内容正文:
第七章 复数(复习讲义)
1、了解数系的扩充过程;理解复数的基本概念及复数相等的条件;了解复数的表示方法.
2、理解复数的几何意义,会用复平面内的点和向量来表示复数;了解复数模的概念及几何意义,会求复数的模以及共轭复数的概念及意义.
3、熟练掌握复数的加、减法运算法则;.理解复数加、减法的几何意义,并能简单应用.
4、掌握复数的乘、除运算;理解复数乘法的交换律、结合律和乘法对加法的分配律.
一、复数的概念
1、复数集
我们把形如的数叫做复数,其中叫做虚数单位,满足.全体复数所构成的集合叫做复数集.
2、复数的表示:复数通常用字母表示,即,其中的与分别叫做复数的实部与虚部.
3、复数相等
在复数集中任取两个数,,(),我们规定.
4、复数的分类
对于复数(),当且仅当时,它是实数;当且仅当时,它是实数0;当时,它叫做虚数;当且时,它叫做纯虚数.这样,复数()可以分类如下:
5、共轭复数
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数;虚部不等于0的两个共轭复数也叫共轭虚数,复数的共轭复数用表示,即如果,则.
二、复数的几何意义
1、复数的几何意义——与点对应
复数的几何意义1:复数复平面内的点
2、复数的几何意义——与向量对应
复数的几何意义2:复数 平面向量
3、复数的模
①向量的模叫做复数)的模,记为或
公式:,其中
②复数模的几何意义:复数在复平面上对应的点到原点的距离;
三、复数的加、减、乘、除的运算法则
1、复数代数形式的加法运算及其几何意义
(1)复数的加法法则
(2)复数加法的几何意义
如图,设在复平面内复数,对应的向量分别为,,以,为邻边作平行四边形,则,即:
,即对角线表示的向量就是与复数对应的向量.所以:复数的加法可以按照向量的加法来进行.
2、复数代数形式的减法运算及其几何意义
(1)复数的减法法则
类比实数集中减法的意义,我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足:的复数叫做复数减去复数的差,记作
(2)复数减法的几何意义
复数 向量
3、复数代数形式的乘法运算
(1)复数的乘法法则
(2)复数乘方的运算律
,,有:
①
②
③
4、共轭复数的性质
设,,
5、复数代数形式的除法运算
()
四、实系数一元二次方程
1、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)方程有两个共轭虚根,
求解复数集上的方程的方法:
①设化归为实数方程来解决.
②把看成一个未知数(而不是实部和虚部两个未知数),用复数的性质来变形.
③对二次方程,直接用一元二次方程的求根公式.
2、实系数一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理)
(1)当时,方程的两个实根满足韦达定理
,
(2)当时,方程的两个共轭虚数根、,则
,
题型一 复数的概念与分类
1.(24-25高一下·重庆万州·月考)若复数的实部与虚部之和为0,则b的值为( )
A.2 B. C. D.-2
2.(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
3.(24-25高一上·上海·课后作业)下列集合关系表述正确的是( )(其中:自然数集,整数集)
A. B.
C. D.
4.已知为虚数单位,若,则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
5.(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.
题型二 复数相等
1.(25-26高一下·全国·课后作业)若,则实数x,y的值为( )
A., B., C., D.,
2.已知,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
3.已知,其中为实数,则( )
A. B.
C. D.
4.(2025高一·全国·专题练习)满足的有序实数对有______组.
5.(24-25高一下·上海·期末)已知复数,若,则实数的取值范围为___________.
题型三 复数的几何意义
1.(24-25高一下·湖南永州·期中)在复平面内,复数对应的点与复数对应的点关于实轴对称,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·全国·课堂例题)复数和在复平面内的对应点关于( )
A.实轴对称 B.一、三象限的角平分线对称
C.虚轴对称 D.二、四象限的角平分线对称
3.(23-24高一下·河北·期末)在复平面内,复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
4.(24-25高一下·全国·课后作业)在复平面内,O为原点,向量对应的复数为.若点A关于虚轴的对称点为点B,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
5.已知复数,设在复平面内对应的向量分别为,则( )
A. B.3 C.5 D.
6.(24-25高一下·河南郑州·期末)已知,复数 在复平面内对应的点位于第一象限,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型四 复数的模
1.已知复数,则( )
A. B. C. D.
2.已知复数满足,其中为虚数单位,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.
3.(24-25高一下·河南开封·期末)若,且,则( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·月考)已知复数满足(),则可能是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·安徽阜阳·期中)若,且,那么等于( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·北京·期中)若复数满足,则在复平面内,复数对应的点组成图形的周长为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一下·甘肃张掖·期中)已知复数满足,的共轭复数为,复数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
题型五 复数的加减运算及其几何意义
1.( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)复数对应的点在第四象限内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一下·全国·课堂例题)复数,,则在复平面内表示的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
4.(23-24高一下·河南郑州·月考)复数,,为实数,若为实数,为纯虚数,则( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一下·全国·课后作业)在复平面内,O是原点,,,表示的复数分别为,,,则表示的复数为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·河北邢台·月考)设复数满足,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
题型六 复数的乘法
1.(24-25高一下·江苏无锡·月考)已知,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·全国·单元测试)若,其中,,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·陕西西安·期末)已知复数,则( )
A. B. C. D.4
4.(24-25高一下·甘肃酒泉·期末)设为实数,复数,,若为纯虚数,则( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·天津·月考)已知复数的实部为-1,则下列说法正确的是( )
A.复数z的虚部为5 B.复数z的共轭复数
C. D.z在复平面内对应的点位于第四象限
6.(25-26高一下·全国·单元测试)已知,,i为虚数单位,且两复数的乘积的实部和虚部为相等的正数,则实数m的值为( )
A. B. C. D.
题型七 复数的除法
1.(25-26高一上·北京·期末)已知复数,则的共轭复数在复平面内对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.的虚部为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一下·全国·单元测试)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.i
4.(25-26高一上·湖南衡阳·期末)若,则的虚部为( )
A. B. C. D.
5.已知复数满足,其中为虚数单位,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.
