内容正文:
压轴题11 复数
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练
类型一、复数及其四则运算 3
类型二、复数的几何意义 12
类型三、实系数一元二次方程 23
类型四、复数的三角形式 28
压轴能力测评(14题) 34
知识点01 数系的扩充和复数的概念
(1)复数的定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,全体复数所构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫做复数集.
(2)复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R),其中a与b分别叫做复数z的实部与虚部.
(3)复数相等:在复数集C={a+bi|a,b∈R}中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等当且仅当a=c且b=d.
(4)复数的分类
①对于复数a+bi(a,b∈R),当且仅当b=0时,它是实数;当且仅当a=b=0时,它是实数0;当b≠0时,叫做虚数;当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.这样,复数z=a+bi(a,b∈R)可以分类如下:
,
②集合表示:
知识点02 复数的加法法则和复数的减法法则
①运算法则:设z 1=a+bi,z 2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,两个复数的和仍然是一个确定的复数.
②加法运算律:对任意z 1,z 2,z 3∈c,有z 1+z 2=z 2+z 1,(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3).
①运算法则:复数的减法是加法的逆运算;设z 1=a+bi,z 2=c+di是任意两个复数,则(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i,两个复数的差是一个确定的复数.
知识点03 复数的乘法运算
①复数的乘法法则:设z 1=a+bi,z 2=c+di(a,b,c,d∈R),则z 1·z 2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i.
②复数乘法的运算律
对任意复数z 1,z 2,z 3∈C,有
交换律
z 1·z 2=z 2·z 1
乘法对加法的分配律
z 1(z 2+z 3)=z 1 z 2+z 1 z 3
结合律
(z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3)
知识点04 复数的除法运算
设z 1=a+bi,,z 2=c+di(c+di≠0)),则
复数的除法的实质是分母实数化.若分母为a+bi型,则分子、分母同乘a-bi;若分母为a-bi型,则分子、分母同乘a+bi.
知识点05复数的几何意义
(1)复平面(复平面中点的横坐标表示复数的实部,点的纵坐标表示复数的虚部)
(2)复数的几何意义
①复数z=a+bi(a,b∈R)复平面内的点z(a,b).
②复数z=a+bi(a,b∈R)平面向量.
(3)复平面上的两点间的距离公式:(,).
(4)复数的模
①定义:向量的模叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值.
②记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
③公式:|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数,它的模就等于|a|(a的绝对值).
(5)共轭复数: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做共轭虚数.复数z的共轭复数用表示,即如果z=a+bi,那么=a-bi.
(6)两个实数可以比较大小,但两个复数如果不全是实数就不能比较大小。
(7)解复数方程
若,在复数集内有且仅有两个共轭复数根.
知识点06 复数加减法的几何意义
①复数加法的几何意义:如图,复数z 1+z 2是以,为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数.
②复数加法的几何意义:两个向量与的和就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量,复数的加法可以按照向量的加法来进行.
③复数减法的几何意义:如图,复数z 1-z 2是从向量的终点指向向量的终点的向量所对应的复数.
知识点07 几个重要的结论
①②③若为虚数,则
4、运算律
① ② ③
5、关于虚数单位i的一些固定结论:
①②③④
知识点08 复数的三角形式
(1)复数的三角形式:一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cosθ+isinθ)的形式,其中,r是复数z的模;θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数z=a+bi的辐角,r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,为了与三角形式区分开来,a+bi叫做复数的代数表示式,简称代数形式.
(2)辐角主值:规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值,通常记作argz.
知识点09 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
(1)复数三角形式的乘法:两个复数相乘,积的模等于各复数模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
r 1(cosθ1+isinθ1)·r 2(cosθ2+isinθ2)=r 1 r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].
(2)复数三角形式的除法:两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差.
类型一、复数及其四则运算
1.(21-22高一下·上海浦东新·期末)已知与是方程在复数集中的两根,则下列等式成立的是( )
A.与共轭 B.
C. D.
【答案】C
【分析】由复数范围内的求根公式结合复数的运算法则依次判断即可.
【详解】由复数范围内的求根公式可得,当时,;当时,,则B错误;
当时,方程有两个不相等的实根,与不共轭,A错误;
当时,易得;当时,,
,C正确;
当时,,
,故,D错误.
故选:C.
2.(23-24高一下·上海·期末)已知是定义在复数集上的次实系数多项式(是正整数),给出下列两个命题:
①如果虚数是的根,即,那么也是的根,即;
②可以因式分解成若干一次或二次实系数多项式的乘积;
则下列说法正确的是( )
A.命题①②都是真命题 B.命题①②都是假命题
C.命题①是真命题,命题②是假命题 D.命题①是假命题,命题②是真命题
【答案】A
【分析】由已知根据复数的运算及共轭复数的概念即可证明①;结合①可知的虚数根成对出现,且互为共轭复数,即可判断②.
【详解】因为是的根,所以,
所以,
于是,
即,
所以是的根,,故①正确;
由①可知,若虚数满足,则也满足,
所以的虚数根成对出现,且互为共轭复数,
所以可以因式分解成若干一次或二次实系数多项式的乘积,故②正确.
故选:.
【点睛】关键点点睛:由根据复数的运算及共轭复数的概念可得是解题的关键.
3.(23-24高一下·上海·期末)已知复数和复数满足:,则 .
【答案】
【分析】设,根据题意结合共轭复数的概念可得和,进而可得,再结合复数的乘法运算求解即可.
【详解】设,则,
因为,可得;
且,可得,
由,可得,
由,可得,
则,
,
可得,
,
所以.
故答案为:.
4.(23-24高一下·上海闵行·期末)设复数,.
(1)若在复平面上所对应的点在第一象限,求a的取值范围;
(2)若为纯虚数,求.
【答案】(1)
(2)4.
