内容正文:
7.2.2 复数的乘、除运算
基础过关练
题组一 复数的乘、除运算
1.(2025浙江杭州期中)在复平面内,复数z=(2-5i)(-1-2i)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
2.(2025陕西榆林模拟)已知(1+i)z=i2+i,则z-= ( )
A.2i B.-2i C.0 D.1
3.(多选题)(2025浙江杭州第二中学月考)以下复数运算正确的是( )
A.|z1z2|=|z1|·|z2|
B.=(z1,z2均不为0)
C.=·
D.=
4.(2025辽宁部分重点中学协作体期中)使复数(+i)n为纯虚数的最小自然数n是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2025山西临汾期中)已知m∈R,复数z=在复平面内对应的点位于第四象限,则实数m的取值范围是 .
题组二 in(n∈N)的周期性及其应用
6.(2025河北沧州期中)复数(1+2i)(1-i)10在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
7.(2025山东名校联盟期中)已知复数z=(a∈R)为纯虚数,其中i为虚数单位,则z+z2+…+z2 025=( )
A.0 B.-i
C.-1 D.-i-1
8.(2024湖北武汉育才高中月考)计算:+(2-3i)(1+4i)= .
题组三 复数范围内一元二次方程根的问题
9.(2025安徽淮南第四中学期中)已知z是方程3x2+2x+1=0的一个复数根,则|z|=( )
A. B. C. D.
10.(2025山东济宁模拟)已知1-2i是关于x的方程x2+ax+b=0(a,b∈R)的一个根,则|a+bi|=( )
A.2 B.3 C.5 D.
11.(2025广东深圳宝安中学期中)已知x1,x2是关于x的实系数方程x2-4x+5=0的两个虚根,则= .
12.(2025福建厦门双十中学期中)已知复数z=+1+i,i为虚数单位.
(1)求z的共轭复数;
(2)若复数z是关于x的方程x2+mx+n=0的一个根,求实数m,n的值.
能力提升练
题组一 复数运算的综合应用
1.(2025四川雅安中学开学考试)若=1,n∈N*,则n的取值可以是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
2.(2024江苏连云港高级中学月考)复数z=1+2i+3i2+4i3+…+2 024i2 023的虚部为( )
A.-1 011 B.-1 012 C.1 011 D.1 012
3.(多选题)(2024广东广州期中)下列说法中正确的是( )
A.若复数z=,则复数在复平面内对应的点位于第一象限
B.若复数z满足(1+2i)z=2+i,则|z|=1
C.若3+2i是关于x的方程2x2+mx+n=0(m,n∈R)在复数集内的一个根,则n=26
D.若z∈C,且|z|=1,则|z-3-4i|的最小值为4
4.(2025湖北武汉期中)已知复数ω=-+i,则ω+ω2+ω3+…+ω2 024+ω2 025= .
题组二 复数范围内方程根的问题
5.(多选题)(2025广东深圳外国语学校期中)已知z1,z2,z3是关于x的方程(x-i)(x2-2x+4)=0的三个互不相等的复数根,则( )
A.z1可能为纯虚数
B.z1,z2,z3的虚部之积为-3
C.|z1|+|z2|+|z3|=6
D.z1,z2,z3的实部之和为2
6.(多选题)(教材深研拓展)早在古巴比伦时期,人们就会解一元二次方程了.16世纪上半叶,数学家们得到了一元三次方程、一元四次方程的解法.研究过程中得到了一个代数基本定理:任何一元n(n∈N*)次复系数多项式方程f(x)=0至少有一个复数根.请借助代数基本定理解决下列问题:设实系数一元四次方程ax4+bx3+cx2+dx+e=0(a≠0)在复数集C内的根为x1,x2,x3,x4,则下列结论正确的是( )
A.x1+x2+x3+x4=-
B.x1x2x3+x1x2x4+x1x3x4+x2x3x4=-
C.x1x2x3x4=
D.x1x2+x1x3+x1x4+x2x3+x2x4+x3x4=
7.(2025上海大学附属中学期中)已知关于x的方程x2-3ax-3a=0(a∈R)的两个虚数根分别为x1,x2.
