内容正文:
专题7.1 复数的概念重难点题型专训
(3个知识点+6大题型+1大拓展训练+自我检测)
题型一 复数的基本概念
题型二 求复数的实部与虚部
题型三 根据相等条件求参数
题型四 复数的相等
题型五 复数的分类及辨析
题型六 已知复数的类型求参数
拓展训练一 复数的相关求值
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·湖北·月考)已知为虚数单位,复数的虚部与实部互为相反数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【分析】由复数虚部,实部定义可得答案.
【详解】由题,,则.
故选:B
2.(24-25高二下·湖北·期中)我们定义“”为:对于任意两个复数,,当且仅当“”或“,且”时,.按上述定义的关系“”,若复数z满足则______(写出一个符合题意的复数即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】设复数,根据复数的新定义列出方程组,即可求解.
【详解】由对于,,当且仅当“”或“,且”时,,
设复数,要使得,
则满足,且,
例如,此时,满足.
故答案:(答案不唯一)
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.(24-25高一下·上海浦东新·期中)下列命题一定成立的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则是纯虚数
D.若且,则且
【答案】D
【分析】根据复数的概念和性质逐项进行检验即可判断.
【详解】对于,当时,,故选项错误;
对于,当时,,但并不相等,故选项错误;
对于,若,则并不是纯虚数,故选项错误;
对于,因为且,所以为正实数,则且,故选项正确,
故选:.
2.(25-26高一·全国·课后作业)已知复数,当实数m取_________时,复数是实数,当实数m取_________时,复数是纯虚数,
【答案】 2 0
【分析】根据复数的有关概念求解.
【详解】复数,
当,即时,复数为实数.
当,且时,即时,复数为纯虚数.
故答案为:2,0
【点睛】本题主要考查复数的有关概念,属于基础题.
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.(24-25高一下·河南郑州·期中)若实数x,y满足,则( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】由条件结合复数相等的定义求,再求即可.
【详解】因为,所以,,故,故C正确.
故选:C.
2.(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:
【经典例题一 复数的基本概念】
【例1】(24-25高三上·黑龙江绥化·期中)已知复数(其中是虚数单位)的实部与虚部相等,则实数等于( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C
【分析】由题意得,解方程即可
【详解】因为的实部与虚部相等,
所以,解得,
故选:C.
【例2】(25-26高一下·全国·课后作业)已知复数z1=4-m2+(m-2)i,z2=λ+2sin θ+(cos θ-2)i(其中i是虚数单位,m,λ,θ∈R).
(1)若z1为纯虚数,求实数m的值;
(2)若z1=z2,求实数λ的取值范围.
【答案】(1)-2;
(2)[2,6]
【分析】(1)z1为纯虚数,则其实部为0,虚部不为0,解得参数值;
(2)由z1=z2,实部、虚部分别相等,求得关于的函数表达式,根据的范围求得参数取值范围.
【详解】(1)由z1为纯虚数,
则解得m=-2.
(2)由z1=z2,得
∴λ=4-cos2θ-2sin θ=sin2θ-2sin θ+3.
∵-1≤sin θ≤1,
∴当sin θ=1时,λmin=2,
当sin θ=-1时,λmax=6,
∴实数λ的取值范围是[2,6].
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.(多选)(24-25高二下·江苏南京·期中)“虚数”这个词是世纪著名数学家、哲学家笛卡尔创制的,当时的观念认为这是不存在的数.人们发现即使使用全部的有理数和无理数,也不能解决代数方程的求解问题,像这样最简单的二次方程,在实数范围内没有解.引进虚数概念以后,代数方程的求解问题才得以解决.设是方程的根,则( )
A. B.
C.是该方程的根 D.是该方程的根
【答案】ABD
【分析】根据每个选项的描述进行判断,即可得出结果.
【详解】解:对于A选项,由于是方程的根,则,
而,故,选项A正确;
对于B选项,由虚根成对定理可知,也是方程的根,故,选项B正确;
对于C,且,故不是该方程的根,选项C错误;
对于D,,而,代入方程得,,
是该方程的根,即是该方程的根,选项D正确.
故选:ABD.
3.(24-25高一下·青海西宁·期中)已知为虚数单位,实数满足,则______.
【答案】6
【分析】根据复数为实数的条件,解不等式即可求解.
【详解】由题意,即,解得.
故答案为:6
4.(24-25高二下·江苏苏州·期中)设复数,且,.
(1)求复数的模;
(2)求复数实部的取值范围;
(3)设,求证:为纯虚数.
