内容正文:
第10讲 复数的概念(3大知识点+6大典例+变式训练+过关检测)
典型例题一 复数的基本概念
典型例题二 求复数的实部与虚部
典型例题三 根据相等条件求参数
典型例题四 复数的相等
典型例题五 复数的分类及辨析
典型例题六 已知复数的类型求参数
知识点一:复数的有关概念
1、定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,实部是,虚部是.
2、虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1,我们把i叫作虚数单位.
3、表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
4、复数集:①定义:全体复数所成的集合.②表示:通常用大写字母C表示.
【注意】复数概念说明:
(1)复数集是最大的数集,任何一个数都可以写成a+bi(a,b∈R)的形式,其中0=0+0i.
(2)复数的实部是a,虚部是实数b而非bi.
(3)复数z=a+bi只有在a,b∈R时才是复数的代数形式,否则不是代数形式.
【即时训练】
1.(24-25高一下·山西阳泉·期末)若复数是纯虚数,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.0或2
【答案】B
【分析】根据复数的概念列方程求解即可得实数的值.
【详解】因为复数是纯虚数,所以,解得.
故选:B.
2.(24-25高一·全国·课后作业)给出下列命题:①任意两个复数都不能比较大小;②若,则当且仅当且时,;③若,,且,则;④若,则.其中, 是假命题.(填序号)
【答案】①③④
【分析】采用列举法可直接选出假命题
【详解】对①,当两复数均为实数时,可比较大小,故①错;②显然正确;对③,若,则满足,但,故C错;对④,若,则,但,故④错.
故答案为:①③④
知识点二:复数的分类
对于复数a+bi,
(1)当且仅当b=0时,它是实数;
(2)当且仅当a=b=0时,它是实数0;
(3)当b≠0时,叫做虚数;
(4)当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:.
【注意】复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系
【即时训练】
1.(2025·江苏镇江·模拟预测)已知为虚数单位,若,则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知等式求出复数,再根据复数的定义确定其虚部.
【详解】已知,等式两边同时除以可得,
为了将分母实数化,给分子分母同时乘以的共轭,则,
因为,所以,
那么,移项可得,
所以复数的虚部是.
故选:D.
2.(2025高三·全国·专题练习)复数的虚部为 .
【答案】
【分析】根据复数的概念求解即可.
【详解】复数,根据复数的概念其虚部为,
故答案为:.
知识点三:复数相等
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),
我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
【即时训练】
1.(2025·河北邢台·三模)若,则( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】C
【分析】根据复数相等的概念可得.
【详解】由题意得,,解得,所以.
故选:C
2.(24-25高一下·天津滨海新·期中)已知,其中,则 .
【答案】
【分析】根据复数相等,列出方程组计算即可.
【详解】因为,
所以,解得,
所以.
故答案为:
【典型例题一 复数的基本概念】
1.(2024高二下·湖北·学业考试)欧拉恒等式(其中为虚数单位,为欧拉常数)被誉为数学中最奇妙的公式之一,它是欧拉公式的特例,即当时,,得.根据欧拉公式,表示的复数是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】复数,进而得出所求复数.
【详解】由题意,复数.
故选:A
2.(24-25高一下·浙江湖州·月考)实数取什么值时,复数是下列数?
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
【答案】(1)或;
(2)且;
(3).
【分析】根据复数的概念分别列等式求解即可.
【详解】(1)当复数是实数时,,解得或;
(2)当复数是虚数时,,解得且;
(3)当复数是纯虚数时,则,解得.
1.(2024高一·全国·专题练习)下列命题正确的个数是( )
①;②若,且,则;③若,则;④两个虚数不能比较大小.
A.1 B.2
C.0 D.3
【答案】B
【分析】根据虚数单位的性质判断①,根据虚数不能比较大小判断②④,举反例判断③.
【详解】对于①,因为,所以,故①正确;
对于②,两个虚数不能比较大小,故②错误;
对于③,当,时,成立,故③错误;④正确.
故选:B
2.(24-25高二下·上海青浦·期末)下列命题中,正确的命题是( )
A.若,则
B.若,则不成立
C.,则或
D.,则且
【答案】C
【分析】A.根据复数虚部相同,实部不同时,举例可判断结论是否正确;
B.根据实数的共轭复数还是其本身判断是否成立;
C.根据复数乘法的运算法则可知是否正确;
D.考虑特殊情况:,由此判断是否正确.
