内容正文:
第13讲 复数的几何意义
知识清单
知识点01:复数的几何意义
知识点02:复数加减法的几何意义
题型讲解
(举三反三)
题型1:复数的坐标表示
题型2:在各象限内点对应复数的特征
题型3:判断复数对应的点所在的象限
题型4:根据复数对应坐标的特点求参数
题型5:求复数的模
题型6:由复数模求参数
强化训练
一、填空题(12)
二、单选题(4)
三、解答题(5)
知识点01复数的几何意义
(1)复平面(复平面中点的横坐标表示复数的实部,点的纵坐标表示复数的虚部)
(2)复数的几何意义
①复数z=a+bi(a,b∈R)复平面内的点z(a,b).
②复数z=a+bi(a,b∈R)平面向量.
(3)复平面上的两点间的距离公式:(,).
(4)复数的模
①定义:向量的模叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值.
②记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
③公式:|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数,它的模就等于|a|(a的绝对值).
(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做共轭虚数.复数z的共轭复数用表示,即如果z=a+bi,那么=a-bi.
(6)两个实数可以比较大小,但两个复数如果不全是实数就不能比较大小。
(7)解复数方程
若,在复数集内有且仅有两个共轭复数根.
知识点02 复数加减法的几何意义
①复数加法的几何意义:如图,复数z 1+z 2是以,为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数.
②复数加法的几何意义:两个向量与的和就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量,复数的加法可以按照向量的加法来进行.
③复数减法的几何意义:如图,复数z 1-z 2是从向量的终点指向向量的终点的向量所对应的复数.
题型1:复数的坐标表示
【例1-1】(24-25高一下·上海·期中)在复平面上,轴与轴的交点为点,设复数和复数在复平面对应点和,则三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,求出点的坐标,再判断三角形形状并求出面积.
【详解】依题意,,,而,
则,是等腰直角三角形,面积为.
故选:C
【例1-2】已知复平面内的向量对应的复数分别是-2+i,3+2i,则=________.
【答案】
【分析】先利用向量运算求出对应的复数,然后求解模长可得答案.
【详解】
∴对应的复数为(-2+i)+(3+2i)=1+3i,
故答案为:
【例1-3】设复数、、在复平面上所对应的点分别为A、B、C,求的面积.
【答案】5
【分析】根据复数的几何意义确定的坐标,即可判断三角形形状,从而可求得答案.
【详解】由题意知,
故,
,
则,即为直角三角形,
故的面积为.
【变式1-1】在复平面上,设点、对应的复数分别为、,当由连续变到时,向量所扫过的图形区域的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出取临界值时点的坐标、,即可得到图象,向量所扫过的图形区域的面积是的面积与弓形的面积之和,即向量所扫过的图形区域的面积是扇形的面积,从而求得向量所扫过的图形区域的面积.
【详解】由题意可得,点在单位圆上,点的坐标为,
如图:当时,点的坐标为,当时,点的坐标为,
向量所扫过的图形区域的面积是的面积与弓形的面积之和.
由于,关于实轴对称,所以的面积等于的面积(因为这两个三角形同底且等高),
故向量所扫过的图形区域的面积是扇形的面积,
因为,所以扇形的面积为等于.
故选:B.
【变式1-2】复平面上,点对应的复数______.
【答案】
【分析】根据复数的坐标表示写出答案.
【详解】由复数的几何意义知
故答案为:
【变式1-3】设在复平面上的点A与点B所对应的复数分别为与,对于下列各组复数,分别求向量和向量所对应的复数:
(1),;
(2),.
【答案】(1)向量对应的复数为,向量所对应的复数为.
(2)向量对应的复数为向量所对应的复数为.
【分析】根据复数的几何意义及向量的运算法则即可求解 .
【详解】(1)因为
所以,
所以, 对应复数为 ;
, 对应复数为 .
(2)因为
所以,
所以, 对应复数为 ,
, 对应复数为 .
题型2:在各象限内点对应复数的特征
【例2-1】(24-25高一下·上海·期末)设,, 若复数(其中为虚数单位)在复平面上对应的点位于第四象限,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【分析】化简复数,再根据复数在复平面上对应的点位于第四象限,即可得出结论.