【分析】(1)根据共轭复数的定义,并计算,由在复平面上对应的点在第一象限即可求解;
(2)根据为纯虚数得,即可得.
【详解】(1)由题意可知,因为,
所以,
所以,
又因为在复平面上对应的点在第一象限,
所以,
解得.
所以实数的取值范围为.
(2)因为为纯虚数,
所以,即,
所以,
故.
5.(23-24高一下·上海松江·期末)已知为虚数单位,复数.
(1)当实数取何值时,是纯虚数;
(2)当时,复数是关于的方程的一个根,求实数与的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由是纯虚数得到实部为,虚部不为,解方程组得到的值;
(2)将代入方程,实部和虚部均为,解方程组得到和的值.
【详解】(1)由是纯虚数得,解得.
所以当时,是纯虚数.
(2)当时,,
因为是关于的方程的一个根,所以,
即,整理得,
所以,解得.
6.(23-24高一下·上海·期末)在复数范围解方程.
(1)关于的实系数一元二次方程的两根满足,求实数的值;
(2)关于的实系数一元二次方程的两根,请根据实数的不同取值范围讨论的值.
【答案】(1)—1或3;
(2)
【分析】(1)根据方程有实数根与复数根进行讨论,从而求出的值;(2)根据方程有实数根与复数根讨论的范围,从而得到的值.
【详解】(1)当,即时,,为实数,则,,
所以,解得:;
当,即时,,为复数,由,解得:,,
所以,解得:;
综上:或
(2)当,即时,,为实数,则,,
当时,,为一正一负,所以
所以;
当,,为两负数,
当,即时,,为复数,由,解得:,,
则,,
所以
综上:
7.(22-23高一下·上海静安·期末)设复数,,其中.现在复数系中定义一个新运算,规定:.
(1)已知,求实数x的值;
(2)现给出如下有关复数新运算性质的两个命题:
①;
②若,则或.
请判定以上两个命题是真命题还是假命题,并说明理由.
【答案】(1)或
(2)①是真命题,②是假命题,理由见解析
【分析】(1)根据复数新定义的运算及模长运算即可得结论;
(2)根据复数新定义设,,根据运算逐个求证即可.
【详解】(1)由定义,有
即,整理得,,
或.
(2)①设,,则,
,所以
①是真命题.
②设,,则,
所以,则是其一组解,
故得不到或.
②是假命题.
8.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知a,,是虚数单位,,在复平面上对应的点分别A、B.
(1)若是实数,求的最小值;
(2)设O为坐标原点,记,若,且点C在y轴上,求与的夹角.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由复数的几何意义求出点,然后在由是实数求出,最后由两点间距离公式结合二次函数求出结果即可;
(2)设,利用向量相等和垂直的坐标表示,求出的值,进而求出,然后利用向量的夹角公式求出即可;
【详解】(1)由题意可得,
因为是实数,
又,
所以,则,
所以,
所以的最小值为.
(2)依题意,设,因为,
则,
所以,则,
又,所以,可得,则,
所以,
故,
所以与的夹角为.
【点睛】结论点睛:与垂直的坐标表示为.
9.(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
【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.
类型二、复数的几何意义
1.(23-24高一下·上海·期中)设复数满足,则当取最大值时,对应的复平面上点的坐标是 .
【答案】
【分析】根据复数模的几何意义,可得的轨迹为以为圆心,半径长为1的圆,结合圆上的点到定点的距离最值及三角函数计算即可得.
【详解】复数对应的点到对应点的距离是1,
所以对应的点在以为圆心、半径长为1的圆上,
当直线经过原点时,到的距离最大,即取最大值,
此时,
又,故,
则,,
故的坐标是.
故答案为:.
2.(23-24高一下·上海黄浦·期末)i为虚数单位,若复数和复数满足,则的最大值为 .
【答案】/
【分析】结合复数模的公式,得到复数表示的几何图形,再结合复数的几何意义,利用数形结合求的最大值.
【详解】设,则,整理为,
所以复数表示的点的轨迹是以点为圆心的圆面,
,,表示的几何意义是圆面上的点到原点距离,如图,
的最大值为连结圆心和原点的距离再加半径,所以.
故答案为:
3.(23-24高一下·上海静安·期末)若复数满足(为虚数单位),则 .
【答案】
【分析】利用复数的除法可求,求出后可求.
【详解】,故,故,
故答案为:.
4.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据复数模的几何意义,即可求得的取值范围.
【详解】解:表示在复平面上对应的点是单位圆上的点,
的几何意义表示单位圆上的点和之间的距离,
最小距离为,最大距离为,
的取值范围为.
故答案为:.
5.(23-24高一下·上海闵行·期末)已知关于x的实系数一元二次方程有一对共轭虚根,.
(1)当时,求共轭虚根和;
(2)若,求实数a的值.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)由公式法求解即可;
(2)由题可知,求得的范围,由求根公式计算,进而可得 利用模长公式求解即可.
【详解】(1)当时,,则方程的根为
即
(2)有一对共轭虚根,所以,即.
∴,
整理得,即,解得:或.
故或.
6.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足为坐标原点,复数在复平面内对应的向量为.
(1)求;
(2)若向量绕逆时针旋转得到对应的复数为,求.
【答案】(1)5
(2)
【分析】(1)求出对应复数,再利用模的公式求模即可.
(2)利用复数的几何意义结合旋转的性质求出对应复数,再求乘积即可.
【详解】(1)由得:,
.
(2)又,由复数的几何意义,
得向量绕原点逆时针旋转得到的,
则对应的复数为,则.
7.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数,且为实数.
(1)求证:;
(2)若为纯虚数,求.
