内容正文:
复习专题08 复数
知识点1 复数系与相关概念
概念复数系与相关
虚数单位
虚数单位
复数的定义
形如的数称为一个复数,全体复数构成的集合用字母C表示
(1) ,但并没有 .
(2)复数 i 满足 , ,以 4 为一个周期循环,即有 .
对于复数集,我们约定:
(1)复数 、 且 ;
(2)复数 、、、 且 .
知识点2 复数的四则运算
复数的四则运算法则
复数的加法
复数的减法
复数的乘法
复数的除法
(1)两个复数进行相加、相减或相乘时,仿照两个多项式进行相加、相减或相乘的规则计算,并用条件 及合并同类项来化简结果.
(2)复数的乘法与多项式乘法是类似的,有一点不同即必须在所得结果中把 换成 -1 ,再把实数项、含 的项分别合并.
(3)两个复数进行除法(除数不为 0 )运算时,将分子和分母同时乘分母的实数项与含 i 项的相反数的和,然后化简整理得到运算结果.复数的除法运算本质上是化简分式,使 的分母实数化.
复数四则运算满足的运算律
、、
复数加法的交换律
复数加法的结合律
复数乘法的交换律
复数乘法的结合律
复数乘法对加法的分配律
知识点3 复数的整数次幂
(1)对任意复数 与任何正整数 表示 个 相乘.
(2)非零复数的负指数幂也是有意义的:当 时,对任何正整数 ;当 时,还约定 .
(3)同底数幂的运算规则同样适用于复数,如:
都是整数
(1)i 的周期性:
所以 i 的周期为 .
(2)复数的乘方类似于实数的乘方,在实数集中的乘方公式在复数集中仍然适用.
知识点4 复数的代数形式
复数的表达方式、 称为它的代数形式,其中的实数和分别叫做该复数的实部(real part)和虚部(imaginary part).为了行文的简洁与方便,复数也常常用单个字母(常用)来表示,此时它的实部和虚部分别记作与.即,若复数、 ,则.若复数 的虚部为零,即 ,则 是个实数;当时,称为虚数(imaginary number).特别地,当 但 时, 称为纯虚数(pure imaginary number).我们已经知道,当且仅当且,此时是一个实数.
实数是虚部等于零的复数,因此,实数集合是复数集合的子集,并且是一个真子集,即 .
复数可以按以下方式分类:
知识点5 复平面及其相关概念
复平面
在平面上建立直角坐标系,以坐标为 的点 表示复数 、 ,就可在平面上的点的集合与复数集合之间建立一个一一对应.这样用来表示复数的平面叫做复平面.
实轴与虚轴
在复平面上, 轴上的点具有 形式的坐标,从而对应的都是实数,所以把 轴叫做实轴;同理, 轴上的点(除坐标原点外)都对应纯虚数,所以把 轴叫做虚轴.坐标原点表示实数 0 .
复平面、实轴、虚轴与复数的对应
(1) 复平面内的点与复数的对应:
点 的横坐标是实部 ,纵坐标是虛部 ,复数 、 R)可用点 表示.如图,
(2)象限内的点与一般虚数的对应:
①第一象限的点对应复数的特征:实部为正,且虚部为正;②第二象限的点对应复数的特征:实部为负,且虚部为正;③第三象限的点对应复数的特征:实部为负,且虚部为负;④第四象限的点对应复数的特征:实部为正,且虚为负.
知识点6 复数、点与向量三者间的对应关系
、
、平面向量.
因此,复数 、 、复平面内的点 和平面向量 之间的关系可用如图表示.
为方便起见,常把复数 、 说成点 或向量 .
共轭复数的“数、形”特征
共轭复数 、 和 、 在复平面上所对应的点 和 关于 轴对称;反之,如果复平面上的两个点关于 轴对称,那么这两个点所对应的复数互为共轭.
特别地,如果 ,即 是实数,则 ,此时 、 在复平面上所对应的点是位于实轴上的同一点.
知识点7 复数的模
定义
复数 、 在复平面上所对应的点 到原点的距离 ,叫做复数 的模,记作 |z| .
(1)计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,再利用复数模的公式进行计算.
(2)两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小,
(3)复数的模的几何意义是实数的绝对值概念的扩充,因此有,并且绝对值具有的某些性质可以推广到复数的模
记法
由模的定义可知:
是一个实数,它的模就等于的绝对值)
复数模的几何意义
复数对应复平面上的点到原点的距离
两复数差的模的几何意义
两复数 、 差的模是这两个复数在复平面上对应点 、 之间的距离.
复平面上两点距离公式
设 是复平面上的两个点,其对应的复数为 ,则由平面上两点间距离公式可知 .
知识点8 复数的模的性质
复数的模有如下性质:对 ,在关于除法的性质中需假设 。
(1)
;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5)(复数的三角不等式);
(6)( 为正整数).
(1)一个重要的复数等式:
(2)一个重要的复数不等式:
知识点9 实数的平方根
已知 ,则在复数集 内:
当 时,实数 的实平方根为 ;
当 时,实数 的两个平方根为 ,它们是两个共轭的纯虚数
复数的平方根与立方根
1.满足条件 的 叫做 的平方根.
2.满足条件 的 叫借 的立方根.
若记 ,则(1) ;(2) .
知识点10 实系数一元二次方程
实系数一元二次方程 、、 中的 为根的判别式,那么
(1) 方程有两个不相等的实根 ;
(2) 方程有两个相等的实根 ;
(3) 方程有一对共轭虚根 .