题型八 复数的乘方
1.(24-25高一下·河南·月考)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·河南南阳·月考)( )
A. B. C. D.
3.复数的虚部为( )
A. B. C. D.i
4.已知复数,则( )
A.0 B.1 C. D.2
5.(25-26高三上·湖南·月考)设复数,则z在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第一、三象限 D.第二、四象限
6.(25-26高一下·全国·单元测试)已知复数,则复数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
题型九 复数范围内方程的根
1.(24-25高一下·甘肃白银·期中)方程的复数根为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·福建厦门·期末)已知是关于的方程一个根,则( )
A.-2 B.3 C.6 D.7
3.(24-25高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)若虚数是关于x的一元二次方程的一个根,则( )
A.4 B. C.2 D.
4.设为复数的共轭复数,且,则( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·河南南阳·月考)已知关于的一元二次方程有两个虚根,且,则实数的值为( ).
A.4 B.3 C.2 D.1
6.(25-26高一上·上海浦东新·月考)已知方程有两个虚根,且则实数的值为( )
A. B. C. D.2
题型十 复数中的新定义问题
1.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)定义运算,则满足(为虚数单位)的复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.定义:若为虚数单位,则称复数是复数的平方根.根据定义,则复数的平方根是( )
A.或 B.或 C. D.
3.数学家欧拉发现了复指数函数和三角函数的关系,并写出以下公式(,为虚数单位),这个公式在复变论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”.根据此公式,化简的结果为( )
A.2 B. C. D.
4.(多选题)定义复数运算:.若,且(是虚数单位),则下列说法正确的是( )
A.的虚部为 B.的模为
C. D.在复平面内对应的点位于第二象限
5.(多选题)定义复数运算:,已知复数,w满足,则( )
A.w可以是 B.的最小值为
C.在复平面内对应的点不可能位于第二象限 D.的实部是5
基础巩固通关测
1.(23-24高一下·山东·月考)已知,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·江苏南通·月考)若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
3.(23-24高一下·四川达州·期末)已知复数,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一下·浙江·开学考试)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·湖北武汉·期末)若复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·河北雄安·期末)已知i为虚数单位,若复数在复平面内对应的点位于第二象限,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高一下·安徽合肥·期末)若复数满足,其中是虛数单位,则的虚部为( )
A. B.1 C.2 D.3i
8.(24-25高一下·内蒙古兴安盟·期中)在复数范围内,下列为方程的根的是( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一下·湖北黄冈·期末)已知在复平面内,为原点,向量对应的复数分别为,,那么向量对应复数的虚部为( )
A.1 B.9 C. D.
10.(24-25高一下·广东·月考)已知复数满足,则( )
A. B. C.2 D.4
11.(24-25高一下·广东深圳·期中)复数满足,则(i为虚数单位)的最小值为( )
A.4 B.5 C.2 D.3
12.若复数,实数满足,则( )
A. B. C.1 D.4
13.(23-24高一下·河南南阳·期末)已知复数,满足,且,则( )
A. B. C.5 D.
14.(24-25高一下·湖北武汉·期末)若i为虚数单位,则复数的虚部为( )
A. B.1 C. D.i
15.(24-25高一下·江西九江·期末)已知复数满足,则,,,…不同的数有( )
A.6个 B.4个 C.2024个 D.以上答案都不正确
16.(24-25高一下·甘肃武威·期末)若复数是关于的一元二次方程的一个根,则复数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
17.已知复数的模长为1,且,则( )
A. B.1 C. D.
18.(2024高一·全国·专题练习)(多选题)若,,且,则的值可能是( )
A. B.
C. D.
19.(24-25高一下·重庆·期末)(多选题)已知复数满足,则下列结论正确的是( )
A.在复平面内对应的点可能是
B.
C.的实部与虚部之积小于等于3
D.复数,则的最大值为
20.(24-25高一下·福建莆田·期中)定义运算,如果(是虚数单位),那么实数的值为________
21.(23-24高一下·广东清远·期末)已知复数,求当实数为何值时;
(1)为实数;
(2)为纯虚数;
(3)为虚数.
能力提升进阶练
1.复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C.4 D.
2.(24-25高一下·福建福州·期末)已知复数是方程的一个根,且在复平面内对应的点位于第四象限.复数,若为纯虚数,则为( ).
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·上海·期末)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
4.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)已知,是实系数一元二次方程的两根,则,的值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)复数z满足(i为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)设,是复数,则下列命题中的真命题有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
7.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)设,为复数,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C.是纯虚数或零 D.