【答案】(1)证明见解析
(2)或
【分析】(1)设(且),根据复数代数形式的除法、加法运算法则化简,再根据为实数,虚部为零,即可得到,从而得解;
(2)由(1)可得,再根据复数代数形式的除法运算化简复数,最后得到方程组,解出即可;
【详解】(1)解:设(且),
则
,
由题意可得,又可得,
所以
(2)由,
则
若为纯虚数,则,解得或,
所以或
8.(23-24高一下·上海·期末)已知关于的实系数一元二次方程的两根为.
(1)若为虚数,,且,求和的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1),
(2)或.
【分析】(1)由根的判别式可得,设,结合复数的几何意义和韦达定理计算即可求解;
(2)法一:分别讨论当方程有两个实根、两个虚根的情况,结合韦达定理、复数的几何意义即可求解;法二:利用韦达定理和完全平方公式计算直接得出结果.
【详解】(1)由题意,关于的实系数一元二次方程的两个虚根为,
可得,即,
设,由,解得,
所以,;
(2)法一:由关于的实系数一元二次方程的两根为,
①若方程有两个实根,则,可得,且,
则,解得;
②若方程有两个虚根,则,可得,
设,不妨设,可得,解得,
所以.
综上可得,实数的值为或.
法二:由关于的实系数一元二次方程的两根为,
则,
,
解得或.
9.(24-25高一下·上海·单元测试)设为关于x的方程的虚根,i为虚数单位.
(1)当复数时,求m,n的值;
(2)若,在复平面上,设复数z所对应的点为P,复数所对应的点为Q,试求的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由题意可知:方程的两根分别为:,结合韦达定理分析求解;
(2)设,利用韦达定理可得,设,,,根据两点间距离公式结合三角函数的最值分析求解.
【详解】(1)当时,则,
可得方程的两根分别为:,
则,解得,.
(2)当时,方程为,
设,则,,
可得,为方程的两根,
则,
设,,,
由复数的几何意义可知:,
则,
其中,,
因为,可得,
所以的取值范围为.
10.(23-24高一下·上海·期末)当实数为何值时,复数为:
(1)实数;
(2)纯虚数;
(3)对应点在第二象限?
【答案】(1)或;
(2);
(3).
【分析】(1)结合实数的概念,即可求解;
(2)结合纯虚数的概念,即可求解;
(3)结合复数的几何意义,即可求解.
【详解】(1)复数为实数,则,
所以或.
(2)复数为纯虚数,则,
所以.
(3)复数对应点在第二象限,则,解得,
所以实数的取值范围是.
11.(22-23高一下·上海杨浦·期末)设是一个关于复数z的表达式,若(其中x,y,,为虚数单位),就称f将点“f对应”到点.例如将点“f对应”到点.
(1)若点“f对应”到点,点“f对应”到点,求点、的坐标;
(2)设常数,,若直线l:,,是否存在一个有序实数对,使得直线l上的任意一点“对应”到点后,点Q仍在直线上?若存在,试求出所有的有序实数对;若不存在,请说明理由;
(3)设常数,,集合且和且,若满足:①对于集合D中的任意一个元素z,都有;②对于集合A中的任意一个元素,都存在集合D中的元素z使得.请写出满足条件的一个有序实数对,并论证此时的满足条件.
【答案】(1)
(2)
(3),证明见解析
【分析】(1)根据题中的新定义求解即可;
(2)由题意可得,进而由条件得出关于的方程组,求解即可;
(3)满足条件的一个有序实数对为,即,,结合复数模的求法及复数的运算证明即可.
【详解】(1)由知,则,故;
设,则,
由知,则,即.
(2)直线l上的任意一点“对应”到点,
,且,
,即,
由题意,点仍在直线上,则,又,
则,
展开整理得,
则,解得,
所以,所求的有序实数对为.
(3)满足条件的一个有序实数对为,即,,证明如下:
设,则,,
∵,∴,
,即,满足条件①;
设,且,即,得,
由得,
则
,
则,满足条件②,
综上,满足条件的一个有序实数对为.
【点睛】方法点睛:新定义题型的特点是:通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的:遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.
12.(22-23高一下·上海闵行·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:
①
② ③.
试判断这三个结论是否正确,并对正确的结论予以证明.
(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)①③错误,②正确,证明见解析
(3)证明见解析,答案见解析
【分析】(1)根据所给定义计算可得;
(2)根据所给定义及复数代数形式的运算法则计算可得;
(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)因为,,
所以,
(2)设,,,、、、、、、,
则,,故①不成立,
,,
,
因为,,
所以
,故②正确;
,,
,,
设,,,
则,,
,
所以,故,即③错误;
(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,则,
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,取到最小值.
【点睛】关键点睛:对于新定义问题,关键是理解所给定义,再结合所学相应知识解决问题.
类型三、实系数一元二次方程
1.(22-23高一下·上海奉贤·阶段练习)已知关于x的方程有实数根,则复数z的模的最小值为
【答案】
【分析】根据题意可得,将复数z写成的形式,即可得,利用基本不等式即可求得其最小值为.
【详解】由可得,
显然不是方程的实数根,所以,即;
若关于x的方程有实数根,则,,
即复数z的实部为,虚部为,
所以复数z的模,
利用基本不等式可得,当且仅当时,等号成立,即;
所以复数z的模的最小值为.
故答案为:
2.(22-23高一下·上海杨浦·期中)已知关于x的实系数一元二次方程.
(1)若复数z是该方程的一个虚根,且,求m的值;
(2)记方程的两根为和,若,求m的值.
【答案】(1)-2
(2)或
【分析】(1)利用,结合韦达定理可求解.
(2)分讨论方程的两根为实根还是虚数根两种情况讨论,结合韦达定理可求解.
【详解】(1)解:因为,所以,因为,所以,
所以,由韦达定理可得,所以;
(2)解:若方程的两根为实数根,则,
解得,
若方程的两根为虚数根,则设,,可得,
则,,,所以,所以,
由韦达定理可得,所以,
此时,满足题意,
综上,或
3.(22-23高一下·上海普陀·期末)设、,已知(为虚数单位)是方程的一个根.