【答案】(1)1;(2);(3)见解析
【详解】分析:(1)由,由得,从而虚部为0,得,进而可得解;
(2)由(1)知,从而求范围即可;
(3)化简,由(1)知,则,从而得证.
详解:(1),
由得,
则,
由,解得,
所以,
(2)由(1)知,所以,
即复数的实部的取值范围是.
(3) ,
由(1)知,则,
应为,所以为纯虚数.
【经典例题二 求复数的实部与虚部】
【例1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)的虚部为( )
A.i B.5i C.1 D.-5
【答案】C
【分析】根据复数乘法运算结合虚部定义求解.
【详解】由于,则的虚部为;
故选:C
【例2】(25-26高一·湖南·课后作业)求以下复数的实部和虚部:
(1);
(2);
(3);
(4).
【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;
【分析】根据复数的概念一一判断即可;
【详解】(1)解:复数的实部为,虚部为;
(2)解:复数,所以实部为,虚部为;
(3)解:复数的实部为,虚部为;
(4)解:复数的实部为,虚部为;
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.(多选)(24-25高一下·安徽安庆·月考)下列命题不正确的是( )
A.复数不可能是纯虚数
B.若复数,则当且仅当时,为虚数
C.若是纯虚数,则实数
D.若,则复数为纯虚数
【答案】ABC
【分析】根据复数的分类条件,逐项判断即可.
【详解】对于A,当,时,复数为纯虚数,故A错误;
对于B,当,时,,为虚数,故B错误;
对于C,当时,为实数,故C错误;
对于D,当时,,为纯虚数,故D正确.
故选:ABC.
3.(24-25高二下·上海闵行·月考)若复数的实部与虚部之和为0,则b的值为________.
【答案】
【分析】结合题意,由复数的实部与虚部求解可得.
【详解】由题意可得实部为2,则.
故答案为:.
4.(24-25高二下·上海金山·月考)已知复数满足,
(1)求复数;(2)若复数是实系数一元二次方程的一个根,求的值.
【答案】(1)(2)
【详解】试题分析:(1)根据复数模的定义以及复数相等条件得方程组,解方程组可得复数(2)根据实系数一元二次方程虚数根特点可得为方程两根,利用韦达定理可求b,c,即得的值
试题解析:解:设,
【经典例题三 根据相等条件求参数】
【例1】(25-26高一·全国·课后作业)下列命题中正确的是( ).
A.;
B.;
C.若x,,则的充要条件是;
D.若,则.
【答案】A
【分析】根据复数的运算法则即可判断结果.
【详解】,故A 正确;
,故B错误;
若x,,若有;若有;
故是的充分不必要条件,C错误;
若,取则,故D错
故选:A
【例2】(24-25高一下·全国·课堂例题)求满足下列条件的实数x,y的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3),或
(4)
【分析】(1)根据实部与虚部对应关系解方程即可
(2)令实部为0且虚部为0解方程即可;
(3)根据实部与虚部对应关系解方程即可;
(4)令实部为0且虚部为0解方程即可.
【详解】(1)由,可得
(2)由,可得
(3)由,可得,或
(4)由,可得
1.(24-25高一下·上海虹口·期末)已知,则下列说法中与“是纯虚数”不等价的是( )
A. B.
C.且 D.或,且
【答案】A
【分析】利用复数的基本概念依次判断即可.
【详解】对于选项A,设,R ,
由可知,,即,
但是不能说明一定不等于零,所以不能说明是纯虚数;
对于选项B,设,R ,
由可知,即,,所以可知是纯虚数;
对于选项C,复数实部为,虚部不等于,所以可知是纯虚数;
对于选项D,设,R , 由可知,,则,
又因为,所以,同理且,可知,,所以可知是纯虚数;
故选:A.
2.(多选)(25-26高一下·全国·课后作业)已知i为虚数单位,下列命题中正确的是
A.若x,,则的充要条件是
B.是纯虚数
C.若,则
D.当时,复数是纯虚数
【答案】BD
【解析】选项A:取,满足方程,所以错误;选项B:,恒成立,所以正确;选项C:取,,,所以错误;选项D:代入
,验证结果是纯虚数,所以正确.
【详解】取,,则,
但不满足,故A错误;
,恒成立,所以是纯虚数,
故B正确;
取,,则,但不成立,故C错误;
时,复数是纯虚数,
故D正确.
故选:BD.
【点睛】本题考查复数有关概念的辨析,特别要注意复数的实部和虚部都是实数,解题时要合理取特殊值,属于中档题.
3.(25-26高一下·全国·课堂例题)若,则____________,____________.