8.(24-25高一下·山东青岛·期末)(多选题)设复数均不为0,则( )
A. B.
C. D.
9.(24-25高一下·河南驻马店·月考)(多选题)已知复数,(,,,2,i为虚数单位),,的共轭复数分别为,,定义运算,记任意复数z的实部为,虚部为,则下列说法正确的有( ).
A.若,则
B.若,在复平面内所对应的向量所成的夹角为锐角,则
C.
D.
10.(25-26高一下·全国·课堂例题)设i是虚数单位,___________.
11.(25-26高一下·全国·课后作业)已知复数,则复数的模的最大值为_____________,最小值为_____________.
12.(24-25高一下·山东·期中)已知复数可以表示为三角形式:,其中是以轴非负半轴为始边.向量所在射线为终边的角.已知与的乘积.
(1)试将写成三角形式;
(2)当时,求的最大值和最小值.
(3)请用复数三角形式的乘积公式推导三倍角公式:,.
13.(24-25高一下·湖北·期中)形如的数称为复数的代数形式,而任何一个复数都可以表示成的形式,即其中为复数的模,叫做复数的辐角,我们规定范围内的辐角的值为辐角的主值,记作.复数叫做复数的三角形式.由复数的三角形式可得出,若,则.其几何意义是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倍.
(1)试将写成三角形式(辐角取主值);
(2)复平面内,将对应的向量绕原点顺时针方向旋转,模长变为原来的2倍后,所得向量对应的复数为,求;
(3)类比高中函数的定义,引入虚数单位,自变量为复数的函数称之为复变函数.已知复变函数.若存在实部不为0,且虚部大于0的复数和实数,使得成立,复数在复平面上对应的点为为坐标原点,点,以为边作正方形,其中在上方,求线段的最大值.
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第七章 复数(复习讲义)
1、了解数系的扩充过程;理解复数的基本概念及复数相等的条件;了解复数的表示方法.
2、理解复数的几何意义,会用复平面内的点和向量来表示复数;了解复数模的概念及几何意义,会求复数的模以及共轭复数的概念及意义.
3、熟练掌握复数的加、减法运算法则;.理解复数加、减法的几何意义,并能简单应用.
4、掌握复数的乘、除运算;理解复数乘法的交换律、结合律和乘法对加法的分配律.
一、复数的概念
1、复数集
我们把形如的数叫做复数,其中叫做虚数单位,满足.全体复数所构成的集合叫做复数集.
2、复数的表示:复数通常用字母表示,即,其中的与分别叫做复数的实部与虚部.
3、复数相等
在复数集中任取两个数,,(),我们规定.
4、复数的分类
对于复数(),当且仅当时,它是实数;当且仅当时,它是实数0;当时,它叫做虚数;当且时,它叫做纯虚数.这样,复数()可以分类如下:
5、共轭复数
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数;虚部不等于0的两个共轭复数也叫共轭虚数,复数的共轭复数用表示,即如果,则.
二、复数的几何意义
1、复数的几何意义——与点对应
复数的几何意义1:复数复平面内的点
2、复数的几何意义——与向量对应
复数的几何意义2:复数 平面向量
3、复数的模
①向量的模叫做复数)的模,记为或
公式:,其中
②复数模的几何意义:复数在复平面上对应的点到原点的距离;
三、复数的加、减、乘、除的运算法则
1、复数代数形式的加法运算及其几何意义
(1)复数的加法法则
(2)复数加法的几何意义
如图,设在复平面内复数,对应的向量分别为,,以,为邻边作平行四边形,则,即:
,即对角线表示的向量就是与复数对应的向量.所以:复数的加法可以按照向量的加法来进行.
2、复数代数形式的减法运算及其几何意义
(1)复数的减法法则
类比实数集中减法的意义,我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足:的复数叫做复数减去复数的差,记作
(2)复数减法的几何意义
复数 向量
3、复数代数形式的乘法运算
(1)复数的乘法法则
(2)复数乘方的运算律
,,有:
①
②
③
4、共轭复数的性质
设,,
5、复数代数形式的除法运算
()
四、实系数一元二次方程
1、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)方程有两个共轭虚根,
求解复数集上的方程的方法:
①设化归为实数方程来解决.
②把看成一个未知数(而不是实部和虚部两个未知数),用复数的性质来变形.
③对二次方程,直接用一元二次方程的求根公式.
2、实系数一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理)
(1)当时,方程的两个实根满足韦达定理
,
(2)当时,方程的两个共轭虚数根、,则
,
题型一 复数的概念与分类
1.(24-25高一下·重庆万州·月考)若复数的实部与虚部之和为0,则b的值为( )
A.2 B. C. D.-2
【答案】A
【分析】利用复数的实部和虚部求解即可.
【详解】由复数的实部与虚部之和为0,
得,即.
故选:A.
2.(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
3.(24-25高一上·上海·课后作业)下列集合关系表述正确的是( )(其中:自然数集,整数集)
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由各数集的含义可得
【详解】为自然数集,为整数集,因为整数集包含自然数集与负整数集,所以;
为整数集,为有理数集,因为有理数集包含整数集和小数集,所以
为有理数集,为实数集,因为实数集包含有理数集与无理数集,所以
为实数集,复数集,因为复数集包含实数集和虚数集,所以,
综上,所以,
故选:A.