(1)求、的值;
(2)设方程的另一根为,复数、对应的向量分别是、.若向量与的夹角为锐角,求实数的取值范围.
【答案】(1)、的值分别为、3
(2)
【分析】(1)根据复数的四则运算结合复数相等运算求解;
(2)根据题意分析可得,结合数量积的符号以及向量共线运算求解.
【详解】(1)因为(为虚数单位)是方程的一个根,
则,
可得,解得,
所以、的值分别为、3.
(2)由题意可知:,则,
可得,
若向量与的夹角为锐角,
可知且与不共线,
则,解得且,
所以实数的取值范围.
4.(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)已知关于的实系数一元二次方程
(1)若,求方程的两个根;
(2)若方程有两虚根,,求的值;
(3)若方程的两根为,其在复平面上所对应的点分别为,点关于轴的对称点为(不同于点),如果,求的取值范围.
【答案】(1)、
(2)
(3)
【分析】(1)利用求根公式计算可得;
(2)由求出的取值范围,依题意可得、互为共轭复数,则,即可求出的值;
(3)分和两种情况讨论,结合求根公式及数量积的坐标表示,即可得到不等式,解得即可.
【详解】(1)当时方程为,则,
所以方程的根为、
(2)因为方程有两虚根,所以,
解得,
此时方程有两个共轭复根、,故,又,所以,
所以,解得或(舍去).
(3)若,即或时,
此时,,
则,,,
显然,
所以,
则
,
即,解得或,
所以或;
若,即时,
设,(),
则,,,
所以,,
所以,即,又,,
所以,解得或,所以;
综上可得的取值范围为.
5.(23-24高一下·上海·期末)设复数满足:
(1)若,求与.
(2)若是实系数一元二次方程的两个根,求实数的值.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)先设,代入运算即可;
(2)由题意可设,则,代入运算即可.
【详解】(1)设,由得到,
因为,
则,
整理得,
可得,解得或,
所以或;
(2)若,是实系数一元二次方程的两个虚根,
则,且,互为共轭复数,
设,则,可得,,
因为,即
解得或,
所以或.
6.(23-24高一下·上海·期末)已知复数,(,i是虚数单位)
(1)若在复平面内对应的点落在第二象限,求实数a的取值范围;
(2)若是实系数一元二次方程的根,且是实数,记,求的值.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)先利用复数减法运算化简复数,再结合复数对应的点所在象限列不等式即可求解;
(2)根据韦达定理求得,然后利用复数运算法则化简得,利用该复数为实数列方程得,从而代入化简得,最后利用复数模的运算求解即可.
【详解】(1)因为复数,,所以,
其对应的点为,由题意,解得,
即实数a的取值范围为;
(2)由题意知的两根为,,
所以,所以,所以,
因为为实数,
所以,即,
所以,
所以.
类型四、复数的三角形式
1.(21-22高一下·上海松江·期末)设,则下列命题中的真命题为( )
A.若,则
B.若,则为纯虚数
C.若,则或
D.若,则
【答案】C
【分析】根据虚数不能比较大小判断A,取可判断B,根据复数模的性质判断C,取特例可判断D.
【详解】当为实数时,成立,否则不成立,故A错误;
当时,满足,但不为纯虚数,故B错误;
当时,,故或,所以或,故C正确;
当时,,,即,故D错误.
故选:C
2.(23-24高一下·上海松江·期末)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被举为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【答案】D
【分析】代入即可判断A;代入即可判断B;对等式右边进行代换化解即可判断C;代入,再计算相应相应的模,再利用三角形面积公式即可判断D.
【详解】对于A,,其虚部为1,A错误;
对于B, ,复数在复平面内对应的点位于第一象限,B错误;
对于C,
,故C错误;
对于D,,,
,,
因此的面积为:,面积的最大值为,D正确.
故选:D
3.(21-22高一下·上海长宁·期末)若是虚数单位,复数满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据模长,设出,利用模长公式及三角恒等变换得到,由求出的取值范围.
【详解】因为,所以设,
故
,其中,
因为,所以.
故答案为:.
4.(22-23高一下·上海杨浦·期末)若是纯虚数(其中是虚数单位),则正整数的最小值为 .
【答案】
【分析】求得,根据复数的概念可得出的表达式,即可求得正整数的最小值.
【详解】因为
因为为纯虚数,则,可得,
可得,又因为,当时,正整数取最小值.
故答案为:.
5.(21-22高一下·上海黄浦·期末)已知复数,,其中为虚数单位,.
(1)当、是实系数一元二次方程的两个虚根时,求实数、的值.
(2)求的值域.
【答案】(1),;
(2)
【分析】(1)由题意可知,列方程即可求得,从而可求得、的值;
(2)由复数模的定义,结合三角函数值域的求法即可求解.
【详解】(1)复数,,
是实系数一元二次方程的两个虚根,
所以,即,
所以,所以,
,
.
(2)
.
,,
即.
6.(21-22高一下·上海普陀·期末)在复平面内,设复数对应向量,它的共轭复数对应向量.
(1)若复数是关于的方程的一个虚根,求出实数的取值范围,并用表示;
(2)若,且点满足,求的重心所对应的复数;
(3)若,可知在变化时会对应到不同的复数,若取不同的,,使得其所对应的复数满足,求证:所对应的点可以构成矩形.
【答案】(1);;
(2);
(3)证明见解析.
【分析】(1)复数是关于的方程的一个虚根,可得方程判别式小于0,即可求得答案;
(2)设,则由求得,由三角形重心坐标公式求得的重心坐标,由此可得复数;
(3)求得,说明所对应的点在单位圆上,再取值,说明为单位圆的两直径,即可证明结论.
