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
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复数及其几何意义
10. 1. 1 复数的概念
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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 =
.
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拓展:
ÀSz{NV^¼t|}I~Yu
7
(1)
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ÕÀZ
(2)
®ÀVg^ÏË(RS]RmVb-^ÏJt+,
(
KRm
g
)
H]@OZ
(3)
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(4)
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[
/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:
˦Q-xd
7
(1)
\.À
,
KP³}FÀ
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¼PgéêÝÍ-
,
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éê¶QoP¶Q
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(2)
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0
N[
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.
●/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:
$%'
3456%789
●:;<%P
1.(1)下列命题正确的是 ( )
A.实数集与复数集的交集是空集
B.任何两个复数都不能比较大小
C.任何复数的平方均非负
D.虚数集与实数集的并集为复数集
(2)判断下列命题的真假.
①若x,y∈C,则x + yi = 1 + 2i的充要条件是x = 1,y = 2;
②若实数a与ai对应,则实数集与纯虚数集一一对应;
③实数集的补集是虚数集.
[归纳提升]
〉
/CD1
1.给出下列说法:①复数由实数、虚数、纯虚数构成;②若复数z = 3m + 2ni,
则其实部与虚部分别为3m,2n;③在复数z = x + yi(x,y∈R)中,若x≠0,则复
数z一定不是纯虚数;④若a∈R,a≠0,则(a +3)i是纯虚数.其中正确的说
法的序号是 .
●:;E%PHN0v
2.实数m分别为何值时,复数z = 2m
2 + m - 3
m + 3 +(m
2 - 3m - 18)i是
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
[归纳提升]
归纳提升:复数概念的
几个关注点
(1)
À-ãÀ;?
:
T
z = a + bi,
íb·
a,
b
R
N
,a
E}
z
-F
,b
E}
z
-
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CP}
bi,
Ù
}
b.
(2)
Pt+À¡À
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FÀò}
À
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FÀ]À}
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.
(3)
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:
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i
N
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,
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-$ÆÇdi
.
归纳提升:利用复数
的分类求参数的方法及
注意事项
(1)
«OÀ-4_
ÀNV£+À
©"4C-ãÀ;?
z
= a + bi(a,b
R),
T
P}ú;?V£©
"ú;?VXÿF
¡V_dZ
(2)
t CfgF
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(3)
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z
= a + bi
È
a,b
R
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¡À-{t}
a
= 0
V
b
¢
0.
$%(
〉
/CD1
2.设m∈R,复数m2 + m - 2 +(m2 - 1)i是纯虚数,其中i是虚数单位,求m
的值.
●:;>%P
3.已知x是实数,y是纯虚数,且满足(3x - 10)+ i = y - 3i,求x与y.
[分析] 因为y是纯虚数,所以可设y = bi(b∈R,b≠0)代入等式,把
等式的左、右两边都整理成a + bi(a,b∈R)的形式后,可利用复数相等的
充要条件得到关于x与b的方程组,求解后得x与b的值.
[归纳提升]
〉
/CD1
3.已知x2 + y2 - 6 +(x - y - 2)i = 0,求实数x,y的值.
归纳提升:复数相等问题
的解题技巧
(1)
£¤}À-ãÀ;
?EWIvwF¡F
¶QV¡¶
Qh$°¥_dh
(2)
vw˦Q-
V+ÀÛ¨©"
FÀÛV"£O$°
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ò}ÀÛFÀ©
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$%)
[
QRST%/3PqLlm
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 = 0a = b = 0成立的条件是a,b∈R;a + bi = c +
dia = 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
]
$%*