4.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.
5.(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.
题型二 复数相等
1.(25-26高一下·全国·课后作业)若,则实数x,y的值为( )
A., B., C., D.,
【答案】D
【分析】根据复数相等进行求解即可.
【详解】.
故选:D
2.已知,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【分析】由虚数单位定义及复数相等可得答案.
【详解】,故,所以.
故选:C.
3.已知,其中为实数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据复数相等求参数的值.
【详解】因为,
所以,
所以,解得,
故选:B.
4.(2025高一·全国·专题练习)满足的有序实数对有______组.
【答案】四
【分析】分别令,可得答案.
【详解】由,,解得或,或,
可得,或,或,或.
所以共有四组实数对.
故答案为:四.
5.(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:.
题型三 复数的几何意义
1.(24-25高一下·湖南永州·期中)在复平面内,复数对应的点与复数对应的点关于实轴对称,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据复数的几何意义及对称性求解即可.
【详解】由题意知对应的点为,
对应的点为,.
故选:C.
2.(25-26高一下·全国·课堂例题)复数和在复平面内的对应点关于( )
A.实轴对称 B.一、三象限的角平分线对称
C.虚轴对称 D.二、四象限的角平分线对称
【答案】A
【分析】确定复数对应点的坐标,即可判断.
【详解】由复数的性质得对应的点为,对应的点为,
易知与两点在复平面内关于实轴对称.
故选:A.
3.(23-24高一下·河北·期末)在复平面内,复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】复数的分子分母同乘分母的共轭复数,化简为的形式,即可推出结果.
【详解】,则所求复数对应的点为,位于第四象限.
故选:.
4.(24-25高一下·全国·课后作业)在复平面内,O为原点,向量对应的复数为.若点A关于虚轴的对称点为点B,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据复数的几何意义结合已知条件直接求解即可.
【详解】因为复数对应的点为,
所以点A关于虚轴的对称点为,
所以对应的复数为.
故选:C
5.已知复数,设在复平面内对应的向量分别为,则( )
A. B.3 C.5 D.
【答案】B
【分析】根据复数的几何意义求得,根据平面向量数量积坐标运算计算即可.
【详解】复数,则,
所以,
故.
故选:B
6.(24-25高一下·河南郑州·期末)已知,复数 在复平面内对应的点位于第一象限,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据复数的几何意义得到不等式组,求解即可.
【详解】由,
则在复平面内对应的点为,且位于第一象限,
所以,解得,
所以的取值范围为.
故选:A.
题型四 复数的模
1.已知复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的除法法则求得,利用可求解.
【详解】,.
故选:B.
2.已知复数满足,其中为虚数单位,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】先由复数的模长公式计算出,再根据复数的除法运算,化简即可得出答案.
【详解】因为,
所以,
所以,
所以的虚部为,
故选:C.
3.(24-25高一下·河南开封·期末)若,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由复数的模长公式,可得答案.
【详解】由,则.
故选:B.
4.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·月考)已知复数满足(),则可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先设,然后根据模相等列出等式,化简得出复数的实部和虚部相等.
【详解】设,则
,.
因为,所以.
两边平方得:,解得.
从选项中可以看出只有C符合题目条件.
故选:C.
5.(24-25高一下·安徽阜阳·期中)若,且,那么等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,,根据已知得到、,进而求.
【详解】令,,则,
所以,且,
所以,可得,故,
所以.
故选:B
6.(24-25高一下·北京·期中)若复数满足,则在复平面内,复数对应的点组成图形的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由复数的几何意义可知在复平面表示的是以为圆心,半径为3的圆,由圆的周长公式即可得出答案.
【详解】由复数的几何意义可知表示在复平面上,复数对应的点到复数所对的点即的距离为3,
也即以为圆心,半径为3的圆,故图形周长为.
故选:C.
7.(24-25高一下·甘肃张掖·期中)已知复数满足,的共轭复数为,复数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用复数的几何意义,将问题转化为圆上一点到定点距离的最大值,数形结合即可求解.
【详解】由得,在复平面内在以为圆心半径为1的圆上,
则在以为圆心半径为1的圆上,
所以表示到点的距离,
数形结合得,
故选:D.
题型五 复数的加减运算及其几何意义
1.( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用复数的运算即可求解.
【详解】,
故选:D.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)复数对应的点在第四象限内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数对应点的性质求解即可.
【详解】由题意得,
因为复数对应的点在第四象限,
所以,解得,故B正确.
故选:B
3.(25-26高一下·全国·课堂例题)复数,,则在复平面内表示的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】计算出复数的表达式,即可求出在复平面内所表示的点的位置.
【详解】由题意得,对应的点在第一象限.
故选:A
4.(23-24高一下·河南郑州·月考)复数,,为实数,若为实数,为纯虚数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由为实数,为纯虚数列方程求出,进而可得值.
【详解】因为为实数,所以,即,
又为纯虚数,所以,即且,
综上可知,所以.
故选:A.
5.(25-26高一下·全国·课后作业)在复平面内,O是原点,,,表示的复数分别为,,,则表示的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由向量的加法、减法运算和复数的加减运算即可求解.
【详解】,
故选:B
6.(24-25高一下·河北邢台·月考)设复数满足,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】根据复数加减的几何意义可求.
【详解】设在复平面内对应的向量分别为.