【详解】(1)复数是关于的方程的一个虚根,,
则,即实数的取值范围;
解方程得,
不妨令复数,另一根为,
故.
(2)由可知,故,
设,则由得,即,
解得,故,故的重心为,
故.
(3)由于,则,
则所对应的点都在单位圆上,
又,则且,
不妨取,,则为单位圆的两直径,
则四边形的对角线互相平分且对角线相等,
则四边形为矩形,即所对应的点可以构成矩形.
7.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知为虚数单位,复数满足.
(1)若,求复数的辐角主值;
(2)若,复数满足为实数.则复数在复平面上所对应的点的集合是什么图形?说明理由.
(3)已知复平面上点对应的复数分别为.记复数的辐角主值为.求的取值范围.
【答案】(1)
(2)以为圆心、半径为1的圆,不含点,理由见解析
(3)
【分析】(1)求得复数,可求辐角主值;
(2)法一:设,,可得为纯虚数,可求得,且;
法二:与对应的向量垂直,所以为纯虚数,,与对应的向量垂直,可得对应点在以点的连线为直径的圆上;
(3)设,则,设的一个辐角为的一个辐角为,可得,令,设,利用车辅助角公式可求得范围,分类可求得的范围.
【详解】(1)的辐角主值为.
(2)设,则
为纯虚数
为纯虚数
,为纯虚数或0
即,且.
是以为圆心、半径为1的圆,不含点
解法二:与对应的向量垂直,所以为纯虚数
为纯虚数或0
与对应的向量垂直,
对应点在以点的连线为直径的圆上,且
综上,是以为圆心、半径为1的圆,不含点
(3)设,则.
设的一个辐角为的一个辐角为.
.
令.
设,即,解得范围为,
若,则的范围是若,则的范围是.
的范围是.
【点睛】方法点睛:与复数的几何意义相关问题的一般步骤:(1)先根据复数的运算法则,将复数化为标准的代数形式;(2)把复数问题转化为复平面内的点之间的关系,依据复数与复平面上的点一一对应,列出相应的关系求解.
一、单选题
1.(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)设、为复数,下列命题一定成立的是( )
A.如果,那么
B.如果,那么
C.如果,是正实数,那么
D.如果,那么为实数
【答案】D
【分析】利用特殊值判断A、B,根据复数的模判断C,根据共轭复数及复数相等的充要条件判断D.
【详解】设,
对于A:∵,
则
,
可得,不能得到,
例如,满足,但显然,故A错误.
对于B:若,,则,显然且,故B错误;
对于C:∵,则,
且只有实数才能比较大小,对于虚数无法比较大小,故C错误;
对于D:令,则,因为,所以,
所以,则,所以为实数,故D正确;
故选:D
2.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知为虚数单位,复数满足.则取最大值时,在复平面上以对应的点,为顶点的三角形的形状是( )
A.等边三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
【答案】D
【分析】假设,根据模长公式构造关于的函数,从而可确定当取最大值时,的取值,从而求得;利用两点间距离公式表示出所构成三角形的三边长,从而可确定三角形形状.
【详解】因为 ,所以可设,
所以,
所以,
当时,取最大值,
即当,即时,取最大值,
此时,
所以对应的点,
所以,,
,
所以,根据各边关系易知各边对应角为锐角,
所以该图形为等腰三角形.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:关键在于能够根据的模长将为,从而可利用三角函数的知识确定的最大值,根据复数几何意义可确定对应的点的坐标,进而可求得三角形的各个边长.
3.(22-23高一下·上海徐汇·期末)已知个两两互不相等的复数,满足,且,其中;,则的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】设从而可得即对应平面内距离为的点,从而利用数学结合求解即可.
【详解】设
,,
即
化为
故对应平面内距离为的点,如下图中,
,
与对应点的距离为或
构成了点共个点,
故的最大值为
故选:
【点睛】方法点睛:(1)本题是复数的综合应用,考查的主要是复数的模的几何意义的应用.
(2)解决这类问题的关键是利用数形结合的思想方法,利用复数的模的几何意义进行求解.
二、填空题
4.(21-22高一下·上海黄浦·期末)已知关于的实系数一元二次方程有两个根、,且,则满足条件的实数的值为 .
【答案】或
【分析】分、两种情况讨论,在第一种情况下,利用韦达定理可求得的值;在第二种情况下,求出、的值,结合复数的模长公式可求得实数.综合可得出实数的值.
【详解】分以下两种情况讨论:
(1)当时,即当时,由韦达定理可得,,
;
(2)当时,即当时,
由可得,解得,,
,解得.
综上所述,或.
故答案为:或.
5.(22-23高一下·上海嘉定·期末)已知复平面上有点和点,使得向量所对应的复数是,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】先求出向量的坐标,根据可得点的坐标.
【详解】因向量所对应的复数是,
所以,
因,所以.
故答案为:.
6.(23-24高一下·上海松江·期末)复数满足(为虚数单位),则 .
【答案】
【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简,然后利用复数模的公式计算即可.
【详解】因为复数满足,所以,所以,
故答案为:
7.(21-22高一下·上海宝山·期中)已知复数,满足,,,则在复平面所对应的点组成的图形的面积为 .
【答案】
【分析】根据复数的几何意义以及复数加减法的几何意义进行求解.
【详解】,是以复平面内点为圆心,以为半径的圆,
, ,
,即,
复数以复平面内点为圆心,半径为1和的两圆构成的圆弧,
则在复平面所对应的点组成的图形的面积为:
故答案为:.
8.(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)设和是关于x的方程的两个虚数根,若、、在复平面上对应的点构成直角三角形,则实数 .
【答案】13
【分析】设,则,结合韦达定理可得,根据题意可知,结合向量的坐标运算求解.