在(3)的情况下,方程的根与系数关系(韦达定理):
1.在复数集 中,实系数一元二次方程的求根公式和韦达定理仍适用,但根的判别式仅在实数集上有效。
2.虚系数一元二次方程 、、 至少有一个为虚数):
(1)利用判别式判断实根情况失效;
(2)虚根成对定理失效.不过韦达定理仍适用.
知识点11 实系数方程虚根成对定理
实系数一元二次方程的虚根成对出现,即若 是方程的一个根,则 也是方程的一个根.
知识点12 复数的辐角
设复数 对应复平面上的点 ,则以原点为顶点、 轴的正半轴为始边、射线O Z为终边的角 称为复数 的辐角,记作 .在复数 的所有辐角中,显然,任何一个非零复数 的辐角都有无穷多个,而且任意两个辐角之间都相差 的整数倍.
规定:复数 0 的辐角的大小是任意的值.
(1)在复数的三角形式中,辐角 的值可以用弧度表示,也可以用角度表示,可以是辐角主值,也可以是䇎角主值加 或 .
(2)为了筒便起见,复数的代数形式化为三角形式时,一般将 写成辐角主值.
知识点13 复数的三角形式
如果非零复数、在复平面内的对应点为 ,且 为向量 的模, 是以 轴正半轴为始边、射线O Z为终边的一个角,则 ,所以 ,如图所示,从而 .
上式的右边 称为非零复数的三角形式.对应地, 称为复数的代数形式.
知识点14 复数乘法运算的三角表示及其几何意义
复数乘法运算的三角表示
已知 ,则 .
这就是说,两个复数相乘,其积的模等于模的积,积的辐角等于辐角的和.
复数三角形式的乘法公式的推广
复数乘法运算的几何意义
两个复数 、 相乘时,如图,先分别画出与 、 对应的向量 、 ,然后把向量 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s倍,得到向量表示的复数就是积
知识点15 复数除法运算的三角表示及其几何意义
复数除法运算的三角表示
已知
则
这就是说,两个复数相除(除数不为零),其商的模等于模的商商的辐角等于辐角的差.
复数除法运算的几何意义
两个复数 、 相除时,如图,先分别画出与 、 对应的向量 、 ,然后把向量 绕点 按顺时针方向旋转 (如果 ,就要把 绕 点按逆时针方向旋转角 ),再把它的模变为原来的 倍,得到向量 表示的复数就是商
知识点16 三角形式下复数的乘方与开方公式
设 ,则对任何正整数 ,有 ; 的 次方根为 .
(1)三角形式下复数的乘方与开方公式学习的必要性:
计算 ,当正整数 较大时就不方便;而用三角形式就十分筒捷.同理复数的开方亦然.
(2)复数开方的几何意义是 的 次方根所对应的复数均匀地分布在圆 上.
题型一、复数代数形式的乘法运算
例1(24-25高一下·上海·期中)已知,则复数为 .
【答案】/
【分析】利用复数代数形式的乘法运算及共轭复数的意义求解.
【详解】依题意,,所以.
故答案为:
1-1.(23-24高一下·上海·期末)若复数满足(为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由可得,进而根据复数的除法运算即可求解.
【详解】因为,故即,
所以.
故选:B.
1-2.(2023高一下·上海·专题练习)方程有一个根为,则实数的值为( )
A.5 B.3 C.4 D.2
【答案】A
【分析】根据已知条件,推得方程的另一个根为,再结合韦达定理,即可求解.
【详解】方程有一个根为,
则方程的另一个根为,
故.
故选:A.
1-3.(23-24高一下·上海·阶段练习)设复数满足(为虚数单位),则 .
【答案】/
【分析】先由求出复数,然后可求出复数的模.
【详解】由,得,
所以,
故答案为:
题型二、复数范围内方程的根
例2(24-25高一下·上海宝山·阶段练习)在复数范围内,的所有平方根为 .
【答案】
【分析】设,求出,根据复数相等的条件得出方程组,求解即可得出答案.
【详解】设,则.
由可得,.
由可得,或.
当时,有,解得,;
当时,有,显然不成立.
综上所述,.
故答案为:.
2-1.(24-25高一下·上海宝山·期中)已知关于 的方程
(1)若上述方程有虚数根,求实数 的取值范围
(2)若上述方程的两根为 ,且 ,求实数 的值
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)依题意可知即可;
(2)分两种情况讨论: 以及,利用韦达定理求解即可.
【详解】(1)方程有虚数根,
解得
(2)① 时,;
② 时,8;
综上, 的值为 或
2-2.(24-25高一下·上海·期中)若都是实数,关于的方程有一个根,则 .
【答案】7
【分析】根据题意,将代入方程,然后由复数相等列出方程,即可得到结果.
【详解】将代入方程可得,
化简可得,
即,
则,解得.
故答案为:
2-3.(23-24高一下·上海黄浦·期末)已知(i是虚数单位)是实系数一元二次方程的一个根,那么p,q的值分别是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】将代入方程,即可求解.
【详解】由题意可知,,
则,
即,得,.
故选:A
题型三、复数的除法运算
例3(23-24高一下·上海·期中)已知复数(i为虚数单位),则满足的复数w为 .
【答案】1
【分析】根据复数的除法运算即可求解.
【详解】由于,则得,
故答案为:1
3-1.(23-24高一下·上海·期中)设复数,则复数的虚部为 .
【答案】
【分析】根据复数除法运算可求得,由虚部定义可得结果.