由题意可知,,
由于,则以为邻边的平行四边形为矩形,
由于矩形的对角线相等,故.
故选:C.
题型六 复数的乘法
1.(24-25高一下·江苏无锡·月考)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的乘法法则即可.
【详解】由题意得,.
故选:B
2.(25-26高一下·全国·单元测试)若,其中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由复数的四则运算求出,的值,再由模的概念求解即可.
【详解】因为,
所以,则,,
故,
故选:C.
3.(24-25高一下·陕西西安·期末)已知复数,则( )
A. B. C. D.4
【答案】C
【分析】利用复数乘法求出,进而求出复数的模.
【详解】依题意,复数,
所以.
故选:C
4.(24-25高一下·甘肃酒泉·期末)设为实数,复数,,若为纯虚数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据纯虚数求得,代入,利用复数的乘法运算即可求出.
【详解】因为为纯虚数,
可得,解得,
则,,故.
故选:A.
5.(24-25高一下·天津·月考)已知复数的实部为-1,则下列说法正确的是( )
A.复数z的虚部为5 B.复数z的共轭复数
C. D.z在复平面内对应的点位于第四象限
【答案】C
【分析】首先展开复数的乘积,利用实部为求出的值,再代入计算虚部、模、共轭复数和对应点的象限,逐一验证选项即可.
【详解】由的实部为可得,,
解得,则.
复数的虚部为,故A错误;
复数的共轭复数,故B错误;
,故C正确;
z在复平面内对应的点为,在第三象限,故D错误.
故选:C.
6.(25-26高一下·全国·单元测试)已知,,i为虚数单位,且两复数的乘积的实部和虚部为相等的正数,则实数m的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用复数的乘法运算求出,有乘积的实部和虚部为相等的正数,列出的等式,解出的值.
【详解】因为
,
所以,即.
经检验,能使,
所以满足题意.
故选:D.
题型七 复数的除法
1.(25-26高一上·北京·期末)已知复数,则的共轭复数在复平面内对应的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据复数的乘除运算计算,然后得到其共轭复数,进而得到其对应的点的坐标.
【详解】因为复数.
所以共轭复数.
所以共轭复数在复平面内对应的点的坐标为.
故选:B.
2.的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据复数混合运算得,进而可得解.
【详解】依题意,,故所求虚部为.
故选:A.
3.(25-26高一下·全国·单元测试)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.i
【答案】D
【分析】由得,利用复数的除法运算求出复数,利用共轭复数的定义得解.
【详解】由,得,
.
故选:D.
4.(25-26高一上·湖南衡阳·期末)若,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的运算化简等式可得,结合可得结果.
【详解】因为,所以,即,故,
所以复数的虚部为.
故选:B.
5.已知复数满足,其中为虚数单位,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】先由复数的模长公式计算出,再根据复数的除法运算,化简即可得出答案.
【详解】因为,
所以,
所以,
所以的虚部为,
故选:C.
题型八 复数的乘方
1.(24-25高一下·河南·月考)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据虚数单位的运算性质化简已知等式,再通过复数的除法运算法则求出.
【详解】由可得,
可得.
故选:D.
2.(24-25高一下·河南南阳·月考)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用复数的除法与复数的乘方化简可得结果.
【详解】因为,故.
故选:D.
3.复数的虚部为( )
A. B. C. D.i
【答案】B
【分析】应用复数的乘方及除法运算化简,再应用虚部的定义求解.
【详解】,
所以复数的虚部为.
故选:B.
4.已知复数,则( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用复数的除法求出,再利用复数乘方及复数模的意义求得答案.
【详解】依题意,复数,
所以.
故选:C
5.(25-26高三上·湖南·月考)设复数,则z在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第一、三象限 D.第二、四象限
【答案】C
【分析】利用复数的四则运算法则求出,根据复数的几何意义即可求解.
【详解】因为,则,
则,解得:或,
所以或,其在复平面内对应的点位于第一、三象限.
故选:C
6.(25-26高一下·全国·单元测试)已知复数,则复数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
【答案】B
【分析】通过题意找出规律,再化简原式写出复数在复平面内对应的点的坐标判断象限即可.
【详解】因为,
所以对应点在第二象限.
故选:B.
题型九 复数范围内方程的根
1.(24-25高一下·甘肃白银·期中)方程的复数根为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直接利用实系数一元二次方程的复数根公式求解即可.
【详解】方程的复数根为.
故选:A
2.(24-25高一下·福建厦门·期末)已知是关于的方程一个根,则( )
A.-2 B.3 C.6 D.7
【答案】B
【分析】将代入方程,即可得到关于的方程组,解出即可.
【详解】将代入方程得,
即,则,解得,故,
故选:B.
3.(24-25高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)若虚数是关于x的一元二次方程的一个根,则( )
A.4 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】二次方程有虚数根时,则也有其共轭复数作为另一个根,结合韦达定理求解.
【详解】由题意有虚根,则是方程的另一个根,
根据韦达定理,,解得.
故选:D
4.设为复数的共轭复数,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解方程求出,逐项判断.
【详解】由方程得,
对于A:显然不对,A错误;
对于B:若,则;若,则;B错误;
对于C:法1,若,,则;
若,,则;C错误;
法2,是实系数二次方程的两根,所以,C错误;
对于D:法1,若,,则;
若,,则;D正确;
法2,是实系数二次方程的两根,所以,D正确;
故选:D.