【详解】A.当时,,此时无法比较大小,故错误;
B.当时,,所以,所以此时成立,故错误;
C.根据复数乘法的运算法则可知:或,故正确;
D.当时,,此时且,故错误.
故选:C.
【点睛】本题考查复数的概念以及复数的运算性质的综合,难度一般.(1)注意实数集是复数集的子集,因此实数是复数;(2)若,则有.
3.(24-25高一上·上海·课堂例题)下列命题正确的是 .(填序号)
①若,则是纯虚数;
②若、,且,则;
③若是纯虚数,则实数;
④实数集是复数集的真子集.
【答案】④
【分析】由复数的基本概念求解即可.
【详解】解:对于①,当时,则为实数,不是纯虚数,则①错误;
对于②,由于复数不能比较大小,故②错误;
对于③,则,解得,故④错误;
对于④,显然正确,
故答案为:④
4.(24-25高一下·全国·课后作业)把下列复数表示为代数形式.
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】
利用特殊角三角函数值即可将题给复数表示为代数形式.
【详解】(1)
.
(2)
.
(3)
.
【典型例题二 求复数的实部与虚部】
1.(25-26高二上·江苏扬州·月考)已知复数的实部与复数的虚部相等,则实数等于( )
A. B.3 C. D.1
【答案】D
【分析】直接根据复数的概念可得.
【详解】由复数的实部与复数的虚部相等,且为实数,所以.
故选:D.
2.(24-25高二下·河南商丘·期中)已知复数,,,为虚数单位.
(1)若是纯虚数,求实数m的值;
(2)若,求实数m的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分别化简,然后计算,根据纯虚数的概念即可求解.
(2)因为虚数无法比较大小,所以,由题意可知,为实数,令的实部大于0,虚部为0,即可求解.
【详解】(1)化简,,
,
因为为纯虚数,
则,解得
(2)因为,
则,解得.
1.(2025·福建福州·模拟预测)欧拉公式由瑞士数学家欧拉发现,其将自然对数的底数,虚数单位与三角函数,联系在一起,被誉为“数学的天桥”,若复数,则z的虚部为( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【分析】由欧拉公式化简复数z,再由复数的定义即可得出答案.
【详解】因为,
因为,所以z的虚部为.
故选:D.
2.(2025·湖北·一模)已知复数的实部与虚部和为,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【详解】∵,∴解得,
故选D.
3.(2024·江苏·高考真题)若复数满足,其中i是虚数单位,则的实部为 .
【答案】2
【详解】分析:先根据复数的除法运算进行化简,再根据复数实部概念求结果.
详解:因为,则,则的实部为.
点睛:本题重点考查复数相关基本概念,如复数的实部为、虚部为、模为、对应点为、共轭复数为.
4.(24-25高一下·全国·课堂例题)分别写出下列各复数的实部与虚部.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8);
(9);
(10);
(11);
(12).
【答案】(1)实部为,虚部为
(2)实部为,虚部为
(3)实部为,虚部为
(4)实部为,虚部为
(5)实部为,虚部为
(6)实部为,虚部为
(7)实部为,虚部为
(8)实部为,虚部为
(9)实部为,虚部为
(10)实部为,虚部为
(11)实部为,虚部为
(12)实部为,虚部为
【分析】根据复数的实部和虚部的概念进行求解.
【详解】(1)的实部为,虚部为
(2)的实部为,虚部为
(3)的实部为,虚部为
(4)实部为,虚部为
(5)的实部为,虚部为
(6)的实部为,虚部为
(7)的实部为,虚部为
(8)的实部为,虚部为
(9)的实部为,虚部为
(10)的实部为,虚部为
(11)的实部为,虚部为
(12)的实部为,虚部为
【典型例题三 根据相等条件求参数】
1.(2024·全国·模拟预测)已知,其中,i为虚数单位,则以为根的一个一元二次方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据复数相等求解出,然后再判断出能满足条件的方程即可.
【详解】因为,所以,
所以,所以,
因此所选方程的两根为,仅有符合要求,
故选:A.
2.(24-25高一·上海·课堂例题)已知,其中、.求x、y的值.
【答案】或或或
【分析】利用复数的相等列出方程组,求解即可.
【详解】解:,
且,
解得:或且或,
或或或.
1.(2025高一·全国·专题练习)下列命题:①若,则;②;③若,且,则.其中正确命题的个数为( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【分析】通过反例可知①②错误;由且可构造方程组求得,知③正确.