【详解】因为,
所以复数的虚部为.
故答案为:.
3-2.(24-25高一下·上海浦东新·阶段练习)复数 .
【答案】
【分析】利用复数的乘法结合复数乘方的周期性可求得结果.
【详解】因为,故.
故答案为:.
3-3.(23-24高一下·上海宝山·阶段练习)已知,则 .
【答案】
【分析】根据复数的除法计算规则求解.
【详解】;
故答案为:.
题型四、求复数的实部与虚部
例4(24-25高一下·上海宝山·期中)已知复数是纯虚数,则复数的虚部为
【答案】10
【分析】利用复数的乘法运算,结合纯虚数的定义求解.
【详解】依题意,,由是纯虚数,得,
解得,因此,
所以复数的虚部为10.
故答案为:10
4-1.(24-25高一下·上海杨浦·期中)设是虚数单位,若复数满足,则 .
【答案】/
【分析】首先根据复数代数形式的除法运算化简复数,再判断其实部.
【详解】因为,所以,
所以.
故答案为:
4-2.(24-25高一下·上海·阶段练习)若复数(i表示虚数单位),则 .
【答案】
【分析】根据复数的概念求解即可.
【详解】因为复数,
所以.
故答案为:
4-3.(24-25高一下·上海·期中)已知复数,则的虚部是 .
【答案】
【分析】利用复数的概念直接求得结果.
【详解】复数的虚部是.
故答案为:
题型五、共轭复数的概念及计算
例5(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:.
5-1.(23-24高一下·上海·期末),若,,则 .
【答案】
【分析】设,根据已知求出即可得出答案.
【详解】设,则,
所以,即;
由,解得,即,所以.
故答案为:.
5-2.(24-25高一下·上海·期中)已知i为虚数单位,复数满足,则 .
【答案】
【分析】根据除法运算可得,进而可得.
【详解】因为,所以.
故答案为:.
5-3.(24-25高一下·上海·期中)已知复数是虚数单位).
(1)若复数在复平面上对应点落在第一象限,求实数的取值范围;
(2)设,分别记复数在复平面上对应的点为,求与的夹角.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出,再利用其对应的点所在象限得不等式组,故可求参数的范围;
(2)利用夹角公式可求夹角.
【详解】(1)由题意, ,
第一象限需满足:,解得 .
(2)当 时,点 , ,
设的夹角为,则,
且.
题型六、复数的相等
例6(24-25高一下·上海宝山·阶段练习)如果两个复数的实部互为相反数,虚部相等,那么这两个复数互为“共胚复数”.已知与互为“共胚复数”.其中为虚数单位,则的值为( )
A.-2 B.-1 C.0 D.3
【答案】B
【分析】利用复数的除法,结合给定的定义列式求解.
【详解】,依题意,,解得,
所以.
故选:B
6-1.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数单位,是实系数一元二次方程的两个虚根.
(1)设满足方程,求;
(2)设,复数所对的向量分别是与,若向量与的夹角为钝角,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设出的代数形式根据复数相等可得答案;
(2)求出与的坐标,根据向量夹角为钝角列出的不等式可得答案.
【详解】(1)不妨设,则,
因为满足方程,
所以,
可得,
所以,解得,
所以;
(2)设,则,
因为复数所对的向量分别是与,
所以,,
可得,
,
若向量与的夹角为钝角,
则,且,
即,且,
解得,,
实数的取值范围是.
6-2.(22-23高一下·上海浦东新·期末)i的所有的三次方根为 .
【答案】 ,,.
【分析】设i的所有的三次方根为,由 ,利用复数相等求解.
【详解】i的所有的三次方根为,
则 ,
即,
所以 ,
解得 或 或 ,
所以 ,,.
故答案为: ,,.
6-3.(23-24高一下·上海宝山·期末)在复数范围内,的所有平方根为 .
【答案】或
【分析】设,求出,根据复数相等的条件得出方程组,求解即可得出答案.
【详解】设,则.
由可得,.
由可得,或.
当时,有,解得,;
当时,有,显然不成立.
综上所述,.
故答案为:或.
题型七、复数的坐标表示
例7(24-25高一下·上海·期中)在复平面上,轴与轴的交点为点,设复数和复数在复平面对应点和,则三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,求出点的坐标,再判断三角形形状并求出面积.
【详解】依题意,,,而,
则,是等腰直角三角形,面积为.
故选:C
7-1.(23-24高一下·上海·期末)在复平面上,复数,对应的点分别为A、B,O为坐标原点,则 .
【答案】1
【分析】由复数几何意义即可得A、B两点坐标,再由向量坐标形式的数量积公式即可求解.
【详解】由题得,
所以.
故答案为:1.
7-2.(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.
7-3.(23-24高一下·上海·阶段练习)若复数在复平面内对应的点为,则满足的复数为
【答案】
【知识点】复数的坐标表示、复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】先利用复数的几何意义求得,从而得到,然后运用复数四则运算法则即可解得,最后求得.
【详解】因为复数在复平面内对应的点为,所以,所以,
又因为,所以,
所以.
故答案为:
题型八、判断复数对应的点所在的象限
例8(23-24高一下·上海·期中)复数在复平面内对应的点位于第 象限
【答案】四
【分析】利用复数的运算,得到的形式,再由复数的几何意义得到对应复平面内的点,从而判断出所在象限.
【详解】由题得,
则在复平面内对应的点的坐标为,所以在复平面内对应的点位于第四象限.
故答案为:四.