【详解】设,由实系数一元二次方程虚根成对定理可得,
由根与系数的关系可得,
整理得,
设、、在复平面上对应的点分别为、、,
则,
可知A,B关于x轴对称,
若复平面上、、对应点构成直角三角形,则,
即,解得,
所以.
故答案为:13.
9.(20-21高一下·上海·单元测试)若非零复数满足,则的值是 .
【答案】
【分析】由题设有、易得 ,同理,,而,,由此可知,即可求值.
【详解】由题设有:,解得,且,
∴,即,同理有,,
,,又,
∴,,
∴,
故答案为:.
三、解答题
10.(21-22高一下·上海浦东新·期末)已知虚数,,其中i为虚数单位,,、是实系数一元二次方程的两根.
(1)求实数m、n的值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)m=-4,;
(2)
【分析】(1)根据、是实系数一元二次方程的两根可得,求出的值,进而求得、,再根据根与系数的关系求出m、n的值即可;
(2)根据复平面内的几何意义可得在线段上,进而求得的取值范围即可
【详解】(1)由题意,,即,故,根据韦达定理有,,即,
(2)由(1),故不妨设,设,则的几何意义即为复平面内到的距离之和为.因为到的距离为,故在线段上.故当时取得最小值2,当在或时,取得最大值,故的取值范围为
11.(21-22高一下·上海浦东新·期末)已知是关于的方程的两个虚根,为虚数单位.
(1)当时,求实数的值.
(2)当,且,求实数的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据实系数一元二次方程的根互为共轭复数及根与系数的关系求解;
(2)由实系数的一元二次方程的求根公式化简求解即可.
【详解】(1)因为是关于的方程的两个虚根,
所以当时,,
所以;
(2)当时,,由求根公式可知,两根分别为,
所以,
所以,解得.
12.(23-24高一下·上海金山·阶段练习)已知复数为虚数单位,其中是实数.
(1)若是实数,求的值;
(2)若复数在复平面内对应的点在第二象限,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由复数的除法和乘法运算结合复数的意义计算即可;
(2)由共轭复数的定义和复数的运算结合复数的几何意义计算即可;
【详解】(1),
因为是实数,则.
(2),
因为复数在复平面内对应的点在第二象限,则,
故a的取值范围为.
13.(23-24高一下·上海·阶段练习)设,关于x的一元二次方程的两根为、.
(1)若、为虚数,满足且,求和m的值;
(2)若,求m的值.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)根据题意,设两虚根分别为,其中,因为,求得,得到,进而求得的值;
(2)根据题意,分两个实根和两个虚根,两种情况讨论,利用韦达定理和虚根的性质,结合,列出方程,即可求解.
【详解】(1)由题意可知:关于的实系数一元二次方程的两个虚根为、,可得,解得,
因为,可设两虚根分别为,其中,
又因为,可得,解得,
即,,
所以.
(2)由关于的实系数一元二次方程的两根为、,
(ⅰ)若方程有两个实根、,则,可得,且,
①若,可知,则,不合题意;
②若,则异号,则,解得;
(ⅱ)若方程有两个虚根,则,可得,
设为,不妨设,则,可得,解得,
即,所以;
综上可得,实数的值为或.
14.(22-23高一下·上海徐汇·期末)利用平面向量的坐标表示,可以把平面向量的概念推广为坐标为复数的“复向量”,即可将有序复数对(其中)视为一个向量,记作.类比平面向量可以定义其运算,两个复向量,的数量积定义为一个复数,记作,满足,复向量的模定义为.
(1)设,,为虚数单位,求复向量、的模;
(2)设、是两个复向量,
①已知对于任意两个平面向量,,(其中),成立,证明:对于复向量、,也成立;
②当时,称复向量与平行.若复向量与平行(其中为虚数单位,),求复数.
【答案】(1),
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)根据题目中复向量的模长公式计算即可;
(2)①利用模长公式和复数的三角不等式,以及的坐标表示,即可证明结论成立;
②根据①中等号成立的条件,结合题意即可求出和的值.
【详解】(1)因为,所以,
可得的模为;
因为,所以,
所以的模为;
(2)因为,所以,
由复数的三角不等式,
由,得,所以,
所以,
综上所知,
②考虑①中等号成立的条件知,对于复数的三角不等式,复向量各分量均不为零时,其等号成立的条件是存在非负实数,使得,
若复向量与平行,则,
根据中等号成立的条件,应有,
则,
结合,得,解得;
所以,所以.
试卷第1页,共3页
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压轴题11 复数
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练
类型一、复数及其四则运算 3
类型二、复数的几何意义 6
类型三、实系数一元二次方程 9
类型四、复数的三角形式 11
压轴能力测评(14题) 13
知识点01 数系的扩充和复数的概念
(1)复数的定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,全体复数所构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫做复数集.
(2)复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R),其中a与b分别叫做复数z的实部与虚部.
(3)复数相等:在复数集C={a+bi|a,b∈R}中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等当且仅当a=c且b=d.
(4)复数的分类
①对于复数a+bi(a,b∈R),当且仅当b=0时,它是实数;当且仅当a=b=0时,它是实数0;当b≠0时,叫做虚数;当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.这样,复数z=a+bi(a,b∈R)可以分类如下:
,
②集合表示:
知识点02 复数的加法法则和复数的减法法则
①运算法则:设z 1=a+bi,z 2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,两个复数的和仍然是一个确定的复数.
②加法运算律:对任意z 1,z 2,z 3∈c,有z 1+z 2=z 2+z 1,(z 1+z 2)+z 3=z 1+(z 2+z 3).
①运算法则:复数的减法是加法的逆运算;设z 1=a+bi,z 2=c+di是任意两个复数,则(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i,两个复数的差是一个确定的复数.
知识点03 复数的乘法运算
①复数的乘法法则:设z 1=a+bi,z 2=c+di(a,b,c,d∈R),则z 1·z 2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i.