【详解】对于①,若,,则,①错误;
对于②,若,,则,②错误;
对于③,由,得:,解得:,③正确.
故选:B.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)设i为虚数单位,若,a,,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据复数相等的充要条件,得出的关系式,求解即可得出结论.
【详解】由,a,,得,,
则.
故选:B.
【点睛】本题考查复数相等的定义,属于基础题.
3.(24-25高一下·全国·课后作业)方程的实数解 .
【答案】
【分析】由复数相等条件可构造方程组求得结果.
【详解】由得:,解得:.
故答案为:.
4.(24-25高一上·上海·课后作业)已知复数(且),是实数,且,求z的实部的取值范围.
【答案】.
【分析】利用已知复数的类型建立方程,结合给定条件求解参数范围即可.
【详解】因为为实数,所以,
所以,,所以,
因为,所以.
因为,所以点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
所以,可解得.
即z的实部的取值范围为.
【典型例题四 复数的相等】
1.(24-25高一下·江苏南通·月考)若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】根据两个复数相等的充要条件,得到、的值,从而求出.
【详解】由,所以,,则.
故选:A
2.(24-25高一上·上海·课堂例题)求实数m为何值时,方程至少有一个实根.
【答案】
【分析】设是方程的一个实根,根据复数相等结论化简方程,可求.
【详解】设,为原方程的根,
则原方程化为,则,
解得或
故当时,方程至少有一个实根.
1.(2025·河南新乡·模拟预测)已知,是虚数单位,方程有解,则正实数( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】C
【分析】根据复数相等列式计算求解,再代入计算求解判断.
【详解】由复数相等的充要条件得,
解得或,
当时,解得,
当时,解得舍;
故选:C.
2.(24-25高三上·北京西城·期末)设为虚数单位,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数相等求解即可.
【详解】
又,根据复数的相等,
故则
故选:B.
3.(24-25高一下·上海·期末)已知复数,若,则实数的取值范围为 .
【答案】;
【分析】利用复数相等的概念结合二次函数和三角函数的有界性求解即可.
【详解】因为
所以
所以
所以
又因为
所以
即
令
则
由二次函数的性质知:
该函数对称轴为:
所以当时,该函数取最大值为6,
当时,该函数取最小值
故答案为:.
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知,求实数的值.
【答案】
【分析】利用复数相等的性质建立方程,求解参数即可.
【详解】由,
得,
所以解得
【典型例题五 复数的分类及辨析】
1.(24-25高一下·全国·课堂例题)在,,,,,这几个数中,纯虚数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据纯虚数的概念,即可得答案.
【详解】,是纯虚数,,,是实数,是虚数.
故选:C
2.(24-25高一上·上海·课堂例题)求实数m的值或取值范围,使得复数分别是:
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数;
(4)0.
【答案】(1)或
(2)且
(3)
(4)
【分析】根据复数的类型列式求参.
【详解】(1)当,即或时,复数z是实数.
(2)当,解得且时,复数z是虚数.
(3)当且,即时,复数z是纯虚数
(4)当且,即时,复数z是0.
1.(24-25高三上·吉林长春·期中)若是纯虚数,则实数的值为( ).
A. B.0 C.1 D.
【答案】C
【解析】对复数进行化简根据实部为零,虚部不为零建立等量关系和不等关系即可得解.
【详解】由题是纯虚数,
为纯虚数,
所以m=1.
故选:C
【点睛】此题考查复数的运算和概念辨析,关键在于熟练掌握复数的运算法则.
2.(2025·上海黄浦·三模)已知,是虚数单位,是的共轭复数,则下列说法与“为纯虚数”不等价的是
A. B.或,且
C.且 D.
【答案】D
【分析】根据复数的基本概念逐一判断.
【详解】A.若z为纯虚数,则(且),那么,故有若,则z为纯虚数,因此与“为纯虚数”等价;B.令,则,由或,得,,又,故,B正确;C. 且与“为纯虚数”等价;D.若,有,与“为纯虚数”不等价,故选D.
【点睛】本题考查复数基本概念的辨析,属于基础题.
3.(24-25高二·全国·单元测试)给出下列命题:①若,且,则是纯虚数;②,为复数,,则;③若,则z一定是纯虚数;④虚数的平方根仍是虚数,其中正确的是 .(填序号)
【答案】③④/④③
【分析】根据纯虚数的定义和性质,结合特例法和反证法逐一判断即可.
