内容正文:
课时分层评价40 复数的概念
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-9小题,每小题5分,共45分)
1.复数z=1-3i,其中i为虚数单位,则z的虚部为( )
A.-3 B.-3i
C. D.1
答案:A
解析:由于z=1-3i,故虚部为-3.故选A.
2.若实数m,n满足m-2i=1+ni,则m-n=( )
A.-3 B.3
C.-1 D.1
答案:B
解析:因为实数m,n满足m-2i=1+ni,所以则m-n=1-=3.故选B.
3.设a∈R,i为虚数单位,若复数z=a+1+i为纯虚数,则a的值为( )
A.0 B.-i
C.1 D.-1
答案:D
解析:因为z=a+1+i为纯虚数,所以解得a=-1.故选D.
4.(新定义)欧拉公式eiθ=cos θ+isin θ(e为自然对数的底数,i为虚数单位,θ∈R)是瑞士著名数学家欧拉提出的,是英国科学期刊《物理世界》评选出的十大最伟大的公式之一.根据欧拉公式可知,复数的虚部为( )
A.- B.
C.-i D.i
答案:B
解析:由欧拉公式得=cos +isin =+i,其虚部为.故选B.
5.若a,b∈R,i是虚数单位,a+2 026i=2-bi,则a2+bi等于( )
A.2 026+2i B.2 026+4i
C.2+2 026i D.4-2 026i
答案:D
解析:因为a+2 026i=2-bi,a,b∈R,所以a=2,-b=2 026,即a=2,b=-2 026,所以a2+bi=4-2 026i.故选D.
6.(多选题)下列四种说法不正确的是( )
A.如果实数a=b,那么a-b+(a+b)i是纯虚数
B.实数是复数
C.如果a=0,那么z=a+bi是纯虚数
D.任何数的偶数次幂都不小于零
答案:ACD
解析:对于A,当a=b=0时,则a-b+(a+b)i是实数,故A错误;对于B,根据复数定义可知,B正确;对于C,若a=b=0,那么z=a+bi是实数,故C错误;对于D,i2=-1,故D错误.故选ACD.
7.若复数z=-1+ai(i为虚数单位)的实部和虚部相等,则实数a的值为 .
答案:-1
解析:依题意,知z=-1+ai的实部和虚部分别为-1,a,所以a=-1.
8.若(m2-1)+(m2-2m)i>1,则实数m的值为 .
答案:2
解析:依题意得解得m=2.
9.已知x2-y2+2xyi=2i(其中x>0),则实数x,y的值分别为 .
答案:1,1
解析:根据x2-y2+2xyi=2i,得x2-y2=0且2xy=2,解得x=y=1或x=y=-1.由于x>0,所以x=y=1.
10.(13分)当实数m为何值时,复数+i,m∈R是实数?纯虚数?零?
解:当复数为实数时,m2-5m-6=0,解得m=-1或m=6,即当m=-1或m=6时是实数.
当复数为纯虚数时,解得m=4,即当m=4时是纯虚数.
当复数为零时,解得m=-1,即当m=-1时是零.
(11-13小题,每小题5分,共15分)
11.已知复数z=+i(i为虚数单位),则“z为纯虚数”是“α=”的( )
A.充分非必要条件
B.必要非充分条件
C.充要条件
D.既非充分又非必要条件
答案:B
解析:复数z=+i为纯虚数,则2sin α-1=0,解得α=+2kπ,k∈Z,或α=+2kπ,k∈Z,所以若z为纯虚数不一定得到α=,但是由α=一定能得到z为纯虚数,故“z为纯虚数”是“α=”的必要非充分条件.故选B.
12.从集合中任取两个不同的数a,b组成复数a+bi,其中虚数有( )
A.16个 B.20个
C.12个 D.15个
答案:A
解析:若复数a+bi为虚数,则b≠0,a任意.依题意,从集合中任取两个不同的数a,b组成复数a+bi,其中虚数有4×4=16个.故选A.
13.若z=m+i(m∈R)为实数,则|m|= .
答案:6
解析:因为z=m+i(m∈R)为实数,所以m2-36=0,则|m|=6.
14.(15分)已知复数z=m2+6m-7+i.
(1)若复数z是纯虚数,求实数m的值;
(2)当非零复数z的实部和虚部互为相反数时,求实数m的值.
解:(1)由复数z=m2+6m-7+i是纯虚数,得解得m=-7.
(2)由复数z的实部和虚部互为相反数,得m2+6m-7+m2-m=0,
化简得2m2+5m-7=0,解得m=-或m=1.
当m=1时,z=0,不符合题意;当m=-时,z=-+i,符合题意.
所以实数m的值为-.
15.(5分)(开放题)若复数z=a-b+bi(a,b∈R)为纯虚数,请写出满足条件的一组实数a,b的值 (答案不唯一,一组即可).
答案:a=1,b=1
解析:由纯虚数的定义知,复数z=a-b+bi为纯虚数,则即可,所以只需满足a=b≠0即可,答案不唯一,取a=1,b=1为其中一个答案.
16.(17分)已知复数z1=m+i,z2=2cos θ+i,并且z1=z2.
(1)若z1为虚数,求实数m的取值范围;
(2)求实数λ的取值范围.
解:(1)因为z1=z2,所以m=2cos θ∈,
又z1为虚数,所以4-m2≠0,即m≠±2,
所以实数m的取值范围为.
(2)因为z1=z2,所以
消去m可得λ=4-4cos2θ-3sin θ=4sin2θ-3sin θ=4-,
因为-1≤sin θ≤1,所以-≤λ≤7.
所以实数λ的取值范围为.
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