【答案】 3
【分析】由复数的定义可知,实部和虚部都为0,则复数为0,联立方程求解即可
【详解】,,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.
【经典例题四 复数的相等】
【例1】(25-26高三上·河南·月考)设为虚数单位,若,则( )
A.-1 B. C. D.1
【答案】C
【分析】根据复数相等的性质列等式运算即可.
【详解】由题得解得所以.
故选:.
【例2】(24-25高一下·全国·课后作业)(1)若,求实数x,y的值;
(2)已知成立,求实数a的值.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)根据复数相等的充要条件列方程组求解即可;
(2)先化简整理复数,然后根据复数为0的充要条件列方程组求解即可.
【详解】(1)由复数相等的充要条件,得,解得;
(2)因为,,
所以,
可得,解得,或,
所以.
1.(24-25高三下·上海杨浦·月考)已知复数和复数.“”是“”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
【分析】两个复数相等的条件是实部相等和虚部相等,以及充分必要条件的成立条件即可判断.
【详解】充分性:当时,若,则,所以充分性不成立;
必要性:当时,则且,所以必要性成立,
所以“”是“”的必要非充分条件.
故选:B
2.(多选)(2024高一·全国·专题练习)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
3.(24-25高一下·全国·课后作业)已知关于x,y的方程组有实数解,则实数a,b的值分别为_________.
【答案】1,2
【分析】根据复数相等列方程组计算求参即可.
【详解】设是方程组的实数解.由已知及复数相等,
得由①②得
代入③④得所以实数a,b的值分别为1,2.
故答案为:.
4.(24-25高一下·河南洛阳·月考)(1)解方程;
(2)已知是方程的一个根,求实数的值.
【答案】(1)或;(2).
【分析】(1)设出,带入等式,再利用两复数相等:实部等于实部,虚部等于虚部.列出方程组即可解出答案.
(2)将带入,化简后再利用两复数相等:实部等于实部,虚部等于虚部.列出方程组即可解出答案.
【详解】(1)设,
由,得,
所以
当时,;
当时,.
所以或.
(2)因为是方程的一个根,
所以,
整理,得,
即
解得.
【经典例题五 复数的分类及辨析】
【例1】(25-26高二上·河南·开学考试)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】根据纯虚数的定义判断即可.
【详解】,是纯虚数;,,是实数;是虚数,但不是纯虚数;
综上,纯虚数的个数为2.
故选:C.
【例2】(25-26高一·全国·课后作业)已知:复数,其中x∈R.求证:复数不可能是纯虚数.
【答案】证明见解析.
【分析】假设复数z是纯虚数,可得,解之即可得到结果.
【详解】假设复数z是纯虚数,
则有,
由得x2-3x-3=1,解得x=-1或x=4.
当x=-1时,log2(x-3)无意义;
当x=4时,log2(x-3)=0,这与log2(x-3)0矛盾,故假设不成立,
所以复数z不可能是纯虚数.
1.(2024高一下·江苏·专题练习)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】C
【分析】根据纯虚数定义、复数相等的定义,结合虚数单位的性质、复数的分类逐一判断即可.
【详解】A:当时,显然是实数,因此本选项说法不正确;
B:,因此本选项说法不正确;
C:,,因此本选项说法正确;
D:由虚数单位的定义可知:,因此本选项说法不正确,
故选:C
2.(多选)(24-25高一下·江苏泰州·期中)对于复数,则下列结论中错误的是( )
A.若,则为纯虚数 B.若,则
C.若,则为实数 D.若,则不是复数
【答案】ABD
【分析】A.由判断;B.由复数的实部和虚部判断;C.复数的分类判断;D.由复数的分类判断.
【详解】A.当时,为实数,故错误;
B.若,则,故错误;
C.若,则为实数,故正确;
D.若,则是实数,故错误;
故选:ABD
3.(25-26高一下·全国·课后作业)给出下列复数:①,②,③,④,⑤;其中表示实数的有(填上序号)_____________.
【答案】②③④
【分析】根据复数分类中实数的特征逐一判断即可.
【详解】①为纯虚数不是实数;
②为无理数是实数;
③为实数;
④为实数;
⑤为一般虚数不是实数.
故答案为:②③④
4.(24-25高一下·天津河东·期中)当实数取什么值时,复数分别满足下列条件?
(1)复数实数;
(2)复数纯虚数;
(3)复平面内,复数对应的点位于直线上.
【答案】(1)或;(2);(3)或.
【解析】(1)由虚部为0,求解值;
(2)由实部为0且虚部不为0,列式求解值;
(3)由实部与虚部的和为0,列式求解值.