【详解】①:当时,,显然不是纯虚数,本命题不正确;
②:当,时,显然,但是不成立,本命题不正确;
③:设,由且,
当时,有,所以,
当时,有,显然不可能成立,因此z一定是纯虚数,所以本命题正确;
④:设,设,如果,
则有且,这与相矛盾,所以假设不成立,故不是实数,是虚数,因此本命题正确,
故答案为:③④
4.(2025高二下·全国·专题练习)写出下列复数的实部与虚部,并指出哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数.
,,,,,.
【答案】见解析
【分析】形如的数叫复数,其中分别是它的实部和虚部,据此可得到各个复数的实部和虚部;,若,则为实数,若,则是虚数,若,则为纯虚数.
【详解】,,0,,,的实部分别是,,,,,;
,,0,,,的虚部分别是,,,,,.
其中,,是实数;
,,,是虚数;
是纯虚数.
【点睛】该题主要考查的是复数的基本概念,解答该题的关键是熟悉复数的概念.
【典型例题六 已知复数的类型求参数】
1.(2025·河北·模拟预测)已知复数 为纯虚数,则实数( )
A. B.1 C.3 D.或1
【答案】B
【分析】利用纯虚数的概念可得所满足的条件,计算求解即可.
【详解】因为复数是纯虚数,
所以,解得.
故选:B.
2.(25-26高三上·甘肃甘南·月考)已知复数(),试求实数m分别取什么值时,z分别为:
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
【答案】(1);
(2);
(3)不存在
【分析】(1)根据z为实数,得到,求出;
(2)根据z为虚数,有且有意义,求出答案;
(3)根据z为纯虚数,有,得到答案.
【详解】(1)z为实数时,有,
由得或6,由得,
综上,当时,z为实数;
(2)z为虚数时,则有且有意义,解得且且,
所以当时,z为虚数;
(3)z为纯虚数时,则有,
由得且,由得,
故不存在实数m使z为纯虚数.
1.(2024·湖南·一模)如果复数是纯虚数,是虚数单位,则( )
A.且 B.
C. D.或
【答案】C
【分析】根据题意复数为纯虚数,即得,从而求解.
【详解】由复数是纯虚数,
得
解得:.
故选:C.
2.(24-25高一下·湖南长沙·月考)复数,(,)为实数的充要条件是( )
A. B.且
C.且 D.且
【答案】A
【分析】考查复数相关概念问题,根据实数和虚数概念求解即可.
【详解】若复数,(,)为实数,
则有, ,
故选:A.
3.(24-25高一下·全国·课后作业)设复数,,如果是纯虚数,则的值是 ;的虚部为 .
【答案】
【分析】由纯虚数的定义结合对数的运算求解即可.
【详解】因为是纯虚数,所以,解得.
则,则的虚部为.
故答案为:;.
4.(24-25高一下·云南昭通·月考)已知复数.
(1)当为实数时,求的值;
(2)当为纯虚数时,求的值.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据题意得到实部有意义、虚部为0即可;
(2)要求实部为0且虚部不为0即可,得到方程组,可得答案.
【详解】(1)为实数,
,
解得或,
当为实数时,或;
(2)为纯虚数,
,
解得,
当为纯虚数时,.
1.(2024高二下·湖南娄底·学业考试)已知复数,则的虚部为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据复数虚部的定义进行求解即可.
【详解】因为复数,所以的虚部为.
故选:D.
2.(2025·陕西·一模)若,其中为虚数单位,则的值为
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
【答案】A
【详解】 ,由题,则
故选A.
3.(2025高二·全国·课后作业)下列命题中,正确命题的个数是
①若,,则的充要条件是;
②若,且,则;
③若,则.
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】对①,由于x,y∈C,所以x,y不一定是x+yi的实部和虚部,故①是假命题;
对②,由于两个虚数不能比较大小,故②是假命题;
③是假命题,如12+i2=0,但1≠0,i≠0.
考点:复数的有关概念.
4.(24-25高二下·山西朔州·月考)已知下列命题:
①复数不是实数;②若是纯虚数,则实数;③若复数,则当且仅当时,为虚数.其中正确的命题有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】A
【分析】对于①③,举例判断,对于②根据纯虚数的定义分析判断即可.