5.(24-25高一下·河南南阳·月考)已知关于的一元二次方程有两个虚根,且,则实数的值为( ).
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】由求出的范围,再利用一元二次方程的求根公式求出,结合列方程求出的值.
【详解】由关于的一元二次方程有两个虚根,
得,即,解得或,
则,,
整理得,解得或,则,
所以实数的值为3.
故选:B
6.(25-26高一上·上海浦东新·月考)已知方程有两个虚根,且则实数的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】根据方程有两个虚根得出判别式的范围,再利用求根公式求出两根,最后根据求出实数的值.
【详解】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.
题型十 复数中的新定义问题
1.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)定义运算,则满足(为虚数单位)的复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】先根据定义结合复数的乘法运算求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】由题意可得,
即,
所以复数在复平面内对应的点为,在第一象限.
故选:A.
2.定义:若为虚数单位,则称复数是复数的平方根.根据定义,则复数的平方根是( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】B
【分析】设,根据新定义由复数相等可得关于的方程组,解方程组可得.
【详解】设为虚数单位为复数的平方根,
则,
由复数相等可得,
解得,或,
或
故选:B.
3.数学家欧拉发现了复指数函数和三角函数的关系,并写出以下公式(,为虚数单位),这个公式在复变论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”.根据此公式,化简的结果为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据(,为虚数单位),分别求得即可.
【详解】解:因为,
又,
所以.
故选:B.
4.(多选题)定义复数运算:.若,且(是虚数单位),则下列说法正确的是( )
A.的虚部为 B.的模为
C. D.在复平面内对应的点位于第二象限
【答案】BCD
【分析】根据题设新定义,利用共轭复数的定义、复数的运算及复数相等,得到,再对各个选项逐一分析判断,即可求解.
【详解】设,由题意知,
即,则,解得,所以,
对于选项A,因为的虚部为1,所以A错误;
对于选项B,因为,所以B正确;
对于选项C,因为,故C正确,
对于选项D,因数在复平面内对应的点在第二象限,所以D正确,
故选:BCD.
5.(多选题)定义复数运算:,已知复数,w满足,则( )
A.w可以是 B.的最小值为
C.在复平面内对应的点不可能位于第二象限 D.的实部是5
【答案】BCD
【分析】设,则由题设条件可得,据此利用反证法判断AC,取特例判断B,利用复数的乘法计算后判断D.
【详解】设,则,
整理得,故即,
对于A,若,则,故A错误;
对于B,,
当且仅当时等号成立,故的最小值为,故B成立;
对于C,若在复平面内对应的点位于第二象限,则,
此时不成立,故在复平面内对应的点不可能位于第二象限,
故C正确;
对于D,,故的实部是5,
故D正确.
故选:BCD.
基础巩固通关测
1.(23-24高一下·山东·月考)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据复数的四则运算求解对应参数即可
【详解】由,得:,解得:.
故选:A
2.(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
3.(23-24高一下·四川达州·期末)已知复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先对复数进行化简,再求出其共轭复数,最后利用复数模的公式求解.
【详解】,
,
,故C正确.
故选:C.
4.(25-26高一下·浙江·开学考试)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出复数的代数形式,再计算其模长.
【详解】等式两侧同时乘以可得,
则,即.
因为,且,
所以.
5.(24-25高一下·湖北武汉·期末)若复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先计算等号右边模长,再由复数的乘法运算和虚部的概念求解可得.
【详解】由,则得,求解得,
则的虚部为,故B项正确.
故选:B.
6.(24-25高一下·河北雄安·期末)已知i为虚数单位,若复数在复平面内对应的点位于第二象限,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据复数对应的点位于第二象限,得出实部小于0,虚部大于0,列出不等式组,求出解集即可.
【详解】易得在复平面内对应的点为,
由题意可得,解得.
故选:B.
7.(24-25高一下·安徽合肥·期末)若复数满足,其中是虛数单位,则的虚部为( )
A. B.1 C.2 D.3i
【答案】B
【分析】首先对复数进行化简,再根据复数虚部的定义即可得到答案.
【详解】由题意得,,
则的虚部为,
故选:.
8.(24-25高一下·内蒙古兴安盟·期中)在复数范围内,下列为方程的根的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据实系数一元二次方程的求根公式求解.
【详解】因为,所以,
所以的根为.
故选:B.
9.(24-25高一下·湖北黄冈·期末)已知在复平面内,为原点,向量对应的复数分别为,,那么向量对应复数的虚部为( )
A.1 B.9 C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的几何意义,结合向量的减法运算求解.
【详解】由题意可知:,
可得,
所以向量对应的复数为,
所以向量对应复数的虚部为.
故选:B.
10.(24-25高一下·广东·月考)已知复数满足,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【分析】根据复数模的公式求解.
【详解】由题意可得,
所以,解得.
故选:B.
11.(24-25高一下·广东深圳·期中)复数满足,则(i为虚数单位)的最小值为( )
A.4 B.5 C.2 D.3
【答案】A
【分析】首先根据复数的几何意义求复数对应的点的轨迹,再利用数形结合求模的最小值.
【详解】设复数在复平面内对应的点为,由知,点的轨迹为以原点为圆心,
半径为1的圆,表示圆上的点到点的距离,如下图,
如图,最小值为.