【详解】解:由题可知,复数,
(1)当为实数时,则虚部为0,
由,解得:或;
(2)当纯虚数时,实部为0且虚部不为0,
由,解得:;
(3)当对应的点位于直线上时,则,
即:实部与虚部的和为0,
由,解得:或.
【经典例题六 已知复数的类型求参数】
【例1】(25-26高二上·江苏扬州·期末)已知复数是纯虚数,则实数的值为( ).
A.0或2 B.0 C.1或2 D.1
【答案】B
【分析】根据纯虚数的定义列出等式,然后计算即可.
【详解】因为复数是纯虚数,
所以,解得.
故选:B.
【例2】(24-25高一下·四川自贡·期末)复数z满足
(1)若复数z为实数,求m的值;
(2)若复数z为纯虚数,求m的值;
(3)设复数,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由复数z为实数,则虚部为0可解;
(2)由复数z为纯虚数,则实部为0,且虚部不为0;
(3)由复数相等的条件,可得,然后利用二次函数性质求值域即可.
【详解】(1)复数z为实数,所以.
(2)复数z为纯虚数,
所以,解得.
(3),
,
即,
又,所以时,,时,,
所以的取值范围为.
1.(25-26高三上·山东潍坊·月考)已知复数为纯虚数,且,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据纯虚数的定义求解即可.
【详解】由题意,知,因为复数为纯虚数,所以,所以,
故选:C
2.(多选)(2024高一·全国·专题练习)若为虚数单位)为实数,则的值可能为( )
A.0 B.1
C.-1 D.2或-2
【答案】BC
【分析】根据复数为实数列方程求解.
【详解】若为虚数单位)为实数,
则,所以.
故选:BC
3.(25-26高一下·全国·课后作业)从集合中任取两个互不相等的数,,组成复数,其中虚数有______个.
【答案】36
【解析】若复数为虚数,则,分两种情况讨论即得解.
【详解】从集合中任取两个互不相等的数,,组成复数,当时,对应的有6个值;当取1,2,3,4,5,6时,对应的只有5个值.所以虚数有(个).故答案为:36.
【点睛】本题考查了虚数的定义,考查了学生概念理解,数学运算,分类讨论的能力,属于基础题.
4.(24-25高一下·全国·课堂例题)复数,当实数m取什么值时,
(1)是实数;
(2)是虚数;
(3)是纯虚数.
【答案】(1)或
(2)且且
(3)
【分析】(1)根据复数是实数,列出方程,解方程即可得解;
(2)根据复数是虚数,列出方程,解方程即可得出答案;
(3)根据复数是纯虚数,列出方程,解方程即可得出答案.
【详解】(1)因为复数为实数,所以,即或,
所以或时,复数为实数.
(2)因为为虚数,则,解得且且,
所以且且时,复数为纯虚数.
(3)因为为纯虚数,则,解得,
所以时,复数为纯虚数.
【拓展训练一 复数的相关求值】
【例1】(2024·浙江温州·二模)已知,则“”是“”的( )
A.充分条件但不是必要条件 B.必要条件但不是充分条件
C.充要条件 D.既不是充分条件也不是必要条件
【答案】B
【分析】根据复数的概念及充分、必要条件的定义判定即可.
【详解】易知,所以不满足充分性,而,满足必要性.
故选:B
【例2】(25-26高一·全国·课后作业)分别求满足下列条件的实数x,y的值.
(1) ;
(2).
【答案】(1);
(2)x=3.
【分析】(1)(2)利用复数相等或复数等于0直接列式计算作答.
【详解】(1)因x,y∈R,,则有,解得,
所以.
(2)因x∈R,,于是得,解得,
所以.
1.(24-25高一下·北京·期末)若复数是虚数,则实数取值的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据复数是虚数的条件为虚部不为零,列式求得结果,选出答案.
【详解】由复数是虚数,
所以,所以实数取值的集合是,
故选:C.
2.(多选)(24-25高三上·江苏扬州·月考)数学家们在探寻自然对数底与圆周率之间的联系时,发现了如下公式:
(1)
(2)
(3)
以下命题,正确的是( )
A.(为虚数单位) B.(为虚数单位)
C.(为虚数单位) D.(为虚数单位)
【答案】AB
【分析】根据题意得,即,再令即可得答案.
【详解】解:根据题意,,
,
所以(为虚数单位),故A选项正确,C选项错误;
当时,,所以(为虚数单位),故B选项正确,D选项错误;
故选:AB
3.(2025高一·全国·专题练习)定义运算,如果,则的值为____.