【详解】①,时,复数是实数,所以①错误,
②若是纯虚数,则,解得,所以②错误,
③若复数,没有给出为实数,若,则为虚数,所以③错误,
所以正确的命题有0个,
故选:A.
5.(2025高三上·河南洛阳·专题练习)若复数为纯虚数,则( )
A.2 B.1 C.0 D.1或2
【答案】B
【分析】由纯虚数的概念即可求解.
【详解】由题意可得:,
解得:
故选:B
6.(24-25高一下·陕西西安·月考)对于复数,下列结论错误的是( )
A.若,则为纯虚数
B.若,则
C.若,则为实数
D.
【答案】AB
【分析】根据复数的概念判断AC,根据复数相等判断B,根据虚数单位的定义判断D.
【详解】对于A:当,,当时为实数,A错误;
对于B:若,则,B错误;
对于C:若,则为实数,C正确;
对于D:,D正确.
故选:AB.
7.(24-25高一下·宁夏吴忠·期中)下列命题为真命题的是( )
A.复数的虚部为;
B.若为虚数单位,则;
C.在复数集中,方程有两个解,依次为;
D.已知是虚数单位,若,则实数;
【答案】BCD
【分析】根据复数虚部的定义可判断A;根据虚数单位的性质可判断B;根据复数方程的根可判断C;根据复数的乘法和复数相等的条件求出的值可判断D.
【详解】对于A,复数的虚部为,故A错误;
对于B,若为虚数单位,则,故B正确;
对于C,,
所以在复数集中,方程有两个解,依次为,
故C正确;
对于D,已知是虚数单位,若,则,
有,解得,故D正确.
故选:BCD.
8.(24-25高一下·江苏扬州·期中)下列命题中,错误的是( )
A.若,,且,则
B.若(),则
C.若(),则当且仅当且时,
D.若,,且,则
【答案】ABD
【分析】根据复数的定义,结合举例,判断选项.
【详解】A.设,,满足,但不能比较大小,故错误;
B.因为,所以不能判断,比如:,,故错误;
C. 当且仅当且时,,故正确;
D.当,,满足,故错误.
故选:ABD
9.(24-25高一下·全国·课堂例题)(多选)对于复数,下列说法正确的是( )
A.若,则为纯虚数
B.若,则,
C.若,则为实数
D.i的平方等于-1
【答案】BCD
【分析】举反例说明A错误;根据复数相等求出,判断B;根据复数的分类判断C;根据虚数单位的性质判断D.
【详解】对于A,当时,若,为实数,A错误;
对于B,若,则,,正确;
对于C,,则为实数,正确;
对于,的平方为-1,正确,
故选:BCD
10.(24-25高一·全国·单元测试)下列说法中正确的有( )
A.若,则是纯虚数
B.若是纯虚数,则实数
C.若,则为实数
D.若,且,则
【答案】CD
【分析】根据复数的基本概念与分类,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,当,可得的不是纯虚数,故A错误;
对于B中,当,可得,此时不是纯虚数,所以B错误;
对于C中,当时,可得,所以为实数,所以C正确;
对于D中,由,且,所以,所以D正确.
故选:CD
11.(24-25高三上·重庆沙坪坝·期中)i表示虚数单位,则 .
【答案】1
【分析】根据虚数单位的运算性质求解出原式的结果.
【详解】解:因为,
所以且,
所以,
故答案为:.
【点睛】结论点睛:虚数单位的常见运算性质:
(1);
(2).
12.(24-25高一下·广西柳州·月考)已知关于的方程有实根,则实数 .
【答案】
【分析】设是原方程的实根,代入方程后由复数相等的概念求解.
【详解】设为方程有实根,
则,即,
所以,解得,
故答案为:.
13.(24-25高一下·江苏南通·期中)若复数与都是纯虚数,则复数 .
【答案】
【分析】首先设出复数的一般形式,再根据纯虚数的定义得到实部和虚部的方程,进而求解.
【详解】复数为纯虚数,设,则,
又都是纯虚数,,解得,
.
故答案为:.
14.(24-25高一下·云南怒江·期末)给出下列说法:(1)若,则;(2)若,则,;(3)若x为实数,且是纯虚数,则;(4)若,则有.其中正确的序号是 .
【答案】(4)
【分析】根据复数的概念逐项判断即可.
【详解】对于(1)和(2),在,的限制条件,结论才是正确的,故(1)和(2)都错误;
对于(3),当是纯虚数时,有所以,故(3)错误;
对于(4),由,可得即有,故(4)正确.
