例3:(1)D  (2)B  (1)依题意可设复数z = a +2ai(a∈R),由 | z 槡| = 5得a2 +4a槡 2 槡= 5,     解得a = ± 1,故z = 1 + 2i或z = - 1 - 2i.     (2)因为| z1 | = a2槡+ 4,| z2 槡 槡| = 4 + 1 = 5,所以a2槡+ 4 < 槡5.即a2 + 4 < 5,所以a2 < 1.即- 1 < a < 1. 对点训练 3.(1)槡29  (2)见解析  (1)∵ z为实数,∴ a2 - a - 6 = 0. ∴ a = - 2或3. ∵ a = - 2时,z无意义,∴ a = 3. ∴ z1 = 2 - 5i. ∴ | z1 槡| = 29. (2)因为z1 = 6 + 8i,z2 = - 9 + i,所以| z1 | = 62 + 8槡 2 = 10, | z2 | = (- 9)2 + 1槡 2 槡= 82.因为 槡10 > 82,所以| z1 | > | z2 | .     例4:i - 3x的共轭复数为- 3x - i,所以x - 1 + yi = - 3x - i, 即x - 1 = - 3x, y = - 1{ , 解得x = 1 4 , y = - 1{ . 对点训练 4. B  因为互为共轭复数的两点关于实轴对称,而点A与点B关 于实轴对称,所以图中表示z共轭复数的点是B.故选B. 课堂检测  固双基 1. B  - 槡3i -( )12 = 12 槡- 3i,其实部为12 ,故①错;2i - 1的虚 部为2,故②错;2i的实部是0,故③正确. 2. C  因为z = - 1 + 2i,所以z = - 1 - 2i,则复数z的共轭复数z 在复平面上对应的点的坐标为(- 1,- 2),位于第三象限.故 选C. 3. B  | z | = a2槡+ 1,因为0 < a < 2,所以1 < a2 + 1 < 5,所以 | z |∈(1,槡5). 4. 槡2  - 8 - 2i  2 17  在复平面内,复数- 3 - i与5 + i对应的 向量分别是→OA与→OB,其中O是原点,所以→OA =(- 3,- 1), →OB =(5,1),所以→OA +→OB对应的复数是2. 又→BA =→OA -→OB =(- 8,- 2), 所以→BA对应的复数是- 8 - 2i,A,B两点之间的距离为|→BA | = 槡2 17. 5. 4π  根据题意可知复数z满足2≤ | z |≤ 槡2 2,则由复数模的几 何意义知,z对应的点所构成的图形为半径为2和槡2 2的两个 同心圆所围成的圆环,则其面积为π[(槡2 2)2 - 22]= 4π. 10. 2  复数的运算 10. 2. 1  复数的加法与减法 必备知识  探新知 知识点1  1.(a - c)+(b - d)i  2. z2 + z1   z1 +(z2 + z3) 对应练习 1.(1)√  (2)√  (3)×   (4)× [提示]  (1)虚部互为相反数或者相等的两个虚数的和或差 为实数. (2)根据复数加法法则可得. (3)复数与复数相加减后结果可以是复数. (4)可以推广到多个复数相加的情形. 2. A  原式=(1 - 2)+(- 1 - 1 + 3)i = - 1 + i. 知识点2  1 →. OZ 对应练习 3. D  依题意有→CD =→BA =→OA -→OB,而(3 + i)-(- 1 + 3i)= 4 - 2i,即→CD对应的复数为4 - 2i.故选D. 4. 1 - i  Z1Z → 2 = OZ → 2 - OZ → 1 =(3 - 4i)-(2 - 3i)= 1 - i. 关键能力  攻重难     例1:(1)- 2 - i  (2)槡2  (1)(2 - 3i)+(- 4 + 2i)=(2 - 4)+(- 3 + 2)i = - 2 - i.     (2)z1 - z2 =[(3x - 4y)+(y - 2x)i]-[(- 2x + y)+(x - 3y)i]=[(3x - 4y)-(- 2x + y)]+[(y - 2x)-(x - 3y)]                                                                       i = —189— 第十章   复数 #$"# 复数及其几何意义 10. 1. 1  复数的概念 !"#$%&'( 学习目标 核心素养 1.了解引进虚数单位i的必要性,了解数系的扩充过程. 2.理解在数系的扩充中由实数集扩充到复数集出现的一 些基本概念. 3.