②复数乘法的运算律
对任意复数z 1,z 2,z 3∈C,有
交换律
z 1·z 2=z 2·z 1
乘法对加法的分配律
z 1(z 2+z 3)=z 1 z 2+z 1 z 3
结合律
(z 1·z 2)·z 3=z 1·(z 2·z 3)
知识点04 复数的除法运算
设z 1=a+bi,,z 2=c+di(c+di≠0)),则
复数的除法的实质是分母实数化.若分母为a+bi型,则分子、分母同乘a-bi;若分母为a-bi型,则分子、分母同乘a+bi.
知识点05复数的几何意义
(1)复平面(复平面中点的横坐标表示复数的实部,点的纵坐标表示复数的虚部)
(2)复数的几何意义
①复数z=a+bi(a,b∈R)复平面内的点z(a,b).
②复数z=a+bi(a,b∈R)平面向量.
(3)复平面上的两点间的距离公式:(,).
(4)复数的模
①定义:向量的模叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值.
②记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
③公式:|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数,它的模就等于|a|(a的绝对值).
(5)共轭复数: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做共轭虚数.复数z的共轭复数用表示,即如果z=a+bi,那么=a-bi.
(6)两个实数可以比较大小,但两个复数如果不全是实数就不能比较大小。
(7)解复数方程
若,在复数集内有且仅有两个共轭复数根.
知识点06 复数加减法的几何意义
①复数加法的几何意义:如图,复数z 1+z 2是以,为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数.
②复数加法的几何意义:两个向量与的和就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量,复数的加法可以按照向量的加法来进行.
③复数减法的几何意义:如图,复数z 1-z 2是从向量的终点指向向量的终点的向量所对应的复数.
知识点07 几个重要的结论
①②③若为虚数,则
4、运算律
① ② ③
5、关于虚数单位i的一些固定结论:
①②③④
知识点08 复数的三角形式
(1)复数的三角形式:一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cosθ+isinθ)的形式,其中,r是复数z的模;θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数z=a+bi的辐角,r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,为了与三角形式区分开来,a+bi叫做复数的代数表示式,简称代数形式.
(2)辐角主值:规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值,通常记作argz.
知识点09 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
(1)复数三角形式的乘法:两个复数相乘,积的模等于各复数模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
r 1(cosθ1+isinθ1)·r 2(cosθ2+isinθ2)=r 1 r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].
(2)复数三角形式的除法:两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差.
类型一、复数及其四则运算
1.(21-22高一下·上海浦东新·期末)已知与是方程在复数集中的两根,则下列等式成立的是( )
A.与共轭 B.
C. D.
2.(23-24高一下·上海·期末)已知是定义在复数集上的次实系数多项式(是正整数),给出下列两个命题:
①如果虚数是的根,即,那么也是的根,即;
②可以因式分解成若干一次或二次实系数多项式的乘积;
则下列说法正确的是( )
A.命题①②都是真命题 B.命题①②都是假命题
C.命题①是真命题,命题②是假命题 D.命题①是假命题,命题②是真命题
3.(23-24高一下·上海·期末)已知复数和复数满足:,则 .
4.(23-24高一下·上海闵行·期末)设复数,.
(1)若在复平面上所对应的点在第一象限,求a的取值范围;
(2)若为纯虚数,求.
5.(23-24高一下·上海松江·期末)已知为虚数单位,复数.
(1)当实数取何值时,是纯虚数;
(2)当时,复数是关于的方程的一个根,求实数与的值.
6.(23-24高一下·上海·期末)在复数范围解方程.
(1)关于的实系数一元二次方程的两根满足,求实数的值;
(2)关于的实系数一元二次方程的两根,请根据实数的不同取值范围讨论的值.
7.(22-23高一下·上海静安·期末)设复数,,其中.现在复数系中定义一个新运算,规定:.
(1)已知,求实数x的值;
(2)现给出如下有关复数新运算性质的两个命题:
①;
②若,则或.
请判定以上两个命题是真命题还是假命题,并说明理由.
8.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知a,,是虚数单位,,在复平面上对应的点分别A、B.
(1)若是实数,求的最小值;
(2)设O为坐标原点,记,若,且点C在y轴上,求与的夹角.
9.(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).
类型二、复数的几何意义
1.(23-24高一下·上海·期中)设复数满足,则当取最大值时,对应的复平面上点的坐标是 .
2.(23-24高一下·上海黄浦·期末)i为虚数单位,若复数和复数满足,则的最大值为 .
3.(23-24高一下·上海静安·期末)若复数满足(为虚数单位),则 .
4.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,则的取值范围是 .
5.(23-24高一下·上海闵行·期末)已知关于x的实系数一元二次方程有一对共轭虚根,.
(1)当时,求共轭虚根和;
(2)若,求实数a的值.
6.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足为坐标原点,复数在复平面内对应的向量为.
(1)求;
(2)若向量绕逆时针旋转得到对应的复数为,求.
7.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数,且为实数.
(1)求证:;
(2)若为纯虚数,求.
8.(23-24高一下·上海·期末)已知关于的实系数一元二次方程的两根为.
(1)若为虚数,,且,求和的值;
(2)若,求的值.
9.(24-25高一下·上海·单元测试)设为关于x的方程的虚根,i为虚数单位.
(1)当复数时,求m,n的值;
(2)若,在复平面上,设复数z所对应的点为P,复数所对应的点为Q,试求的取值范围.
10.(23-24高一下·上海·期末)当实数为何值时,复数为:
(1)实数;
(2)纯虚数;
(3)对应点在第二象限?
11.(22-23高一下·上海杨浦·期末)设是一个关于复数z的表达式,若(其中x,y,,为虚数单位),就称f将点“f对应”到点.例如将点“f对应”到点.