故选:A
12.若复数,实数满足,则( )
A. B. C.1 D.4
【答案】D
【分析】法一:利用复数运算法则得到,从而得到方程组,求出,得到答案;
法二:变形得到,是的根,故是方程的另一个根,由韦达定理得到,求出答案.
【详解】法一:因为,
所以,
所以,解得,故;
法二:,故,
因为是的根,故是方程的另一个根,
由韦达定理得,,
故,所以.
故选:D
13.(23-24高一下·河南南阳·期末)已知复数,满足,且,则( )
A. B. C.5 D.
【答案】C
【分析】利用复数的几何意义,把复数和平面向量建立一一对应关系,再利用向量的模长加减运算数形结合求解即可.
【详解】设对应的复数为,对应的复数为,
则对应的复数为,对应的复数为,
因为,且,由勾股定理逆定理知道,
为直角三角形,且.
作长方形,如图所示,
则对应的复数为,故.
故选:C.
14.(24-25高一下·湖北武汉·期末)若i为虚数单位,则复数的虚部为( )
A. B.1 C. D.i
【答案】A
【分析】应用复数的乘方运算化简,即可得.
【详解】由,虚部为.
故选:A
15.(24-25高一下·江西九江·期末)已知复数满足,则,,,…不同的数有( )
A.6个 B.4个 C.2024个 D.以上答案都不正确
【答案】A
【分析】根据复数的四则运算计算出前六项即可求解.
【详解】由可得,
所以,
,
,,,
则,
因此可得周期为6,即,
所以,,,…不同的数有6个,
故选:A
16.(24-25高一下·甘肃武威·期末)若复数是关于的一元二次方程的一个根,则复数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
【答案】B
【分析】首先根据题干得出共轭复数也是方程的根,然后利用韦达定理求出的值,进而得到复数,最后确定其在复平面内对应的点所在的象限.
【详解】复数是关于的一元二次方程的一个根,
它的共轭复数也是方程的根,
由韦达定理得,即,
,
,
故在复平面内对应的点为,位于第二象限.
故选:.
17.已知复数的模长为1,且,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【分析】设,,再用待定系数方法,结合复数相等得解.
【详解】设,,
因为复数的模长为1,所以,
所以,,
因为,所以,
所以,
所以,
所以,,
所以.
故选:B.
18.(2024高一·全国·专题练习)(多选题)若,,且,则的值可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据复数相等的充要条件得到方程组,解得、即可.
【详解】因为,,且,
所以,解得或,
所以或.
故选:AC
19.(24-25高一下·重庆·期末)(多选题)已知复数满足,则下列结论正确的是( )
A.在复平面内对应的点可能是
B.
C.的实部与虚部之积小于等于3
D.复数,则的最大值为
【答案】ACD
【分析】根据复数的几何意义,可知在复平面对应的点为以原点为中心,半径为的圆上,从而判断AB;利用基本不等式判断C;由复数减法的几何意义判断D.
【详解】,则在复平面对应的点为以原点为中心,半径为的圆上,
复平面的点,其模为正确;
错误;
令,则有,所以实部与虚部之积,C正确;
,则,D正确.
故选:ACD.
20.(24-25高一下·福建莆田·期中)定义运算,如果(是虚数单位),那么实数的值为________
【答案】
【分析】利用定义运算可得,再利用复数相等的概念即可求出.
【详解】由题意可得,,
则,
所以,解得,
故.
故答案为:
21.(23-24高一下·广东清远·期末)已知复数,求当实数为何值时;
(1)为实数;
(2)为纯虚数;
(3)为虚数.
【答案】(1)
(2)或
(3)且
【分析】(1)根据复数为实数的条件,列方程和不等式组m的值;
(2)根据复数为纯虚数的条件,列方程和不等式求m的值;
(3)根据复数为虚数的条件,列不等式组求m的值即可.
【详解】(1)当且时,复数为实数,解得,
所以时,复数为实数;
(2)当且且时,复数为纯虚数,
解得或,
所以或时,复数为纯虚数;
(3)当且时,复数为虚数,解得且,
所以且时,复数为虚数.
能力提升进阶练
1.复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C.4 D.
【答案】A
【分析】利用复数的几何意义和代数运算求解.
【详解】因为复数在复平面内对应的点为,所以,
计算,
故选:A.
2.(24-25高一下·福建福州·期末)已知复数是方程的一个根,且在复平面内对应的点位于第四象限.复数,若为纯虚数,则为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由求根公式求出,由为纯虚数求出,确定.
【详解】由已知,因为在复平面内对应的点位于第四象限,
所以.
所以,
因为为纯虚数,所以,解得,
所以,所以.
故选:C.
3.(24-25高一下·上海·期末)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
【分析】由题可得,
,然后由基本不等式结合题意可判断选项正误.
【详解】,
则
,
则.
由基本不等式,.
当,且时,等号成立,则.
故选:C
4.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)已知,是实系数一元二次方程的两根,则,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】根据题意,是共轭复数,即可得,,再由根与系数的关系求解.
【详解】因为()是实系数一元二次方程的两个根,
所以,是共轭复数,
则,,即实系数一元二次方程的两个根是,
所以,.
故选:AB
5.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)复数z满足(i为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】设,代入化简,根据复数相等可求出,可判断BCD;再由复数的模长公式求得判断A.