掌握复数代数形式的表示方法,理解复数相等的充要 条件. 1.通过学习数系的扩充,培养逻辑推 理的素养. 2.借助复数的概念,提升数学抽象的 素养. )*+,%-.+知识点1  复数的概念     1.数系的扩充及对应的集合符号表示     2.复数的有关概念     (1)虚数单位:为了使得方程          有解,人们规定i的平方等于- 1,即称i为虚数单位.     (2)复数的概念及表示:当a与b都是实数时,称          为复数.复数一般用小写字母z表 示,即z =             (a,b∈R),其中a称为z的          ,b称为z的            ,分别记作 Re(z)= a,Im(z)= b.     (3)复数集:所有复数组成的集合称为复数集,复数集通常用大写字母C表示,因此C =                         . $%&     拓展: ÀSz{NV^¼t|}I~Yu 7 (1) €‚ðƒV‚„ðƒ®^&…Õ‚À†Z (2) ®‚À†‡Vgˆ^ÏË(RS]RmV‰b-^ÏJt+, ( KRm gŠ ) H]@OZ (3) „ðƒI"‚À†‡-ðƒVb-RmRS‹ŒPÖZ (4) ‚-À†kd%„-À†Pkd%-ۘh [ /012 1.(1 +槡3)i的实部与虚部分别是 (    )                                                A. 1,槡3      B. 1 +槡3,0 C. 0,1 +槡3  D. 0,(1 +槡3)i 知识点2  复数的分类 复数a + bi(a,b∈R) 实数(          ) 虚数(          )纯虚数(          )非纯虚数(         {      ) [思考] ●/012 2.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若a,b为实数,则z = a + bi为虚数. (    ) (2)若a为实数,则z = a一定不是虚数. (    ) (3)bi是纯虚数. (    ) 知识点3  两个复数相等的充要条件     在复数集C ={a + bi | a,b∈R}中,任取两个复数a + bi,c + di(a,b,c, d∈R),规定a + bi与c + di相等的充要条件是            .特别地,当 a,b都是实数时,a + bi = 0             .     提醒: ŽÀ¶Q-xd 7 (1) \.ŽÀ , K‰P³}FÀ ,̂ ¼PgéêÝÍ-Š‘ , ík¾ éê¶QoP¶Q ; (2) Pk+À¡ 0 N[Š‘ ,̧ aò—Pk¾À}zÀ‘}’À . ●/012 3.复数z1 =(2m + 7)+(m2 - 2)i,z2 =(m2 - 8)+(4m + 3)i,m∈R,若z1 = z2,则m =         . 思考:复数集、实数集、 虚数集、纯虚数集之间 存在怎样的关系? 提示: $%' 3456%789 ●:;<%ŽP‘                                        1.(1)下列命题正确的是 (    ) A.实数集与复数集的交集是空集 B.任何两个复数都不能比较大小 C.任何复数的平方均非负 D.虚数集与实数集的并集为复数集 (2)判断下列命题的真假. ①若x,y∈C,则x + yi = 1 + 2i的充要条件是x = 1,y = 2; ②若实数a与ai对应,则实数集与纯虚数集一一对应; ③实数集的补集是虚数集. [归纳提升] 〉 /CD1 1.给出下列说法:①复数由实数、虚数、纯虚数构成;②若复数z = 3m + 2ni, 则其实部与虚部分别为3m,2n;③在复数z = x + yi(x,y∈R)中,若x≠0,则复 数z一定不是纯虚数;④若a∈R,a≠0,则(a +3)i是纯虚数.其中正确的说 法的序号是          . ●:;E%ŽP’“HN0v 2.实数m分别为何值时,复数z = 2m 2 + m - 3 m + 3 +(m 2 - 3m - 18)i是 (1)实数; (2)虚数; (3)纯虚数. [归纳提升] 归纳提升:复数概念的 几个关注点 (1) ŽÀ-ãÀ;? : T z = a + bi, íb· a, b “ R N ,a E} z -F ” ,b E} z -” , •  C”P} bi, Ù } b. (2) Pt+ŽÀ¡À -–—<= , FÀò} ŽÀ , FÀ]À}Ž À-\Š…Õ”4 . (3) ˜#™ : Ž^. š˜"›š˜ , ít˜ ^.