【答案】
【分析】由题意以及复数相等,建立方程组,可得答案.
【详解】由定义运算,得,
故有.
因为x,y为实数,所以有,得,得.
所以.
故答案为:
4.(24-25高二下·河南周口·月考)已知m∈R,复数z=,当m为何值时:
(1)z∈R;
(2)z是虚数;
(3)z是纯虚数.
【答案】(1)或;(2)且且;(3)或.
【分析】(1)解=0,,即可得解;
(2)虚部不为0,则该复数为虚数,则,即可得解;
(3)复数是纯虚数,则实部为0,虚部不为0,根据,,即可得解.
【详解】(1)z∈R,所以=0,,
,
所以,当或时,z∈R;
(2)z是虚数,则,,
当且且时,z是虚数;
(3)z是纯虚数,,,,
所以或时,z是纯虚数.
1.(25-26高一下·全国·课后作业)下列四种说法正确的是( )
A.如果实数,那么是纯虚数.
B.实数是复数.
C.如果,那么是纯虚数.
D.任何数的偶数次幂都不小于零.
【答案】B
【分析】根据复数的概念及分类,逐项判定,即可看求解.
【详解】对于A中,若,那么,所以A错误;
对于B中,由复数的概念,可得实数是复数,所以B正确;
对于C中,若且时,复数,所以C不正确;
对于D中,由虚数单位,可得D错误.
故选:B.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)设集合{复数},{实数},{纯虚数},若全集,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】举反例判断选项AB,根据集合的关系,结合集合的运算性质判断CD.
【详解】复数,但,所以,选项A错误;
复数,但,所以,选项B错误;
,选项C错误,
,选项D正确;
故选:D.
3.(2025·陕西西安·一模)若复数满足,则的虚部是( )
A. B. C.-2 D.2
【答案】D
【分析】根据的幂次运算法则对化简,根据虚部定义确定的虚部.
【详解】
,
则的虚部是2.
故选:D
4.(2025·湖南岳阳·模拟预测)已知为虚数单位,为实数,若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】由复数相等可列出方程组求解.
【详解】由题意,
所以,解得,所以.
故选:D.
5.(24-25高一下·上海宝山·月考)如果两个复数的实部互为相反数,虚部相等,那么这两个复数互为“共胚复数”.已知与互为“共胚复数”.其中为虚数单位,则的值为( )
A.-2 B.-1 C.0 D.3
【答案】B
【分析】利用复数的除法,结合给定的定义列式求解.
【详解】,依题意,,解得,
所以.
故选:B
6.(多选)(24-25高一下·四川达州·期中)下列四种说法不正确的是( )
A.如果实数,那么是纯虚数.
B.实数是复数.
C.如果,那么是纯虚数.
D.任何数的偶数次幂都不小于零.
【答案】ACD
【分析】根据复数的概念及分类,逐项判定,即可求解.
【详解】对A,当时,则是实数,故A错误;
对B,根据复数定义可知,故B正确;
对C,,那么是实数,故C错误;
对D,根据虚数,故D错误.
故选:ACD
7.(多选)(24-25高一下·河北唐山·期中)下列命题中错误的有( )
A.若,则的充要条件是
B.纯虚数集相对于复数集的补集是虚数集
C.,若,则
D.若实数与对应,则实数集与复数集一一对应
【答案】ABCD
【分析】根据复数的相关定义判断AB,举反例判断C,利用对应关系,以及复数集合的定义,即可判断D.
【详解】A.因为,所以的充要条件不是,故A不正确;
B.纯虚数集相对于复数集的补集是实数集合和虚数集中的非纯虚数集,故B不正确;
C.因为,若,则不一定相等,比如,,满足,此时不相等,故C不正确;
D. 因为规定实数与复数对应,所以复数却没有实数与之对应,所以只有纯虚数和有原象,因此不满足实数集与复数集一一对应,故D不正确.
故选:ABCD
8.(多选)(25-26高一·全国·课后作业)(多选)若,且,则等于( )
A.4 B. C.2 D.0
【答案】AD
【分析】根据,列方程组求解即可.
【详解】因为,且,
所以,解得或,
所以或0.
故选:AD
9.(多选)(25-26高一·全国·课后作业)下列命题不正确的是( )
A.复数不可能是纯虚数
B.若,则复数为纯虚数
C.若是纯虚数,则实数
D.若复数,则当且仅当时,为虚数
【答案】ACD
【分析】根据复数的概念逐项判断即可.