8-1.(23-24高一下·上海·阶段练习)复数在复平面内对应的点位于第 象限.
【答案】三
【分析】由复数的乘法运算和复数的几何意义求出即可.
【详解】,
所以对应复平面内的点为,位于第三象限,
故答案为:三.
8-2.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,若复数为纯虚数,则复数在复平面上所对应的点在( ).
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】设,,根据复数的乘方运算以及复数的几何意义即可判断.
【详解】设,,则,因为,
则其在复平面上所对应的点在第二象限,
故选:B.
8-3.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数单位,若复数满足:,则复数在复平面内所对应的点在第 象限.
【答案】二
【分析】先根据复数的乘方及除法运算求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】由,得,
所以复数在复平面内所对应的点为,在第二象限.
故答案为:二.
题型九、求复数的模
例9(24-25高一下·上海闵行·阶段练习)若,那么 .
【答案】5
【分析】由模的计算公式即可求解.
【详解】由题意.
故答案为:5.
9-1.(24-25高一下·上海宝山·期末)已知复数(是虚数单位),则的值为 .
【答案】
【分析】利用复数除法求出,进而求出模.
【详解】依题意,,
所以.
故答案为:
9-2.(24-25高一下·上海·期中)已知复数是实系数一元二次方程的一个根.
(1)求和的值;
(2)若,,为纯虚数,求的值.
【答案】(1);
(2)4.
【分析】(1)根据给定条件,求出方程的另一根,再利用韦达定理列式求解.
(2)利用复数乘法,结合纯虚数的意义求出,再利用复数模的定义求解.
【详解】(1)由复数是实系数一元二次方程的一个根,
得该方程的另一个实根为,因此,
所以.
(2)依题意,,
由为纯虚数,得,解得,
所以.
9-3.(24-25高一下·上海宝山·期中)已知复数 满足 ,则 .
【答案】
【分析】利用复数的模的性质求解
【详解】,
故答案为:
题型十、由复数模求参数
例10(24-25高一下·上海宝山·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若(是虚数单位)是此方程的一个根.求、的值;
(2)若是此方程的两个虚根,且满足,,求、的值.
【答案】(1);
(2),.
【分析】(1)利用方程根的定义列式,再利用复数为0求得答案.
(2)求出方程的两个高根,再利用复数模的意义求解.
【详解】(1)由是的一个根,得,
整理得,而,则,
所以.
(2)依题意,设,
由,得,即,
又,所以,则,
代入,得,
根据韦达定理,,
当时,;当时,,都满足,
所以.
10-1.(23-24高一下·上海宝山·阶段练习)已知为复数,满足,则的值是
【答案】
【分析】根据题意分析可得为纯虚数,且虚部小于0,设,代入方程可得,解得y 即可得到答案.
【详解】由已知得,且,故为纯虚数,且虚部小于0,
设,代入方程可得,
解得或 (正根舍去),
故,.
故答案为:.
10-2.(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.
10-3.(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.
题型十一、与复数模相关的轨迹(图形)问题
例11(24-25高一下·上海·阶段练习)已知i为虚数单位,若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,求出复数z在复平面内对应点的轨迹,再利用几何意义求出范围.
【详解】由,得复数z在复平面内对应点Z的轨迹是以点为圆心,1为半径的圆,
是点Z到定点的距离,
而,所以圆C外,
,
所以的取值范围为,
故答案为:.
11-1.(24-25高一下·上海·期中)设且,满足,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】设,利用条件推得,将表示后转化为圆上的点到原点的距离即可.
【详解】设,
由可得,故得.
由,可得,
即复数对应的点在以点为圆心,半径为2的圆上.
所以,
代表点到原点距离的倍,
由图知点到原点距离的取值范围为,
即的取值范围为.
故答案为:.
11-2.(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:.
11-3.(23-24高一下·上海·期末)若复数满足,则复数在复平面上对应的点的轨迹图形是( ).
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线的一支
【答案】B
【分析】设,根据复数的几何意义可得,结合圆的一般方程即可下结论.
【详解】设,
由,得,
整理得,
所以复数在复平面上对应的点的轨迹图形为圆.
故选:B
题型十二、复数的三角表示
例12(2024高一下·上海·专题练习)已知,且,若.
(1)求复数的三角形式,并且复数的辐角主值;
(2)求.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)直接利用三角变换可得复数的三角形式及辐角主值.
(2)设,结合求得,再由复数代数形式的乘除运算化简,然后利用复数模的计算公式求解.
【详解】(1),
则;
(2)设,而,则,
又,于是,
则,解得,,即,
因此,所以.
12-1.(2023高一下·上海·专题练习)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用复数三角形式的意义求解即得.
【详解】,故B正确;
经检验,ACD都错误.
故选:B
12-2.(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
12-3.(24-25高一下·上海浦东新·阶段练习)已知复数满足,且存在非零实数,使得
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围:
(3)设,且 ,求的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3)
【分析】(1)根据给定条件,可得和是方程的根,再利用判别式及复数模列出不等式求解.
(2)将问题转化为方程在上有两个实根,利用一元二次方程实根分布求解.
(3)确定的关系及的范围,再借助复数的三角形式、二倍角的正弦列式求解.
【详解】(1)依题意,和是方程的根,即方程的根,
由,,得和互为共轭虚数,则,解得,
,,解得,
(2)由,得,则方程有两个实根,
由,得方程在上有两个实根,
因此,解得,
所以实数的取值范围是.
