内容正文:
第七章 复数单元测试卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共58分)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.若复数满足(是虚数单位),则( )
A. B.1 C. D.2
2.若复数满足,则( )
A.1 B.2 C.4 D.3
3.若,则的虚部为( )
A. B. C. D.
4.若复数的虚部为1,则在复平面对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
5.已知,则( )
A.2 B. C.1 D.
6.已知为虚数单位,复数满足,则下列说法正确的是( )
A.复数的模为5 B.复数的共轭复数为
C.复数的虚部为 D.复数在复平面内对应的点在第四象限
7.已知方程有两个虚根,且则实数的值为( )
A. B. C. D.2
8.若复数在复平面上所对应的向量分别是、,则与的大小关系是( )
A. B.
C. D.无法判定
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.若复数,则下列说法正确的是( )
A.的虚部为 B.的共轭复数为
C. D.
10.对任意的复数,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则复数在复平面内对应的点在第四象限
C.
D.若是纯虚数,则
11.若复数,则( )
A.
B.
C.在复平面内对应的点位于第四象限
D.复数满足,则的最大值为
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.设复数,则 .
13.已知复数且,若满足,则的取值范围为 .
14.欧拉公式(为自然对数的底数,为虚数单位)是瑞士著名数学家欧拉提出的.利用欧拉公式可知在复平面内对应的点位于第 象限.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(13分)
在复平面内,当实数m取什么值时,复数对应的点分别满足下列条件?
(1)在虚轴上;
(2)在第二象限;
(3)在直线上.
16.(15分)
已知复数,复数在复平面内对应的向量为.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若在复平面内对应的点在第四象限,求的取值范围.
17.(15分)
已知复数.
(1)求;
(2)求的最小值;
(3)若的实部大于,求的取值范围.
18.(17分)
已知复数是关于的方程的两个根,且.
(1)求和的值;
(2)记复数在复平面内对应的点分别为,已知为坐标原点,且,求复数.
19.(17分)
欧拉公式,e是自然对数的底,i是虚数单位.它的一个简单而重要的结论是:余弦函数和正弦函数可以用定义在复数集上的指数函数构造出来,即.欧拉公式将指数函数的定义域扩大到复数集,建立了三角函数和指数函数的关系,被誉为“数学中的天桥”.当时,得到等式,数学里最重要的五个常数被联系在一起,仿佛一句诗,道尽了数学之美.
(1)证明:若,则与互为共轭复数;
(2)已知,欧拉公式在复数集内可推广为,需要指出的是,和是复数,它们不是的实部和虚部,且.容易证明,两角和的余弦公式在复数范围内仍然成立,即.定义函数,.证明:;
(3)若,令,证明:.
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第七章 复数单元测试卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共58分)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.若复数满足(是虚数单位),则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】由题意可知,
∴.
故选:B
2.若复数满足,则( )
A.1 B.2 C.4 D.3
【答案】C
【解析】根据题意,,
则.
故选:C
3.若,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以,即,故,
所以复数的虚部为.
故选:B.
4.若复数的虚部为1,则在复平面对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】的虚部为,
,解得,所以,
故在复平面对应的点的坐标为,
故选:A.
5.已知,则( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】A
【解析】方法一:由得,
所以.
方法二:由得,所以.
方法三:由得,
所以,即,所以.
故选:A.
6.已知为虚数单位,复数满足,则下列说法正确的是( )
A.复数的模为5 B.复数的共轭复数为
C.复数的虚部为 D.复数在复平面内对应的点在第四象限
【答案】D
【解析】A:因为,所以本选项说法不正确;
B:因为,所以本选项说法不正确;
C:因为复数的虚部为,所以本选项说法不正确;
D:因为复数在复平面内对应的点的坐标为,它位于第四象限,
所以本选项说法正确,
故选:D
7.已知方程有两个虚根,且则实数的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【解析】因为方程有两个虚根,所以,解不等式可得,
由求根公式可得方程的两个虚根为:,
设,,
则,
根据复数的模的计算公式可得,
已知,即,解得,满足.
故选:B.