【详解】选项A中,当,时,复数是纯虚数,错误;
选项B中,时,为纯虚数,正确;
选项C中,若是纯虚数,则,即,
所以,错误;
选项D中,没有给出是实数,当时,
也是虚数,错误.
故选:ACD
10.(多选)(24-25高一下·黑龙江鸡西·期中)若复数,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】依题意可得与均为实数,即可判断.
【详解】因为虚数不能比较大小,若复数,
则说明与均为实数,所以且.
故选:AC
11.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)已知i是虚数单位,则_______
【答案】0
【分析】根据的运算公式,即可求解.
【详解】.
故答案为:0
12.(24-25高一下·上海浦东新·月考)已知复数 (为虚数单位),则___________.
【答案】3
【分析】根据,确定其实部和虚部,即可求得答案.
【详解】由复数,可知其实部和虚部分别为1和 ,
故,
故答案为:3
13.(24-25高一下·新疆·期中)已知,则______.
【答案】1
【分析】由复数分类的定义可知,实部和虚部都为0,则复数为0,联立方程求解即可.
【详解】由,得,解得.
故答案为:1.
14.(2025高一·全国·专题练习)已知复数为纯虚数,则实数_____.
【答案】0
【详解】根据已知条件,结合纯虚数的定义,即可求解.
【解答】复数为纯虚数,所以,解得.
故答案为:0
15.(25-26高三上·上海·月考)设是虚数单位,若是纯虚数,则实数________.
【答案】
【分析】根据已知复数是纯虚数列式计算求解.
【详解】设是虚数单位,若是纯虚数,则实数,且不是0,
则.
故答案为:.
16.(24-25高二下·福建福州·期中)设z1=2x+1+(x2﹣3x+2)i,z2=x2﹣2+(x2+x﹣6)i(x∈R).
(1)若z1是纯虚数,求实数x的取值范围;
(2)若z1>z2,求实数x的取值范围.
【答案】(1) ; (2) .
【分析】(1)由纯虚数的概念可得,进而可求出取值范围.
(2)由题意知均为实数,从而可求出实数x的取值范围.
【详解】解:(1)由题意知, ,解得且,即.
(2)由题意知,均为实数,即 ,解得,
即,满足,则.
【点睛】本题考查了虚数的概念,属于基础题.
17.(24-25高二下·河南郑州·期中)已知复数,且.
(Ⅰ)求复数;
(Ⅱ)若是实数,求实数的值.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)根据复数相等列方程组,解得(Ⅱ)先化复数为代数形式,再根据复数为实数列式,解得实数的值.
【详解】解: (Ⅰ)由题意解之得.
所以为所求
(Ⅱ)由(Ⅰ)得,
是实数,,即为所求.
【点睛】本题考查复数相等以及复数概念,考查基本分析求解能力,属中档题
18.(24-25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.
19.(24-25高一下·湖南·期中)已知复数,.
(1)若为实数,求;
(2)若为虚数,求的取值范围;
(3)若为纯虚数,求.
【答案】(1)或5
(2)且
(3)
【分析】(1)由复数是实数,得到,即可求解;
(2)由复数是虚数,得到,即可求解;
(3)由复数是纯虚数,列出方程组,再用模长公式即可求解
【详解】(1)由题意得
得或5
(2)由题意得
得且
(3)由题意得
得故,所以,所以.
20.(24-25高一下·广西·月考)已知复数,,其中是虚数单位,.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据纯虚数的定义即可列关系求解,
(2)利用复数相等的充要条件,建立方程,结合三角函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为为纯虚数,所以,解得.
(2)由,得.
因此.
因为,
所以当时,;当时,,
故的取值范围是.
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专题7.1 复数的概念重难点题型专训
(3个知识点+6大题型+1大拓展训练+自我检测)
题型一 复数的基本概念
题型二 求复数的实部与虚部
题型三 根据相等条件求参数
题型四 复数的相等
题型五 复数的分类及辨析
题型六 已知复数的类型求参数
拓展训练一 复数的相关求值
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·湖北·月考)已知为虚数单位,复数的虚部与实部互为相反数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
2.(24-25高二下·湖北·期中)我们定义“”为:对于任意两个复数,,当且仅当“”或“,且”时,.按上述定义的关系“”,若复数z满足则______(写出一个符合题意的复数即可)
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.(24-25高一下·上海浦东新·期中)下列命题一定成立的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则是纯虚数
D.若且,则且
2.(25-26高一·全国·课后作业)已知复数,当实数m取_________时,复数是实数,当实数m取_________时,复数是纯虚数,
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.(24-25高一下·河南郑州·期中)若实数x,y满足,则( )
A. B.1 C.2 D.3
2.(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________
【经典例题一 复数的基本概念】
【例1】(24-25高三上·黑龙江绥化·期中)已知复数(其中是虚数单位)的实部与虚部相等,则实数等于( )
A. B. C.2 D.3
【例2】(25-26高一下·全国·课后作业)已知复数z1=4-m2+(m-2)i,z2=λ+2sin θ+(cos θ-2)i(其中i是虚数单位,m,λ,θ∈R).