【详解】由题意,
∵,
∵复数在复平面上对应的点位于第四象限,
∴,解得,
故选:A.
【例2-2】在复平面内,复数对应的点为A,对应的点为B,则向量的坐标是___________.
【答案】
【分析】先求出,,再求出.
【详解】因为复数对应的点为A,对应的点为B,
所以,.
所以.
故答案为:
【例2-3】设,若复数在复平面上对应的点位于第四象限,则的取值范围是_________.
【答案】
【分析】根据复平面各象限的复数的特征,得,解不等式组得概念即可求出结果.
【详解】因为复数在复平面上对应的点位于第四象限,所以,解得,
故答案为:.
【变式2-1】在复平面内,表示复数的点关于实轴对称的点对应的复数为__________,关于虚轴对称的点对应的复数为__________,关于原点对称的点对应的复数为__________.
【答案】
【分析】先写出复数在复平面内所对应的点坐标,再分别求出这个点关于实轴、虚轴、原点对称点的坐标,最后依次写出它们所对复数即得解.
【详解】在复平面内,复数所对应点坐标为,则这个点关于实轴对称的点为,所对复数为;
点关于虚轴对称的点为,所对复数为;
点关于原点对称的点为,所对复数为.
故答案为:;;
【变式2-2】若复数,,则下列结论:①z对应的点在第一象限;②z一定不为纯虚数;③对应的点在实轴的下方;④z一定为实数,其中错误的是______.(填序号)
【答案】①②④
【分析】根据所给复数,结合实部、虚部的范围,逐一分析①②③④,即可得答案.
【详解】对于①:,因为,
所以的值可正,可负,可为0,所以无法确定z对应的点在第几象限,故错①误;
对于②:令,解得或,
所以当或时,实部,虚部,此时为纯虚数,故②错误;
对于③:,因为,
所以虚部恒成立,所以对应的点在实轴的下方,故③正确;
对于④:因为恒成立,所以复数一定为虚数,故④错误.
所以错误的是:①②④.
故答案为:①②④
【变式2-3】已知复数,其中是实数.
(1)若,求的值;
(2)若在复平面上所对应的点位于第一象限,求的取值范围.
【答案】(1)或
(2)或.
【分析】(1)结合复数为实数的等价条件建立方程进行求解即可.
(2)结合复数的几何意义建立不等式关系进行求解即可.
【详解】(1)由题意,,
则,解得或.
(2)因为复数在复平面内对应的点位于第一象限,
所以,解得或.
题型3:判断复数对应的点所在的象限
【例3-1】(24-25高一下·上海·期末)设复数和在复平面上所对应的点分别为和,其中为虚数单位,则向量所对应的复数在复平面上所对应的点位于第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】A
【分析】由复数的几何意义及平面向量的坐标运算求解.
【详解】依题意得,,
则,
得向量所对应的复数在复平面上所对应的点为:,
则点位于第一象限,
故选:A
【例3-2】已知为虚数单位,若复数满足:,则复数在复平面内所对应的点在第_____象限.
【答案】二
【分析】先根据复数的乘方及除法运算求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】由,得,
所以复数在复平面内所对应的点为,在第二象限.
故答案为:二.
【例3-3】已知是虚数单位,复数,m为实数.
(1)当实数m满足什么条件时,为纯虚数
(2)若复数在复平面内对应的点位于实轴负半轴,求复数
【答案】(1)-1
(2)
【分析】(1)根据纯虚数的定义进行求解即可;(2)利用复数的几何意义,根据对应的点位于实轴负半轴进行求解即可.
【详解】(1)根据纯虚数的定义,,解得;
(2)利用复数的几何意义,复数坐标为,根据对应的点位于实轴负半轴,,解得,则
【变式3-1】(24-25高一下·上海·期中)复数,在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】根据复数的乘法运算先求复数,由复数的几何意义即可求解.
【详解】由,所以复数在复平面对应的点,所以点在第三象限,
故选:C.
【变式3-2】复数在复平面内对应的点位于第______象限.
【答案】三
【分析】由复数的乘法运算和复数的几何意义求出即可.