8.若复数在复平面上所对应的向量分别是、,则与的大小关系是( )
A. B.
C. D.无法判定
【答案】C
【解析】,
则
,
则.
由基本不等式,.
当,且时,等号成立,则.
故选:C
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.若复数,则下列说法正确的是( )
A.的虚部为 B.的共轭复数为
C. D.
【答案】BCD
【解析】复数的虚部为,故A错误;
复数的共轭复数为,故B正确;
复数的模为,故C正确;
,故D正确;
故选:BCD.
10.对任意的复数,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则复数在复平面内对应的点在第四象限
C.
D.若是纯虚数,则
【答案】BD
【解析】对于A,,,故A错误,
对于B,,对应坐标为,在第四象限,故B正确,
对于C,设 ,则
,,
当时,,故C错误,
对于D,若是纯虚数,
则实数部分应该为0,即,解得
当时,复数为纯虚数,故D正确.
故选:BD.
11.若复数,则( )
A.
B.
C.在复平面内对应的点位于第四象限
D.复数满足,则的最大值为
【答案】BCD
【解析】,
,
,故A错误;
,故B正确;
在复平面内对应的点的坐标为,位于第四象限,故C正确;
复数满足,
复数在复平面内对应的点在以原点为圆心的单位圆上,
,故的最大值为,故D正确.
故选:BCD.
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.设复数,则 .
【答案】2
【解析】根据共轭复数的定义可知,.
所以.
故答案为:2.
13.已知复数且,若满足,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为,所以.
因为.
故答案为:
14.欧拉公式(为自然对数的底数,为虚数单位)是瑞士著名数学家欧拉提出的.利用欧拉公式可知在复平面内对应的点位于第 象限.
【答案】四
【解析】由题意得,
所以复数在复平面内对应的点为,位于第四象限.
故答案为:四.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(13分)
在复平面内,当实数m取什么值时,复数对应的点分别满足下列条件?
(1)在虚轴上;
(2)在第二象限;
(3)在直线上.
【解析】(1)复数的实部为,虚部为,
由题意得,解得或.
(2)由题意得
所以,即的取值范围为.
(3)由已知得,
故.
16.(15分)
已知复数,复数在复平面内对应的向量为.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若在复平面内对应的点在第四象限,求的取值范围.
【解析】(1)因为复数在复平面内对应的向量为,则,
又,则,
由题有,解得,所以的值为.
(2)因为,
由题有,解得,所以的取值范围为.
17.(15分)
已知复数.
(1)求;
(2)求的最小值;
(3)若的实部大于,求的取值范围.
【解析】(1)因为,所以,
解得,则,
故.
(2)因为,
所以,
由复数的模长公式得,
而,得到,即,
故当时,原式取得最小值.
(3)因为,
所以,
而的实部大于,则,解得,
故的取值范围为.
18.(17分)
已知复数是关于的方程的两个根,且.
(1)求和的值;
(2)记复数在复平面内对应的点分别为,已知为坐标原点,且,求复数.
【解析】(1)由复数是实系数方程的一个根,
可知也是方程的一个根,
由韦达定理,可得,
,
所以,.
(2)因为,所以,则,
则得,由(1)可得,,
所以.
19.(17分)
欧拉公式,e是自然对数的底,i是虚数单位.它的一个简单而重要的结论是:余弦函数和正弦函数可以用定义在复数集上的指数函数构造出来,即.欧拉公式将指数函数的定义域扩大到复数集,建立了三角函数和指数函数的关系,被誉为“数学中的天桥”.当时,得到等式,数学里最重要的五个常数被联系在一起,仿佛一句诗,道尽了数学之美.
(1)证明:若,则与互为共轭复数;
(2)已知,欧拉公式在复数集内可推广为,需要指出的是,和是复数,它们不是的实部和虚部,且.容易证明,两角和的余弦公式在复数范围内仍然成立,即.定义函数,.证明:;
(3)若,令,证明:.
【解析】(1)证明:,
的实部为,虚部为
又的实部为,虚部为
与实部相同,虚部相反,互为共轭复数.
(2)代入双曲函数定义,应用三角函数加法公式:
(3)代入已知复数表达式并分离实部与虚部:
由,
,
得,
由,整理得
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