(1)求|x1|的取值范围;
(2)若|x1-x2|=1,求实数a的值.
8.(2024河南濮阳期中)已知z为虚数,且z3=1.
(1)求z的值;
(2)求z2 024+z1 012的值.
答案与分层梯度式解析
7.2.2 复数的乘、除运算
基础过关练
1.B
2.A
3.ABC
4.C
6.D
7.B
9.B
10.D
1.B 复数z=(2-5i)(-1-2i)=-2-4i+5i+10i2=-12+i,
其对应的点为(-12,1),位于第二象限.
2.A 由(1+i)z=i2+i=-1+i,
得z====i,
则=-i,故z-=i-(-i)=2i.
3.ABC 设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),
对于A,z1z2=(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i,所以|z1z2|===,|z1|=,|z2|=,所以|z1z2|=|z1|·|z2|,A正确;
对于B,====
====,B正确;
对于C,由A可得=(ac-bd)-(ad+bc)i,又·=(a-bi)(c-di)=(ac-bd)-(ad+bc)i,所以=·,C正确;
对于D,|z1|2=a2+b2,=a2-b2+2abi,两者不一定相等,D不正确.
知识总结
1.复数积、商模的性质:|z1z2|=|z1|·|z2|;=(z2≠0).
2.共轭复数积、商的性质:=·;=(z2≠0).
4.C 因为(+i)0=1,(+i)1=+i,(+i)2=2+2i,(+i)3=2(1+i)(+i)=8i,所以使复数(+i)n为纯虚数的最小自然数n是3.
5.答案
解析 z===
=+i,其在复平面内对应的点为,
由已知得则得0<m<.
6.D 因为(1-i)2=-2i,
所以(1+2i)(1-i)10=(1+2i)(-2i)5=-32i(1+2i)=64-32i,其在复平面内对应的点的坐标为(64,-32),位于第四象限.
7.B z====-i,
因为z是纯虚数,所以解得a=1,则z=-i,
易得(-i)1=-i,(-i)2=-1,(-i)3=i,(-i)4=1,(-i)5=-i,……,
则当n∈N*时,(-i)4n-3=-i,(-i)4n-2=-1,(-i)4n-1=i,(-i)4n=1,
即当n∈N*时,(-i)4n-3+(-i)4n-2+(-i)4n-1+(-i)4n=0,
故z+z2+…+z2 025=506[-i+(-i)2+(-i)3+(-i)4]+(-i)=-i.
8.答案 14+6i
解析 因为===i,且i4=1,
所以=i2 021=·i=i,
所以+(2-3i)(1+4i)=i+(14+5i)=14+6i.
9.B 因为Δ=4-4×3=-8<0,
所以z和是方程3x2+2x+1=0的两个根,
所以z·=,即|z|2=,所以|z|=.
方法技巧
如果实系数一元二次方程x2+ax+b=0有虚根,那么(1)虚根以共轭复数的形式成对出现;(2)根与系数的关系仍然成立.
10.D 将x=1-2i代入x2+ax+b=0,得(1-2i)2+a(1-2i)+b=0,
整理得(a+b-3)-(4+2a)i=0,
则解得
所以|a+bi|===.
一题多解
由题知方程x2+ax+b=0的另一个根为1+2i,则解得
所以|a+bi|===.
11.答案
解析 由x2-4x+5=0,得(x-2)2=-1=(±i)2,则x=2±i,
不妨设x1=2-i,x2=2+i,
则|x1|=|x2|=,x1+x2=2-i+2+i=4,
所以==.
一题多解
由题意得x1,x2互为共轭复数,x1+x2=4,x1x2=5,则|x1|=|x2|=,所以==.