(1)若点“f对应”到点,点“f对应”到点,求点、的坐标;
(2)设常数,,若直线l:,,是否存在一个有序实数对,使得直线l上的任意一点“对应”到点后,点Q仍在直线上?若存在,试求出所有的有序实数对;若不存在,请说明理由;
(3)设常数,,集合且和且,若满足:①对于集合D中的任意一个元素z,都有;②对于集合A中的任意一个元素,都存在集合D中的元素z使得.请写出满足条件的一个有序实数对,并论证此时的满足条件.
12.(22-23高一下·上海闵行·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:
①
② ③.
试判断这三个结论是否正确,并对正确的结论予以证明.
(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).
类型三、实系数一元二次方程
1.(22-23高一下·上海奉贤·阶段练习)已知关于x的方程有实数根,则复数z的模的最小值为
2.(22-23高一下·上海杨浦·期中)已知关于x的实系数一元二次方程.
(1)若复数z是该方程的一个虚根,且,求m的值;
(2)记方程的两根为和,若,求m的值.
3.(22-23高一下·上海普陀·期末)设、,已知(为虚数单位)是方程的一个根.
(1)求、的值;
(2)设方程的另一根为,复数、对应的向量分别是、.若向量与的夹角为锐角,求实数的取值范围.
4.(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)已知关于的实系数一元二次方程
(1)若,求方程的两个根;
(2)若方程有两虚根,,求的值;
(3)若方程的两根为,其在复平面上所对应的点分别为,点关于轴的对称点为(不同于点),如果,求的取值范围.
5.(23-24高一下·上海·期末)设复数满足:
(1)若,求与.
(2)若是实系数一元二次方程的两个根,求实数的值.
6.(23-24高一下·上海·期末)已知复数,(,i是虚数单位)
(1)若在复平面内对应的点落在第二象限,求实数a的取值范围;
(2)若是实系数一元二次方程的根,且是实数,记,求的值.
类型四、复数的三角形式
1.(21-22高一下·上海松江·期末)设,则下列命题中的真命题为( )
A.若,则
B.若,则为纯虚数
C.若,则或
D.若,则
2.(23-24高一下·上海松江·期末)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被举为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
3.(21-22高一下·上海长宁·期末)若是虚数单位,复数满足,则的取值范围是 .
4.(22-23高一下·上海杨浦·期末)若是纯虚数(其中是虚数单位),则正整数的最小值为 .
5.(21-22高一下·上海黄浦·期末)已知复数,,其中为虚数单位,.
(1)当、是实系数一元二次方程的两个虚根时,求实数、的值.
(2)求的值域.
6.(21-22高一下·上海普陀·期末)在复平面内,设复数对应向量,它的共轭复数对应向量.
(1)若复数是关于的方程的一个虚根,求出实数的取值范围,并用表示;
(2)若,且点满足,求的重心所对应的复数;
(3)若,可知在变化时会对应到不同的复数,若取不同的,,使得其所对应的复数满足,求证:所对应的点可以构成矩形.
7.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知为虚数单位,复数满足.
(1)若,求复数的辐角主值;
(2)若,复数满足为实数.则复数在复平面上所对应的点的集合是什么图形?说明理由.
(3)已知复平面上点对应的复数分别为.记复数的辐角主值为.求的取值范围.
一、单选题
1.(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)设、为复数,下列命题一定成立的是( )
A.如果,那么
B.如果,那么
C.如果,是正实数,那么
D.如果,那么为实数
2.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知为虚数单位,复数满足.则取最大值时,在复平面上以对应的点,为顶点的三角形的形状是( )
A.等边三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
3.(22-23高一下·上海徐汇·期末)已知个两两互不相等的复数,满足,且,其中;,则的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
二、填空题
4.(21-22高一下·上海黄浦·期末)已知关于的实系数一元二次方程有两个根、,且,则满足条件的实数的值为 .
5.(22-23高一下·上海嘉定·期末)已知复平面上有点和点,使得向量所对应的复数是,则点的坐标为 .
6.(23-24高一下·上海松江·期末)复数满足(为虚数单位),则 .
7.(21-22高一下·上海宝山·期中)已知复数,满足,,,则在复平面所对应的点组成的图形的面积为 .
8.(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)设和是关于x的方程的两个虚数根,若、、在复平面上对应的点构成直角三角形,则实数 .
9.(20-21高一下·上海·单元测试)若非零复数满足,则的值是 .
三、解答题
10.(21-22高一下·上海浦东新·期末)已知虚数,,其中i为虚数单位,,、是实系数一元二次方程的两根.
(1)求实数m、n的值;
(2)若,求的取值范围.
11.(21-22高一下·上海浦东新·期末)已知是关于的方程的两个虚根,为虚数单位.
(1)当时,求实数的值.
(2)当,且,求实数的值.
12.(23-24高一下·上海金山·阶段练习)已知复数为虚数单位,其中是实数.
(1)若是实数,求的值;
(2)若复数在复平面内对应的点在第二象限,求的取值范围.
13.(23-24高一下·上海·阶段练习)设,关于x的一元二次方程的两根为、.
(1)若、为虚数,满足且,求和m的值;
(2)若,求m的值.
14.(22-23高一下·上海徐汇·期末)利用平面向量的坐标表示,可以把平面向量的概念推广为坐标为复数的“复向量”,即可将有序复数对(其中)视为一个向量,记作.类比平面向量可以定义其运算,两个复向量,的数量积定义为一个复数,记作,满足,复向量的模定义为.
(1)设,,为虚数单位,求复向量、的模;
(2)设、是两个复向量,
①已知对于任意两个平面向量,,(其中),成立,证明:对于复向量、,也成立;
②当时,称复向量与平行.若复向量与平行(其中为虚数单位,),求复数.
试卷第1页,共3页
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