故答案为:(4).
15.(25-26高三上·天津河东·期中)已知为虚数单位,复数是纯虚数,则 .
【答案】2
【分析】根据题意,结合复数的定义,列出方程组,即可求解.
【详解】因为复数是纯虚数,
所以,解得.
故答案为:2.
16.(24-25高三·全国·课后作业)满足是实数,且的实部与虚部是相反数的虚数z是否存在?若存在,求出虚数z;若不存在,请说明理由.
【答案】存在,或
【解析】先设虚数z代数形式,再根据条件列方程组,解得结果.
【详解】解:设虚数(,且),
则
.
由已知得
∵,∴解得或
∴存在虚数或满足以上条件.
17.(2025高一·江苏·专题练习)若关于x的方程(1+i)x2﹣2(a+i)x+5﹣3i=0(a∈R)有实数解,求a的值(i为虚数单位).
【答案】﹣3或.
【分析】利用复数的运算法则、复数相等、方程的解法即可得出.
【详解】解:将原方程整理得:(x2﹣2ax+5)+(x2﹣2x﹣3)i=0
设方程的实数解为x0,代入上式得:(5)+(3)i=0,
由复数相等的充要条件,得:5=0,3=0,
联立解得x0=3,或x0=﹣1,
x0=3时,解得a;
x0=﹣1时,解得a=﹣3.
故答案为:-3或
18.(2024高二下·全国·专题练习)已知复数,.
(1)若复数为实数,求实数的值;
(2)若复数为虚数,求实数的取值范围;
(3)是否存在实数,使得复数为纯虚数?
【答案】(1);(2);(3)不存在实数使得复数为纯虚数.
【分析】根据为实数、虚数和纯虚数的条件,列方程,解方程求得的值.
【详解】由于,所以.
(1)当为实数时,,解得.(2)当为虚数时,结合可知,的取值范围是.(3)当为纯虚数时,,方程解得,解得且,两者没有公共元素,故不存在实数使得复数为纯虚数.
19.(2025高三·全国·专题练习)实数取何值时,复数是
(1)实数?
(2)虚数?
(3)纯虚数?
【答案】(1)
(2)且
(3)
【分析】(1)根据复数为实数的性质进行求解即可;
(2)根据虚数的定义进行求解即可;
(3)根据纯虚数的定义进行求解即可.
【详解】(1)的实部为,虚部为.
(1)复数是实数的充要条件是:,
所以当时复数为实数.
(2)复数是虚数的充要条件是:且,
所以当且时复数为虚数
(3)复数是纯虚数的充要条件是:,
所以当时复数为纯虚数.
20.(24-25高一下·天津滨海新·期中)取何实数时,复数.
(1)是实数?
(2)是虚数?
(3)是纯虚数?
【答案】(1)或
(2)且
(3)
【分析】(1)对于复数(),当时,为实数,构造方程计算;
(2)对于复数(),当时,为虚数,构造方程计算;
(3)对于复数(),当且时,为纯虚数,构造方程计算.
【详解】(1)当复数为实数时,其虚部等于零,即.
可得或,即或.
所以,当或时,复数为实数.
(2)当复数为虚数时,其虚部不等于零,即,得且,即且.
所以,当且时,复数为虚数.
(3)当复数为纯虚数时,其实部等于零且虚部不等于零,即.
解方程,可得或,即或.
结合,即,可得且.
综合以上两个条件,舍去,所以.
所以,当时,复数为纯虚数.
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第10讲 复数的概念(3大知识点+6大典例+变式训练+过关检测)
典型例题一 复数的基本概念
典型例题二 求复数的实部与虚部
典型例题三 根据相等条件求参数
典型例题四 复数的相等
典型例题五 复数的分类及辨析
典型例题六 已知复数的类型求参数
知识点一:复数的有关概念
1、定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,实部是,虚部是.
2、虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1,我们把i叫作虚数单位.
3、表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
4、复数集:①定义:全体复数所成的集合.②表示:通常用大写字母C表示.
【注意】复数概念说明:
(1)复数集是最大的数集,任何一个数都可以写成a+bi(a,b∈R)的形式,其中0=0+0i.
(2)复数的实部是a,虚部是实数b而非bi.
(3)复数z=a+bi只有在a,b∈R时才是复数的代数形式,否则不是代数形式.