(3)由(1)及,得互为共轭虚数,令,
由,得,,
,则,解得,
因此
,由,得,,
则,,
所以的取值范围是.
1.(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)
【知识点】平面向量线性运算的坐标表示、向量夹角的计算、向量垂直的坐标表示、复数代数形式的乘法运算
【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.
2.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,是关于的方程的两根,且满足.
(1)若,求与的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】复数范围内方程的根
【分析】(1)由,及,得,即可求解;
(2)当时,则是关于的方程的两根,则,进行分类讨论,即可求解.
【详解】(1)解:由,得,
而,得,
因为是关于的方程的两根,
所以,
得,由,得,
得,则;
(2)当时,则是关于的方程的两根,
则,
当时,则,不满足,
当时,得
得,
由得,
得,
得,
得,
当时,不成立,当时,得,
当时,得,
不妨记,
由得,
得,
故的值为:或
3.(22-23高一下·上海宝山·期末)欧拉公式(为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉提出的,它将指数函数的定义域扩大到复数集,则复数的虚部为 .
【答案】
【知识点】求复数的实部与虚部、复数的除法运算
【分析】根据欧拉公式化简,再根据复数代数形式的除法运算化简,最后结合复数的定义判断即可.
【详解】依题意,
所以,
所以复数的虚部为.
故答案为:
4.(24-25高一下·上海浦东新·阶段练习)复数的虚部是 .
【答案】
【知识点】求复数的实部与虚部
【分析】根据复数虚部的定义即可得解.
【详解】复数的虚部是.
故答案为:.
5.(24-25高一下·上海松江·阶段练习)已知,则的共轭复数是 .
【答案】
【知识点】复数的除法运算、共轭复数的概念及计算
【分析】利用复数除法运算和共轭复数概念即可求解.
【详解】由可得:,
所以的共轭复数是,
故答案为:
6.(23-24高一下·上海宝山·阶段练习)已知复数,,若,求实数的取值范围 .
【答案】
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、对勾函数求最值、复数的相等
【分析】根据复数相等得,利用换元法结合对勾函数单调性即可得到的范围.
【详解】,
,令,
根据对勾函数单调性可知函数在上严格单调递减,
,
所以的范围为.
故答案为:.
7.(23-24高一下·上海·期末)复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是( )
A.正数 B.负数
C.实部不为零的虚数 D.纯虚数
【答案】D
【知识点】复数的基本概念、复数的分类及辨析、复数的坐标表示
【分析】根据已知条件,结合纯虚数的定义,即可求解.
【详解】复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数实部为0,虚部为一个非0常数,即为纯虚数.
故选:D.
8.(24-25高一下·上海·期中)复数,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
【答案】C
【知识点】复数代数形式的乘法运算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】根据复数的乘法运算先求复数,由复数的几何意义即可求解.
【详解】由,所以复数在复平面对应的点,所以点在第三象限,
故选:C.
9.(24-25高一下·上海普陀·期中)已知为复数,和均为实数,其中是虚数单位.
(1)求复数;
(2)若复数对应的点在第四象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【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、根据复数对应坐标的特点求参数
【分析】(1)设出复数,化简和,利用实数,虚部为0,即可求出复数;
(2)化简复数,利用复数的几何意义转化为不等式组求解即可.
【详解】(1)为复数,和均为实数,
可设:,,
,
为实数,可得,解得,
复数,;
(2)复数,
其复平面上对应的点在第四象限,
可得:,解得或.
10.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知关于的实系数一元二次方程的两个虚根为,若,则实数的值为 .
【答案】
【知识点】由复数模求参数、复数范围内方程的根
【分析】利用公式法求解一元二次方程可得题意方程的两个虚根为,进而,解之即可求解.
【详解】由关于的实系数一元二次方程的两个虚根为,
得,所以,解得.
故答案为:
11.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】根据题意,由复数的几何意义,代入计算,即可求解.
【详解】因为,所以在复平面对应的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
且表示圆上的点到原点的距离,
则,,
所以的取值范围为.
故选:A
12.(23-24高一下·上海闵行·期末)将复数化为三角形式: .
【答案】
【知识点】复数的三角表示
【分析】根据复数的三角表示的定义计算即可.
【详解】解:复数中,,设为复数的辐角主值,
又
所以.
故答案为:.
1.(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.
2.(24-25高一下·上海嘉定·期末)已知个两两互不相等的复数、、、、、满足,若(其中、;、、、),则正整数的最大值为 .
【答案】
【分析】设从而可得即、对应平面内距离为的点,从而利用数形结合求解即可.
【详解】设
因为,所以,
即
化为
故、对应平面内距离为的点,如下图中,
因为,
所以与、对应点的距离为或
即构成了点共个点,
故的最大值为
故答案为:
3.(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.
4.(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.
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复习专题08 复数
知识点1 复数系与相关概念
概念复数系与相关
虚数单位
虚数单位
复数的定义
形如的数称为一个复数,全体复数构成的集合用字母C表示
(1) ,但并没有 .
(2)复数 i 满足 , ,以 4 为一个周期循环,即有 .
对于复数集,我们约定:
(1)复数 、 且 ;
(2)复数 、、、 且 .
知识点2 复数的四则运算
复数的四则运算法则
复数的加法
复数的减法
复数的乘法
复数的除法
(1)两个复数进行相加、相减或相乘时,仿照两个多项式进行相加、相减或相乘的规则计算,并用条件 及合并同类项来化简结果.
(2)复数的乘法与多项式乘法是类似的,有一点不同即必须在所得结果中把 换成 -1 ,再把实数项、含 的项分别合并.