12.解析 (1)因为z=+1+i=+1+i=1-2i+1+i=2-i,所以z的共轭复数=2+i.
(2)由题意可知z=2-i,=2+i是方程x2+mx+n=0的根,
则即
能力提升练
1.A
2.B
3.BCD
5.ABD
6.AC
1.A 因为=-i,所以(-i)n=1,则n=4k,k∈N*.观察选项可知A正确.
2.B z=1+2i+3i2+4i3+…+2 024i2 023
=(1+2i-3-4i)+(5+6i-7-8i)+…+(2 021+2 022i-2 023-2 024i)
==-1 012-1 012i,
其虚部为-1 012.
3.BCD 对于A,z====+i,则=-i,其在复平面内对应的点为,位于第四象限,A错误.
对于B,z====-i,
所以|z|==1,B正确.
对于C,因为3+2i是方程2x2+mx+n=0的一个复数根,所以方程的另一个复数根为3-2i,则=(3+2i)·(3-2i)=13,解得n=26,C正确.
对于D,由|z|=1得复数z在复平面内对应的点的集合是以原点为圆心,1为半径的圆,
|z-3-4i|表示圆上的点到点(3,4)的距离,则|z-3-4i|min=-1=4,D正确.
4.答案 0
解析 ω2==-i+i2=--i,
ω3==-i2=1,
ω4=-+i,
……
故ω+ω2+ω3+…+ω2 024+ω2 025=675(ω+ω2+ω3)
=675++1=0.
常用结论
在复数相关计算中,熟记一些常用结论能简化运算过程,如=i,=-i,=-i,=1等.
5.ABD 易得(x-i)(x2-2x+4)=0的三个复数根分别为i,1-i,1+i,
当z1=i时,z1为纯虚数,故A正确;
三个根的虚部分别为1,-,,它们的乘积为-3,故B正确;
|z1|+|z2|+|z3|=++=5,故C不正确;
三个根的实部分别为0,1,1,它们的和为2,故D正确.
6.AC 由题设知ax4+bx3+cx2+dx+e=a(x-x1)(x-x2)·(x-x3)(x-x4),
∴ax4+bx3+cx2+dx+e=a[x2-(x1+x2)x+x1x2][x2-(x3+x4)x+x3x4],
∴ax4+bx3+cx2+dx+e=a[x4-(x1+x2+x3+x4)x3+(x1x2+x1x3+x1x4+x2x3+x2x4+x3x4)x2-(x1x2x3+x1x2x4+x1x3x4+x2x3x4)x+x1x2x3x4],
∴x1+x2+x3+x4=-,x1x2+x1x3+x1x4+x2x3+x2x4+x3x4=,x1x2x3+x1x2x4+x1x3x4+x2x3x4=-,x1x2x3x4=.
7.解析 (1)因为关于x的方程x2-3ax-3a=0(a∈R)的两个虚数根分别为x1,x2,
所以Δ=9a2+12a<0,解得-<a<0,
由根与系数的关系得x1+x2=3a,x1·x2=-3a,
易知复数x1,x2互为共轭复数,即x2=,
故x1·x2=x1·=|x1|2=-3a,则|x1|=,
因为-<a<0,所以0<<2,
所以|x1|的取值范围是(0,2).
(2)=||=|-4x1x2|=|9a2+12a|=1,
因为9a2+12a<0,所以9a2+12a=-1,
所以a=-±.
8.解析 (1)因为z3=1,所以z3-1=0,由立方差公式得(z-1)(z2+z+1)=0,又z为虚数,所以z-1≠0,
所以z2+z+1=0,即=-,
所以z+=±i,
所以z=-±i.
(2)z2 024+z1 012=(z3)674·z2+(z3)337·z=z2+z,
由(1)知z2+z+1=0,所以z2+z=-1,故z2 024+z1 012=-1.
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