【即时训练】
1.(24-25高一下·山西阳泉·期末)若复数是纯虚数,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.0或2
2.(24-25高一·全国·课后作业)给出下列命题:①任意两个复数都不能比较大小;②若,则当且仅当且时,;③若,,且,则;④若,则.其中, 是假命题.(填序号)
知识点二:复数的分类
对于复数a+bi,
(1)当且仅当b=0时,它是实数;
(2)当且仅当a=b=0时,它是实数0;
(3)当b≠0时,叫做虚数;
(4)当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:.
【注意】复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系
【即时训练】
1.(2025·江苏镇江·模拟预测)已知为虚数单位,若,则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
2.(2025高三·全国·专题练习)复数的虚部为 .
知识点三:复数相等
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),
我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
【即时训练】
1.(2025·河北邢台·三模)若,则( )
A.2 B.4 C. D.
2.(24-25高一下·天津滨海新·期中)已知,其中,则 .
【典型例题一 复数的基本概念】
1.(2024高二下·湖北·学业考试)欧拉恒等式(其中为虚数单位,为欧拉常数)被誉为数学中最奇妙的公式之一,它是欧拉公式的特例,即当时,,得.根据欧拉公式,表示的复数是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一下·浙江湖州·月考)实数取什么值时,复数是下列数?
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
1.(2024高一·全国·专题练习)下列命题正确的个数是( )
①;②若,且,则;③若,则;④两个虚数不能比较大小.
A.1 B.2
C.0 D.3
2.(24-25高二下·上海青浦·期末)下列命题中,正确的命题是( )
A.若,则
B.若,则不成立
C.,则或
D.,则且
3.(24-25高一上·上海·课堂例题)下列命题正确的是 .(填序号)
①若,则是纯虚数;
②若、,且,则;
③若是纯虚数,则实数;
④实数集是复数集的真子集.
4.(24-25高一下·全国·课后作业)把下列复数表示为代数形式.
(1);
(2);
(3).
【典型例题二 求复数的实部与虚部】
1.(25-26高二上·江苏扬州·月考)已知复数的实部与复数的虚部相等,则实数等于( )
A. B.3 C. D.1
2.(24-25高二下·河南商丘·期中)已知复数,,,为虚数单位.
(1)若是纯虚数,求实数m的值;
(2)若,求实数m的值.
1.(2025·福建福州·模拟预测)欧拉公式由瑞士数学家欧拉发现,其将自然对数的底数,虚数单位与三角函数,联系在一起,被誉为“数学的天桥”,若复数,则z的虚部为( )
A. B.1 C. D.
2.(2025·湖北·一模)已知复数的实部与虚部和为,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.
3.(2024·江苏·高考真题)若复数满足,其中i是虚数单位,则的实部为 .
4.(24-25高一下·全国·课堂例题)分别写出下列各复数的实部与虚部.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8);
(9);
(10);
(11);
(12).
【典型例题三 根据相等条件求参数】
1.(2024·全国·模拟预测)已知,其中,i为虚数单位,则以为根的一个一元二次方程是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一·上海·课堂例题)已知,其中、.求x、y的值.
1.(2025高一·全国·专题练习)下列命题:①若,则;②;③若,且,则.其中正确命题的个数为( )
A.个 B.个 C.个 D.个
2.(24-25高一下·全国·课后作业)设i为虚数单位,若,a,,则
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·全国·课后作业)方程的实数解 .
4.(24-25高一上·上海·课后作业)已知复数(且),是实数,且,求z的实部的取值范围.
【典型例题四 复数的相等】
1.(24-25高一下·江苏南通·月考)若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
2.(24-25高一上·上海·课堂例题)求实数m为何值时,方程至少有一个实根.
1.(2025·河南新乡·模拟预测)已知,是虚数单位,方程有解,则正实数( )
A.9 B.10 C.11 D.12
2.(24-25高三上·北京西城·期末)设为虚数单位,,且,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·上海·期末)已知复数,若,则实数的取值范围为 .
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知,求实数的值.
【典型例题五 复数的分类及辨析】
1.(24-25高一下·全国·课堂例题)在,,,,,这几个数中,纯虚数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(24-25高一上·上海·课堂例题)求实数m的值或取值范围,使得复数分别是:
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数;
(4)0.
1.(24-25高三上·吉林长春·期中)若是纯虚数,则实数的值为( ).