(3)两个复数进行除法(除数不为 0 )运算时,将分子和分母同时乘分母的实数项与含 i 项的相反数的和,然后化简整理得到运算结果.复数的除法运算本质上是化简分式,使 的分母实数化.
复数四则运算满足的运算律
、、
复数加法的交换律
复数加法的结合律
复数乘法的交换律
复数乘法的结合律
复数乘法对加法的分配律
知识点3 复数的整数次幂
(1)对任意复数 与任何正整数 表示 个 相乘.
(2)非零复数的负指数幂也是有意义的:当 时,对任何正整数 ;当 时,还约定 .
(3)同底数幂的运算规则同样适用于复数,如:
都是整数
(1)i 的周期性:
所以 i 的周期为 .
(2)复数的乘方类似于实数的乘方,在实数集中的乘方公式在复数集中仍然适用.
知识点4 复数的代数形式
复数的表达方式、 称为它的代数形式,其中的实数和分别叫做该复数的实部(real part)和虚部(imaginary part).为了行文的简洁与方便,复数也常常用单个字母(常用)来表示,此时它的实部和虚部分别记作与.即,若复数、 ,则.若复数 的虚部为零,即 ,则 是个实数;当时,称为虚数(imaginary number).特别地,当 但 时, 称为纯虚数(pure imaginary number).我们已经知道,当且仅当且,此时是一个实数.
实数是虚部等于零的复数,因此,实数集合是复数集合的子集,并且是一个真子集,即 .
复数可以按以下方式分类:
知识点5 复平面及其相关概念
复平面
在平面上建立直角坐标系,以坐标为 的点 表示复数 、 ,就可在平面上的点的集合与复数集合之间建立一个一一对应.这样用来表示复数的平面叫做复平面.
实轴与虚轴
在复平面上, 轴上的点具有 形式的坐标,从而对应的都是实数,所以把 轴叫做实轴;同理, 轴上的点(除坐标原点外)都对应纯虚数,所以把 轴叫做虚轴.坐标原点表示实数 0 .
复平面、实轴、虚轴与复数的对应
(1) 复平面内的点与复数的对应:
点 的横坐标是实部 ,纵坐标是虛部 ,复数 、 R)可用点 表示.如图,
(2)象限内的点与一般虚数的对应:
①第一象限的点对应复数的特征:实部为正,且虚部为正;②第二象限的点对应复数的特征:实部为负,且虚部为正;③第三象限的点对应复数的特征:实部为负,且虚部为负;④第四象限的点对应复数的特征:实部为正,且虚为负.
知识点6 复数、点与向量三者间的对应关系
、
、平面向量.
因此,复数 、 、复平面内的点 和平面向量 之间的关系可用如图表示.
为方便起见,常把复数 、 说成点 或向量 .
共轭复数的“数、形”特征
共轭复数 、 和 、 在复平面上所对应的点 和 关于 轴对称;反之,如果复平面上的两个点关于 轴对称,那么这两个点所对应的复数互为共轭.
特别地,如果 ,即 是实数,则 ,此时 、 在复平面上所对应的点是位于实轴上的同一点.
知识点7 复数的模
定义
复数 、 在复平面上所对应的点 到原点的距离 ,叫做复数 的模,记作 |z| .
(1)计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,再利用复数模的公式进行计算.
(2)两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小,
(3)复数的模的几何意义是实数的绝对值概念的扩充,因此有,并且绝对值具有的某些性质可以推广到复数的模
记法
由模的定义可知:
是一个实数,它的模就等于的绝对值)
复数模的几何意义
复数对应复平面上的点到原点的距离
两复数差的模的几何意义
两复数 、 差的模是这两个复数在复平面上对应点 、 之间的距离.
复平面上两点距离公式
设 是复平面上的两个点,其对应的复数为 ,则由平面上两点间距离公式可知 .
知识点8 复数的模的性质
复数的模有如下性质:对 ,在关于除法的性质中需假设 。
(1)
;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5)(复数的三角不等式);
(6)( 为正整数).
(1)一个重要的复数等式:
(2)一个重要的复数不等式:
知识点9 实数的平方根
已知 ,则在复数集 内:
当 时,实数 的实平方根为 ;
当 时,实数 的两个平方根为 ,它们是两个共轭的纯虚数
复数的平方根与立方根
1.满足条件 的 叫做 的平方根.
2.满足条件 的 叫借 的立方根.
若记 ,则(1) ;(2) .
知识点10 实系数一元二次方程
实系数一元二次方程 、、 中的 为根的判别式,那么
(1) 方程有两个不相等的实根 ;
(2) 方程有两个相等的实根 ;
(3) 方程有一对共轭虚根 .
在(3)的情况下,方程的根与系数关系(韦达定理):
1.在复数集 中,实系数一元二次方程的求根公式和韦达定理仍适用,但根的判别式仅在实数集上有效。
2.虚系数一元二次方程 、、 至少有一个为虚数):
(1)利用判别式判断实根情况失效;
(2)虚根成对定理失效.不过韦达定理仍适用.
知识点11 实系数方程虚根成对定理
实系数一元二次方程的虚根成对出现,即若 是方程的一个根,则 也是方程的一个根.
知识点12 复数的辐角
设复数 对应复平面上的点 ,则以原点为顶点、 轴的正半轴为始边、射线O Z为终边的角 称为复数 的辐角,记作 .在复数 的所有辐角中,显然,任何一个非零复数 的辐角都有无穷多个,而且任意两个辐角之间都相差 的整数倍.