【详解】设,则,
因为,所以,化为,
所以,,解得,.
所以,,故B错误,C正确,D错误;
所以,故A正确.
故选:AC.
6.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)设,是复数,则下列命题中的真命题有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ABC
【分析】对于A,由得到,故,从而得到结论;对于B,根据共轭复数的定义求解;对于C,设,,,,,,根据复数的模的定义得解;对于D,根据复数的模的定义求解.
【详解】对于A,若,则,,所以为真;
对于B,若,则和互为共轭复数,所以为真;
对于C,设,,,,,,
若,则,,,
所以为真;
对于D,若,,
则为真,而,,所以为假.
故选:ABC.
7.(25-26高一下·全国·单元测试)(多选题)设,为复数,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C.是纯虚数或零 D.
【答案】CD
【分析】利用反例判断AB的正误;利用复数运算法则判断CD的正误.
【详解】对于A,设,因为,,,A错误;
对于B,若,,则,,,但不成立,故B错误;
对于C,设,则,故,当时是零,当时,是纯虚数,C正确,
对于D,设,,
因为,
所以,
又,所以D正确.
故选:CD
8.(24-25高一下·山东青岛·期末)(多选题)设复数均不为0,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】举反例判断AC错误;令,直接由复数运算、模的计算公式验算BD即可.
【详解】对于A,取,则,故A错误,
对于B,令,
则,
,
所以,故B正确;
对于C,取,则,故C错误;
对于D,令,
则
,故D正确.
故选:BD.
9.(24-25高一下·河南驻马店·月考)(多选题)已知复数,(,,,2,i为虚数单位),,的共轭复数分别为,,定义运算,记任意复数z的实部为,虚部为,则下列说法正确的有( ).
A.若,则
B.若,在复平面内所对应的向量所成的夹角为锐角,则
C.
D.
【答案】ACD
【分析】根据复数、运算新定义求参数判断A;由复数的向量表示,及向量数量积的坐标运算判断B;将不等式作等价转化有,应用换元法并化简判断C;结合复数的乘法运算判断D.
【详解】若,则,,解得,故A正确;
设对应的向量为,对应的向量为,,的夹角为,
若,
则,其所成角为钝角,故B错误;
,原选项等价于,
令,,则原式等价于,整理得,所以原式恒成立,故C正确;
,当且仅当时,等号成立,
由,两边平方,整理得,故D正确.
故选:ACD
10.(25-26高一下·全国·课堂例题)设i是虚数单位,___________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用复数除法及乘方运算求解.
【详解】原式.
故答案为:
11.(25-26高一下·全国·课后作业)已知复数,则复数的模的最大值为_____________,最小值为_____________.
【答案】 6 4
【分析】根据复数的几何意义及两点间的距离公式求解即可.
【详解】令,则.
因为,所以,
所以复数在复平面内对应的点的轨迹是以为圆心,1为半径的圆,如图,
易知,圆上的点A所对应的复数的模最大,为,圆上的点B所对应的复数的模最小,为,
所以复数的模的最大值和最小值分别为6和4.
故答案为:6;4
12.(24-25高一下·山东·期中)已知复数可以表示为三角形式:,其中是以轴非负半轴为始边.向量所在射线为终边的角.已知与的乘积.
(1)试将写成三角形式;
(2)当时,求的最大值和最小值.
(3)请用复数三角形式的乘积公式推导三倍角公式:,.
【答案】(1),其中.
(2)的最大值为3,最小值为0.
(3)证明见解析
【分析】(1)根据复数三角形的定义可得复数的三角表示形式;
(2)设,利用乘法的性质可得,根据余弦函数的性质可求最值;
(3)利用题设复数三角形式的乘法结合复数的乘法可证三倍角公式.
【详解】(1)设,
则,故,
故,其中.
(2)因为,故设,
故
,
因为,故,
故的最大值为3,此时,最小值为0,此时.
(3)设,则
,
但
,
故,.
13.(24-25高一下·湖北·期中)形如的数称为复数的代数形式,而任何一个复数都可以表示成的形式,即其中为复数的模,叫做复数的辐角,我们规定范围内的辐角的值为辐角的主值,记作.复数叫做复数的三角形式.由复数的三角形式可得出,若,则.其几何意义是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倍.
(1)试将写成三角形式(辐角取主值);
(2)复平面内,将对应的向量绕原点顺时针方向旋转,模长变为原来的2倍后,所得向量对应的复数为,求;
(3)类比高中函数的定义,引入虚数单位,自变量为复数的函数称之为复变函数.已知复变函数.若存在实部不为0,且虚部大于0的复数和实数,使得成立,复数在复平面上对应的点为为坐标原点,点,以为边作正方形,其中在上方,求线段的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据向量三角函数形式的定义代入计算辐角即可;
(2)先计算得,再代入化简即可;
(3)设,代入化简,则,从而得到,最后计算得,从而得到其最值.
【详解】(1)由于,故,所以,
所以,因为,所以,
所以.
(2)
.
.
(3)设,
则
.
因为存在实数,使得成立,所以为实数,
所以,
因为,所以,
当时,,符合题意,点A的轨迹为单位圆的一部分.
设所表示的复数为,
则
记所表示的复数为,则,
故,
当时,.
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