(1)若z1为纯虚数,求实数m的值;
(2)若z1=z2,求实数λ的取值范围.
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.(多选)(24-25高二下·江苏南京·期中)“虚数”这个词是世纪著名数学家、哲学家笛卡尔创制的,当时的观念认为这是不存在的数.人们发现即使使用全部的有理数和无理数,也不能解决代数方程的求解问题,像这样最简单的二次方程,在实数范围内没有解.引进虚数概念以后,代数方程的求解问题才得以解决.设是方程的根,则( )
A. B.
C.是该方程的根 D.是该方程的根
3.(24-25高一下·青海西宁·期中)已知为虚数单位,实数满足,则______.
4.(24-25高二下·江苏苏州·期中)设复数,且,.
(1)求复数的模;
(2)求复数实部的取值范围;
(3)设,求证:为纯虚数.
【经典例题二 求复数的实部与虚部】
【例1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)的虚部为( )
A.i B.5i C.1 D.-5
【例2】(25-26高一·湖南·课后作业)求以下复数的实部和虚部:
(1);
(2);
(3);
(4).
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.(多选)(24-25高一下·安徽安庆·月考)下列命题不正确的是( )
A.复数不可能是纯虚数
B.若复数,则当且仅当时,为虚数
C.若是纯虚数,则实数
D.若,则复数为纯虚数
3.(24-25高二下·上海闵行·月考)若复数的实部与虚部之和为0,则b的值为________.
4.(24-25高二下·上海金山·月考)已知复数满足,
(1)求复数;(2)若复数是实系数一元二次方程的一个根,求的值.
【经典例题三 根据相等条件求参数】
【例1】(25-26高一·全国·课后作业)下列命题中正确的是( ).
A.;
B.;
C.若x,,则的充要条件是;
D.若,则.
【例2】(24-25高一下·全国·课堂例题)求满足下列条件的实数x,y的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
1.(24-25高一下·上海虹口·期末)已知,则下列说法中与“是纯虚数”不等价的是( )
A. B.
C.且 D.或,且
2.(多选)(25-26高一下·全国·课后作业)已知i为虚数单位,下列命题中正确的是
A.若x,,则的充要条件是
B.是纯虚数
C.若,则
D.当时,复数是纯虚数
3.(25-26高一下·全国·课堂例题)若,则____________,____________.
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.
【经典例题四 复数的相等】
【例1】(25-26高三上·河南·月考)设为虚数单位,若,则( )
A.-1 B. C. D.1
【例2】(24-25高一下·全国·课后作业)(1)若,求实数x,y的值;
(2)已知成立,求实数a的值.
1.(24-25高三下·上海杨浦·月考)已知复数和复数.“”是“”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
2.(多选)(2024高一·全国·专题练习)若,,且,则的值可能是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一下·全国·课后作业)已知关于x,y的方程组有实数解,则实数a,b的值分别为_________.
4.(24-25高一下·河南洛阳·月考)(1)解方程;
(2)已知是方程的一个根,求实数的值.
【经典例题五 复数的分类及辨析】
【例1】(25-26高二上·河南·开学考试)在,,,,,这几个数中,纯虚数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【例2】(25-26高一·全国·课后作业)已知:复数,其中x∈R.求证:复数不可能是纯虚数.
1.(2024高一下·江苏·专题练习)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
2.(多选)(24-25高一下·江苏泰州·期中)对于复数,则下列结论中错误的是( )
A.若,则为纯虚数 B.若,则
C.若,则为实数 D.若,则不是复数
3.(25-26高一下·全国·课后作业)给出下列复数:①,②,③,④,⑤;其中表示实数的有(填上序号)_____________.
4.(24-25高一下·天津河东·期中)当实数取什么值时,复数分别满足下列条件?
(1)复数实数;
(2)复数纯虚数;
(3)复平面内,复数对应的点位于直线上.
【经典例题六 已知复数的类型求参数】
【例1】(25-26高二上·江苏扬州·期末)已知复数是纯虚数,则实数的值为( ).