A. B.0 C.1 D.
2.(2025·上海黄浦·三模)已知,是虚数单位,是的共轭复数,则下列说法与“为纯虚数”不等价的是
A. B.或,且
C.且 D.
3.(24-25高二·全国·单元测试)给出下列命题:①若,且,则是纯虚数;②,为复数,,则;③若,则z一定是纯虚数;④虚数的平方根仍是虚数,其中正确的是 .(填序号)
4.(2025高二下·全国·专题练习)写出下列复数的实部与虚部,并指出哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数.
,,,,,.
【典型例题六 已知复数的类型求参数】
1.(2025·河北·模拟预测)已知复数 为纯虚数,则实数( )
A. B.1 C.3 D.或1
2.(25-26高三上·甘肃甘南·月考)已知复数(),试求实数m分别取什么值时,z分别为:
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
1.(2024·湖南·一模)如果复数是纯虚数,是虚数单位,则( )
A.且 B.
C. D.或
2.(24-25高一下·湖南长沙·月考)复数,(,)为实数的充要条件是( )
A. B.且
C.且 D.且
3.(24-25高一下·全国·课后作业)设复数,,如果是纯虚数,则的值是 ;的虚部为 .
4.(24-25高一下·云南昭通·月考)已知复数.
(1)当为实数时,求的值;
(2)当为纯虚数时,求的值.
1.(2024高二下·湖南娄底·学业考试)已知复数,则的虚部为( )
A.1 B. C. D.
2.(2025·陕西·一模)若,其中为虚数单位,则的值为
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
3.(2025高二·全国·课后作业)下列命题中,正确命题的个数是
①若,,则的充要条件是;
②若,且,则;
③若,则.
A. B.
C. D.
4.(24-25高二下·山西朔州·月考)已知下列命题:
①复数不是实数;②若是纯虚数,则实数;③若复数,则当且仅当时,为虚数.其中正确的命题有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
5.(2025高三上·河南洛阳·专题练习)若复数为纯虚数,则( )
A.2 B.1 C.0 D.1或2
6.(24-25高一下·陕西西安·月考)对于复数,下列结论错误的是( )
A.若,则为纯虚数
B.若,则
C.若,则为实数
D.
7.(24-25高一下·宁夏吴忠·期中)下列命题为真命题的是( )
A.复数的虚部为;
B.若为虚数单位,则;
C.在复数集中,方程有两个解,依次为;
D.已知是虚数单位,若,则实数;
8.(24-25高一下·江苏扬州·期中)下列命题中,错误的是( )
A.若,,且,则
B.若(),则
C.若(),则当且仅当且时,
D.若,,且,则
9.(24-25高一下·全国·课堂例题)(多选)对于复数,下列说法正确的是( )
A.若,则为纯虚数
B.若,则,
C.若,则为实数
D.i的平方等于-1
10.(24-25高一·全国·单元测试)下列说法中正确的有( )
A.若,则是纯虚数
B.若是纯虚数,则实数
C.若,则为实数
D.若,且,则
11.(24-25高三上·重庆沙坪坝·期中)i表示虚数单位,则 .
12.(24-25高一下·广西柳州·月考)已知关于的方程有实根,则实数 .
13.(24-25高一下·江苏南通·期中)若复数与都是纯虚数,则复数 .
14.(24-25高一下·云南怒江·期末)给出下列说法:(1)若,则;(2)若,则,;(3)若x为实数,且是纯虚数,则;(4)若,则有.其中正确的序号是 .
15.(25-26高三上·天津河东·期中)已知为虚数单位,复数是纯虚数,则 .
16.(24-25高三·全国·课后作业)满足是实数,且的实部与虚部是相反数的虚数z是否存在?若存在,求出虚数z;若不存在,请说明理由.
17.(2025高一·江苏·专题练习)若关于x的方程(1+i)x2﹣2(a+i)x+5﹣3i=0(a∈R)有实数解,求a的值(i为虚数单位).
18.(2024高二下·全国·专题练习)已知复数,.
(1)若复数为实数,求实数的值;
(2)若复数为虚数,求实数的取值范围;
(3)是否存在实数,使得复数为纯虚数?
19.(2025高三·全国·专题练习)实数取何值时,复数是
(1)实数?
(2)虚数?
(3)纯虚数?
20.(24-25高一下·天津滨海新·期中)取何实数时,复数.
(1)是实数?
(2)是虚数?
(3)是纯虚数?
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