内容正文:
10. 1. 2 复数的几何意义
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学习目标 核心素养
1.理解可以用复平面内的点或以原点为起点的向量来表
示复数及它们之间的一一对应关系.
2.掌握实轴、虚轴、模及共轭复数等概念.
3.掌握用向量的模来表示复数的模的方法并能够解决与
模有关的问题.
1.通过复数的几何意义,体会直观想
象的素养.
2.借助复数的几何意义解题,培养数
学运算的素养.
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知识点1 复平面和复数的几何意义
1.复平面:
建立直角坐标系来表示复数的平面称为 ,x轴称为 ,y轴称为 .
实轴上的点都表示 ;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
2.复数的几何意义
提醒:
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(1)
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●/012
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上. ( )
(2)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数. ( )
(3)复数z = - 1 - 2i(i为虚数单位)在复平面内对应的点位于第三象
限. ( )
2.已知复数z =(m + 3)+(m - 1)i(m∈R,i为虚数单位)在复平面内对应
的点在第四象限,则实数m的取值范围是 ( )
A.(- 3,1) B.(- 1,3) C.(1,+ ∞) D.(- ∞,- 3)
知识点2 复数的模与共轭复数
1.共轭复数
(1)如果两个复数的实部 ,而虚部 ,则称这
两个复数互为 复数.复数z的共轭复数用z表示.
(2)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
设z = a + bi(a,b∈R),则向量→OZ =(a,b)的长度称为复数z = a + bi
的 (或绝对值),复数z的模用| z |表示,因此| z | = a2 + b槡 2 .
[思考]
●/012
3.(2024·新课标全国Ⅱ卷)已知z = - 1 - i,则z = ( )
A. 0 B. 1 C.槡2 D. 2
4.若复数z1 = 3 + ai,z2 = b + 4i(a,b∈R),且z1与z2互为共轭复数,则z =
a + bi的模为 .
思考:如何理解复数
的模?
提示:1.
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| a + bi | = a2 + b槡 2,
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1.已知复数z =(a2 - 1)+(2a - 1)i,其中a∈R.当复数z在复平面内
对应的点满足下列条件时,求a的值(或取值范围).
(1)在实轴上;
(2)在第三象限;
(3)在直线y = x上.
[分析] 根据复数与点的对应关系,得到复数的实部与虚部之间应满足
的条件,建立关于a的方程或不等式,即可求得实数a的值(或取值范围).
[归纳提升]
归纳提升:1.
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1.(1)复数z = 3 - 5i(i为虚数单位)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
(2)已知z =(m + 3)+(m - 1)i在复平面内对应的点在第四象限,则实
数m的取值范围是 ( )
A.(- 3,1) B.(- 1,3) C.(1,+ ∞) D.(- ∞,- 3)
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2.(1)在复平面内,复数10 + 7i,- 6 + i对应的点分别为A,B.若C为
线段AB的中点,则点C对应的复数是 ( )
A. 4 + 8i B. 16 + 6i C. 2 + 4i D. 8 + 3i
(2)在复平面内的长方形ABCD的四个顶点中,点A,B,C对应的复
数分别是2 + 3i,3 + 2i,- 2 - 3i,求点D对应的复数.
[分析] 根据复数与点、复数与向量的关系求解.
[归纳提升]
〉
/CD1
2.(1)复平面内向量→OA对应的复数为1 + i,将→OA向右平移一个单位长度后
得到向量→O′A′,则向量→O′A′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
(2)在复平面内,O为原点,向量→OA对应的复数为- 1 + 2i,若点A关于直
线y = - x的对称点为B,则向量→OB对应的复数为 ( )
A. - 2 - i B. - 2 + i
C. 1 + 2i D. - 1 + 2i
归纳提升:1.
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3.(1)若复数z对应的点在直线y =2x上,且| z | =槡5,则复数z = ( )
A. 1 + 2i B. - 1 - 2i
C. ± 1 ± 2i D. 1 + 2i或- 1 - 2i
(2)设复数z1 = a + 2i,z2 = - 2 + i,且| z1 | < | z2 |,则实数a的取值范
围是 ( )
A.(- ∞,- 1)∪(1,+ ∞) B.(- 1,1)
C.(1,+ ∞) D.(0,+ ∞) [归纳提升]
〉
/CD1
3.(1)若复数z = 2a - 1a + 2 +(a
2 - a - 6)i是实数,则z1 =(a - 1)+(1 - 2a)i
的模为 .
(2)求复数z1 = 6 + 8i及z2 = - 9 + i的模,并比较它们模的大小.
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4.已知x - 1 + yi与i - 3x是共轭复数,求实数x与y的值.
[分析] 根据共轭复数及复数相等的概念列方程组求x,y.
[归纳提升]
〉
/CD1
4.如图,在复平面内,点A表示复数z,则图中表示z的
共轭复数的点是 ( )
A. A B. B C. C D. D
归纳提升:1.
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z = a - bi(a,b
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1.给出下列三个命题:① - 槡3i - 1( )2 的实部是
- 12;②2i - 1的虚部是2i;③2i的实部是0.其
中真命题的个数为 ( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
2.设复数z = -1 +2i(i为虚数单位),则复数z的共
轭复数z在复平面上对应的点位于 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
3.已知0 < a < 2,复数z = a + i(i是虚数单位),
则| z |的取值范围是 ( )
A.(1,槡3) B.(1,槡5)
C.(1,3) D.(1,5)
4.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,则向量→OA +
→OB对应的复数为 ,→BA对应的复数为
,A,B两点之间的距离为 .
5.已知复数z满足2≤ | z |≤2槡2,则在复平面中z
对应的点所构成的图形的面积为 .
请同学们认真完成练案[6
]
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复数的运算
10. 2. 1 复数的加法与减法
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学习目标 核心素养
1.掌握复数代数形式的加、减运算法则,并会简单
应用.
2.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.
1.通过复数代数形式的加、减运算的几何意
义,培养直观想象的素养.
2.借助复数代数形式的加、减运算,提升数学
运算的素养.
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知识点1 复数代数形式的加、减法
1.加法、减法法则
(1)设z1 = a + bi,z2 = c + di(a,b,c,d∈R),则z1 + z2 =(a + c)+(b + d)i,z1 - z2 = .
(2)两个共轭复数的和一定是实数.
2.加法运算律
设z1,z2,z3∈C,有(1)z1 + z2 = ,
(2)(z1 + z2)+ z3 = .
提醒:1.
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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—