#™¦W , 1Id iŽš˜œ›“˜™ N , Wž‹~ , ÷ ^¼ , dg , ÷ŸgŒ -$ÆÇdi . 归纳提升:利用复数 的分类求参数的方法及 注意事项 (1) «OŽÀ-4“_  ÀNV‡£+ŽÀ ©"4C-ãÀ;? z = a + bi(a,b “ R), T P}’ú;?V£© "’ú;?VXÿF” ¡”Vƒ_dZ (2) t Cfg‰F ”n”-?!bCˆ -š›VƒåAF”¡ ”-F‚_dZ (3) t~5 CŽÀ z = a + bi È a,b “ R É" ¡À-{tš›} a = 0 V• b ¢ 0. $%( 〉 /CD1 2.设m∈R,复数m2 + m - 2 +(m2 - 1)i是纯虚数,其中i是虚数单位,求m 的值. ●:;>%Ž”•P–— 3.已知x是实数,y是纯虚数,且满足(3x - 10)+ i = y - 3i,求x与y. [分析]  因为y是纯虚数,所以可设y = bi(b∈R,b≠0)代入等式,把 等式的左、右两边都整理成a + bi(a,b∈R)的形式后,可利用复数相等的 充要条件得到关于x与b的方程组,求解后得x与b的值. [归纳提升] 〉 /CD1 3.已知x2 + y2 - 6 +(x - y - 2)i = 0,求实数x,y的值. 归纳提升:复数相等问题 的解题技巧 (1) £¤}ŽÀ-ãÀ; ?EWIvwF”¡F ”¶QV”¡”¶ Qh$°¥_dh (2) vwŽÀ¶Q-š ›V+ŽÀۘ¨©" FÀۘV"£O$° YZc¦#š›V*N ’ò}ŽÀۘFÀ© -Vmh $%) [ QRST%/Ž”3‘PqL˜™lm 4.给出下列命题:(1)若x + yi = 0,则x = y = 0;(2)若a + bi = 3 + 8i,则a = 3,b = 8;(3)若x为 实数,且(x2 - 4)+(x2 + 2x)i是纯虚数,则x = ± 2;(4)若x,m∈R且3x + mi < 0,则有x < 0. 其中正确命题的序号是          .     [错因分析]  a,b∈R是复数代数形式定义中的必不可少的条件,忽视了这一条件,就会导致 错误的答案.     [正解]      [误区警示]  复数中的许多结论,都是建立在复数为标准的代数形式这一条件下的,如果没有 这一条件,相应结论不一定能够成立.例如:a + bi = 0a = b = 0成立的条件是a,b∈R;a + bi = c + dia = c且b = d成立的条件是a,b,c,d∈R.另外,复数z = a + bi(a,b∈R)为纯虚数的条件是a = 0,且b≠0,切记不能丢掉“b≠0”这一条件. 〉 /CD1 4.在下列命题中,正确命题的个数是 (  ) ①两个复数不能比较大小;②若z1和z2都是虚数,且它们的虚部相等,则z1 = z2;③若a,b是两个 相等的实数,则(a - b)+(a + b)i是纯虚数. A. 0                B. 1                C. 2                D. 3 XYZ[%\]^                                1.设i是虚数单位,m,n为实数,复数z = m + ni 为虚数,则 (  ) A. m = 0 B. n≠0 C. m = 0且n≠0 D. mn≠0 2.若复数(a2 - 3a + 2)+ | a - 1 | i(a∈R,i为虚 数单位)不是纯虚数,则 (  ) A. a≠2 B. a≠1 C. a = 1 D. a≠1且a≠2 3.在复数集范围内,满足方程x2 + 1 = 0的x的取 值是 (    ) A. 1      B. - 1      C. i      D. ± i 4.(2024·山西忻州二中高二月考)已知i是虚 数单位,以复数槡5i -槡5的虚部为实部,以复数 8i2 +槡2i的实部为虚部的复数是        . 5.若复数z = m2 - 1 +(m2 - m - 2)i为纯虚数,则 实数m的值为        . 请同学们认真完成练案[5                     ] $%*

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10.1.1 复数的概念(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)
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