A.0或2 B.0 C.1或2 D.1
【例2】(24-25高一下·四川自贡·期末)复数z满足
(1)若复数z为实数,求m的值;
(2)若复数z为纯虚数,求m的值;
(3)设复数,若,求的取值范围.
1.(25-26高三上·山东潍坊·月考)已知复数为纯虚数,且,则实数( )
A. B. C. D.
2.(多选)(2024高一·全国·专题练习)若为虚数单位)为实数,则的值可能为( )
A.0 B.1
C.-1 D.2或-2
3.(25-26高一下·全国·课后作业)从集合中任取两个互不相等的数,,组成复数,其中虚数有______个.
4.(24-25高一下·全国·课堂例题)复数,当实数m取什么值时,
(1)是实数;
(2)是虚数;
(3)是纯虚数.
【拓展训练一 复数的相关求值】
【例1】(2024·浙江温州·二模)已知,则“”是“”的( )
A.充分条件但不是必要条件 B.必要条件但不是充分条件
C.充要条件 D.既不是充分条件也不是必要条件
【例2】(25-26高一·全国·课后作业)分别求满足下列条件的实数x,y的值.
(1) ;
(2).
1.(24-25高一下·北京·期末)若复数是虚数,则实数取值的集合是( )
A. B. C. D.
2.(多选)(24-25高三上·江苏扬州·月考)数学家们在探寻自然对数底与圆周率之间的联系时,发现了如下公式:
(1)
(2)
(3)
以下命题,正确的是( )
A.(为虚数单位) B.(为虚数单位)
C.(为虚数单位) D.(为虚数单位)
3.(2025高一·全国·专题练习)定义运算,如果,则的值为____.
4.(24-25高二下·河南周口·月考)已知m∈R,复数z=,当m为何值时:
(1)z∈R;
(2)z是虚数;
(3)z是纯虚数.
1.(25-26高一下·全国·课后作业)下列四种说法正确的是( )
A.如果实数,那么是纯虚数.
B.实数是复数.
C.如果,那么是纯虚数.
D.任何数的偶数次幂都不小于零.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)设集合{复数},{实数},{纯虚数},若全集,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·陕西西安·一模)若复数满足,则的虚部是( )
A. B. C.-2 D.2
4.(2025·湖南岳阳·模拟预测)已知为虚数单位,为实数,若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.(24-25高一下·上海宝山·月考)如果两个复数的实部互为相反数,虚部相等,那么这两个复数互为“共胚复数”.已知与互为“共胚复数”.其中为虚数单位,则的值为( )
A.-2 B.-1 C.0 D.3
6.(多选)(24-25高一下·四川达州·期中)下列四种说法不正确的是( )
A.如果实数,那么是纯虚数.
B.实数是复数.
C.如果,那么是纯虚数.
D.任何数的偶数次幂都不小于零.
7.(多选)(24-25高一下·河北唐山·期中)下列命题中错误的有( )
A.若,则的充要条件是
B.纯虚数集相对于复数集的补集是虚数集
C.,若,则
D.若实数与对应,则实数集与复数集一一对应
8.(多选)(25-26高一·全国·课后作业)(多选)若,且,则等于( )
A.4 B. C.2 D.0
9.(多选)(25-26高一·全国·课后作业)下列命题不正确的是( )
A.复数不可能是纯虚数
B.若,则复数为纯虚数
C.若是纯虚数,则实数
D.若复数,则当且仅当时,为虚数
10.(多选)(24-25高一下·黑龙江鸡西·期中)若复数,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
11.(24-25高一下·江苏宿迁·期中)已知i是虚数单位,则_______
12.(24-25高一下·上海浦东新·月考)已知复数 (为虚数单位),则___________.
13.(24-25高一下·新疆·期中)已知,则______.
14.(2025高一·全国·专题练习)已知复数为纯虚数,则实数_____.
15.(25-26高三上·上海·月考)设是虚数单位,若是纯虚数,则实数________.
16.(24-25高二下·福建福州·期中)设z1=2x+1+(x2﹣3x+2)i,z2=x2﹣2+(x2+x﹣6)i(x∈R).
(1)若z1是纯虚数,求实数x的取值范围;
(2)若z1>z2,求实数x的取值范围.
17.(24-25高二下·河南郑州·期中)已知复数,且.
(Ⅰ)求复数;
(Ⅱ)若是实数,求实数的值.
18.(24-25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.
19.(24-25高一下·湖南·期中)已知复数,.
(1)若为实数,求;
(2)若为虚数,求的取值范围;
(3)若为纯虚数,求.
20.(24-25高一下·广西·月考)已知复数,,其中是虚数单位,.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若,求的取值范围.
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