规定:复数 0 的辐角的大小是任意的值.
(1)在复数的三角形式中,辐角 的值可以用弧度表示,也可以用角度表示,可以是辐角主值,也可以是䇎角主值加 或 .
(2)为了筒便起见,复数的代数形式化为三角形式时,一般将 写成辐角主值.
知识点13 复数的三角形式
如果非零复数、在复平面内的对应点为 ,且 为向量 的模, 是以 轴正半轴为始边、射线O Z为终边的一个角,则 ,所以 ,如图所示,从而 .
上式的右边 称为非零复数的三角形式.对应地, 称为复数的代数形式.
知识点14 复数乘法运算的三角表示及其几何意义
复数乘法运算的三角表示
已知 ,则 .
这就是说,两个复数相乘,其积的模等于模的积,积的辐角等于辐角的和.
复数三角形式的乘法公式的推广
复数乘法运算的几何意义
两个复数 、 相乘时,如图,先分别画出与 、 对应的向量 、 ,然后把向量 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s倍,得到向量表示的复数就是积
知识点15 复数除法运算的三角表示及其几何意义
复数除法运算的三角表示
已知
则
这就是说,两个复数相除(除数不为零),其商的模等于模的商商的辐角等于辐角的差.
复数除法运算的几何意义
两个复数 、 相除时,如图,先分别画出与 、 对应的向量 、 ,然后把向量 绕点 按顺时针方向旋转 (如果 ,就要把 绕 点按逆时针方向旋转角 ),再把它的模变为原来的 倍,得到向量 表示的复数就是商
知识点16 三角形式下复数的乘方与开方公式
设 ,则对任何正整数 ,有 ; 的 次方根为 .
(1)三角形式下复数的乘方与开方公式学习的必要性:
计算 ,当正整数 较大时就不方便;而用三角形式就十分筒捷.同理复数的开方亦然.
(2)复数开方的几何意义是 的 次方根所对应的复数均匀地分布在圆 上.
题型一、复数代数形式的乘法运算
例1(24-25高一下·上海·期中)已知,则复数为 .
【答案】/
【分析】利用复数代数形式的乘法运算及共轭复数的意义求解.
【详解】依题意,,所以.
故答案为:
1-1.(23-24高一下·上海·期末)若复数满足(为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
1-2.(2023高一下·上海·专题练习)方程有一个根为,则实数的值为( )
A.5 B.3 C.4 D.2
1-3.(23-24高一下·上海·阶段练习)设复数满足(为虚数单位),则 .
题型二、复数范围内方程的根
例2(24-25高一下·上海宝山·阶段练习)在复数范围内,的所有平方根为 .
【答案】
【分析】设,求出,根据复数相等的条件得出方程组,求解即可得出答案.
【详解】设,则.
由可得,.
由可得,或.
当时,有,解得,;
当时,有,显然不成立.
综上所述,.
故答案为:.
2-1.(24-25高一下·上海宝山·期中)已知关于 的方程
(1)若上述方程有虚数根,求实数 的取值范围
(2)若上述方程的两根为 ,且 ,求实数 的值
2-2.(24-25高一下·上海·期中)若都是实数,关于的方程有一个根,则 .
2-3.(23-24高一下·上海黄浦·期末)已知(i是虚数单位)是实系数一元二次方程的一个根,那么p,q的值分别是( ).
A. B.
C. D.
题型三、复数的除法运算
例3(23-24高一下·上海·期中)已知复数(i为虚数单位),则满足的复数w为 .
【答案】1
【分析】根据复数的除法运算即可求解.
【详解】由于,则得,
故答案为:1
3-1.(23-24高一下·上海·期中)设复数,则复数的虚部为 .
3-2.(24-25高一下·上海浦东新·阶段练习)复数 .
3-3.(23-24高一下·上海宝山·阶段练习)已知,则 .
题型四、求复数的实部与虚部
例4(24-25高一下·上海宝山·期中)已知复数是纯虚数,则复数的虚部为
【答案】10
【分析】利用复数的乘法运算,结合纯虚数的定义求解.
【详解】依题意,,由是纯虚数,得,
解得,因此,
所以复数的虚部为10.
故答案为:10
4-1.(24-25高一下·上海杨浦·期中)设是虚数单位,若复数满足,则 .
4-2.(24-25高一下·上海·阶段练习)若复数(i表示虚数单位),则 .
4-3.(24-25高一下·上海·期中)已知复数,则的虚部是 .
题型五、共轭复数的概念及计算
例5(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:.
5-1.(23-24高一下·上海·期末),若,,则 .
5-2.(24-25高一下·上海·期中)已知i为虚数单位,复数满足,则 .
5-3.(24-25高一下·上海·期中)已知复数是虚数单位).
(1)若复数在复平面上对应点落在第一象限,求实数的取值范围;
(2)设,分别记复数在复平面上对应的点为,求与的夹角.
题型六、复数的相等
例6(24-25高一下·上海宝山·阶段练习)如果两个复数的实部互为相反数,虚部相等,那么这两个复数互为“共胚复数”.已知与互为“共胚复数”.其中为虚数单位,则的值为( )
A.-2 B.-1 C.0 D.3
【答案】B
【分析】利用复数的除法,结合给定的定义列式求解.
【详解】,依题意,,解得,
所以.
故选:B
6-1.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数单位,是实系数一元二次方程的两个虚根.
(1)设满足方程,求;
(2)设,复数所对的向量分别是与,若向量与的夹角为钝角,求实数的取值范围.
6-2.(22-23高一下·上海浦东新·期末)i的所有的三次方根为 .
6-3.(23-24高一下·上海宝山·期末)在复数范围内,的所有平方根为 .
题型七、复数的坐标表示
例7(24-25高一下·上海·期中)在复平面上,轴与轴的交点为点,设复数和复数在复平面对应点和,则三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,求出点的坐标,再判断三角形形状并求出面积.
【详解】依题意,,,而,
则,是等腰直角三角形,面积为.
故选:C
7-1.(23-24高一下·上海·期末)在复平面上,复数,对应的点分别为A、B,O为坐标原点,则 .
7-2.(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.
7-3.(23-24高一下·上海·阶段练习)若复数在复平面内对应的点为,则满足的复数为
题型八、判断复数对应的点所在的象限
例8(23-24高一下·上海·期中)复数在复平面内对应的点位于第 象限
【答案】四
【分析】利用复数的运算,得到的形式,再由复数的几何意义得到对应复平面内的点,从而判断出所在象限.
【详解】由题得,
则在复平面内对应的点的坐标为,所以在复平面内对应的点位于第四象限.
故答案为:四.
8-1.(23-24高一下·上海·阶段练习)复数在复平面内对应的点位于第 象限.
8-2.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,若复数为纯虚数,则复数在复平面上所对应的点在( ).
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
8-3.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数单位,若复数满足:,则复数在复平面内所对应的点在第 象限.
题型九、求复数的模
例9(24-25高一下·上海闵行·阶段练习)若,那么 .
【答案】5
【分析】由模的计算公式即可求解.
【详解】由题意.
故答案为:5.
9-1.(24-25高一下·上海宝山·期末)已知复数(是虚数单位),则的值为 .
9-2.(24-25高一下·上海·期中)已知复数是实系数一元二次方程的一个根.
(1)求和的值;
(2)若,,为纯虚数,求的值.
9-3.(24-25高一下·上海宝山·期中)已知复数 满足 ,则 .
题型十、由复数模求参数
例10(24-25高一下·上海宝山·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若(是虚数单位)是此方程的一个根.求、的值;
(2)若是此方程的两个虚根,且满足,,求、的值.
【答案】(1);
(2),.
【分析】(1)利用方程根的定义列式,再利用复数为0求得答案.
(2)求出方程的两个高根,再利用复数模的意义求解.
【详解】(1)由是的一个根,得,
整理得,而,则,
所以.
(2)依题意,设,
由,得,即,
又,所以,则,
代入,得,
根据韦达定理,,
当时,;当时,,都满足,
所以.
10-1.(23-24高一下·上海宝山·阶段练习)已知为复数,满足,则的值是
10-2.(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.
10-3.(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.
题型十一、与复数模相关的轨迹(图形)问题
例11(24-25高一下·上海·阶段练习)已知i为虚数单位,若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,求出复数z在复平面内对应点的轨迹,再利用几何意义求出范围.
【详解】由,得复数z在复平面内对应点Z的轨迹是以点为圆心,1为半径的圆,
是点Z到定点的距离,
而,所以圆C外,
,
所以的取值范围为,
故答案为:.
11-1.(24-25高一下·上海·期中)设且,满足,则的取值范围为 .
11-2.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,则的取值范围是 .
11-3.(23-24高一下·上海·期末)若复数满足,则复数在复平面上对应的点的轨迹图形是( ).
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线的一支
题型十二、复数的三角表示
例12(2024高一下·上海·专题练习)已知,且,若.
(1)求复数的三角形式,并且复数的辐角主值;
(2)求.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)直接利用三角变换可得复数的三角形式及辐角主值.
(2)设,结合求得,再由复数代数形式的乘除运算化简,然后利用复数模的计算公式求解.
【详解】(1),
则;
(2)设,而,则,
又,于是,
则,解得,,即,
因此,所以.
12-1.(2023高一下·上海·专题练习)的三角形式是( )
A. B.
C. D.
12-2.(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
12-3.(24-25高一下·上海浦东新·阶段练习)已知复数满足,且存在非零实数,使得
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围:
(3)设,且 ,求的取值范围.
1.(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.
2.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,是关于的方程的两根,且满足.
(1)若,求与的值;
(2)若,求的值.
3.(22-23高一下·上海宝山·期末)欧拉公式(为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉提出的,它将指数函数的定义域扩大到复数集,则复数的虚部为 .
4.(24-25高一下·上海浦东新·阶段练习)复数的虚部是 .
5.(24-25高一下·上海松江·阶段练习)已知,则的共轭复数是 .
6.(23-24高一下·上海宝山·阶段练习)已知复数,,若,求实数的取值范围 .
7.(23-24高一下·上海·期末)复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是( )
A.正数 B.负数
C.实部不为零的虚数 D.纯虚数
8.(24-25高一下·上海·期中)复数,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
9.(24-25高一下·上海普陀·期中)已知为复数,和均为实数,其中是虚数单位.
(1)求复数;
(2)若复数对应的点在第四象限,求实数的取值范围.
10.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知关于的实系数一元二次方程的两个虚根为,若,则实数的值为 .
11.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高一下·上海闵行·期末)将复数化为三角形式: .
1.(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
2.(24-25高一下·上海嘉定·期末)已知个两两互不相等的复数、、、、、满足,若(其中、;、、、),则正整数的最大值为 .
3.(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.
4.(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.
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