【详解】,
所以对应复平面内的点为,位于第三象限,
故答案为:三.
【变式3-3】当复数z满足下列条件时,分别指出z在复平面上所对应的点Z的位置:
(1)z是正实数;
(2)z是负实数;
(3)z是实部小于零、虚部大于零的虚数;
(4)z是虚部小于零的纯虚数.
【答案】(1),此时对应的点在实轴的正半轴上
(2),此时对应的点在实轴的负半轴上
(3),此时对应的点在第二象限
(4),此时对应的点在虚轴的负半轴上
【分析】根据复数的分类、几何意义求出实部、虚部满足的条件可得答案.
【详解】(1)设,
若是正实数,则,
此时对应的点在实轴的正半轴上;
(2)设,
若是负实数,则,
此时对应的点在实轴的负半轴上;
(3)设,
若是实部小于零、虚部大于零的虚数,
则,此时对应的点在第二象限;
(4)设,
若是虚部小于零的纯虚数,
则,此时对应的点在虚轴的负半轴上.
题型4:根据复数对应坐标的特点求参数
【例4-1】(24-25高一上·上海·单元测试)若复数在复平面内对应的点在第三象限,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据复数代数形式的乘法运算化简,再根据复数的几何意义得到不等式组,解得即可.
【详解】因为,
所以复数在复平面内对应的点为,
依题意,解得,即实数的取值范围是.
故答案为:
【例4-2】若复数在复平面上对应的点在第四象限,则的取值范围是__.
【答案】
【分析】根据复数的代数形式及对应点在第四象限有,即可得m的范围.
【详解】由题设,,可得.
故答案为:.
【例4-3】设复数与在复平面所对应的点为与,试指出、与以原点为圆心、10为半径的圆C的位置关系.
【答案】在圆C上,在圆C内.
【分析】结合复数的几何意义,计算出,即可判断出结论.
【详解】由题意知复数与在复平面所对应的点为与,
则,
故,,
故在圆C上,在圆C内.
【变式4-1】若复数在复平面内所对应的点在第四象限内,则实数m的取值范围为______.
【答案】
【分析】利用复数的几何意义即可得解.
【详解】因为复数在复平面内所对应的点在第四象限内,
所以,解得,
所以m的取值范围为.
故答案为:
【变式4-2】复数在复平面内对应的点在第二象限,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【分析】在复平面上,根据复数所在的象限可知,即可求的范围.
【详解】由题设知:,即,解得或,
∴.
故答案为:
【变式4-3】求实数m的值或取值范围,使得复数在复平面上所对应的点分别位于
(1)实轴上;
(2)虚轴上;
(3)第四象限.
【答案】(1)或
(2)或
(3)
【分析】(1)根据题意可得,运算求解即可;
(2)由求m,代入验证,即可得结果;
(3)由求出m的范围即可.
【详解】(1)由题意可得:,解得或.
(2)由题设,,可得或,
当时,对应点在虚轴上;
当时,对应点在虚轴上;
综上,或.
(3)由题设,可得.
题型5:求复数的模
【例5-1】(24-25高一下·上海·期中)设、,则“”是“”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【答案】A
【分析】根据复数相等的定义以及充分必要条件的定义判断即可
【详解】若,则,故充分性成立;
设1,,符合,但不成立,故必要性不成立;
所以“”是“”的充分非必要条件.
故选:A
【例5-2】(24-25高一下·上海浦东新·期末)已知,则的取值范围是_________.
【答案】
【分析】据复数模的几何意义,即可求得的取值范围.
【详解】表示在复平面上对应的点是单位圆上的点,
的几何意义表示单位圆上的点和之间的距离,
因为,
所以的最小距离为,最大距离为,
所以的取值范围为.
故答案为:.
【例5-3】(24-25高一下·上海·期末)已知复数满足,(是虚数单位),求的最小值.
【答案】
【分析】设,根据共轭复数的概念及复数乘法得,再求复数的模长,确定其最小值.
【详解】设,则,解得,
,
当,即时,的最小值为.
【变式5-1】(24-25高一下·上海·期末)都是复数,则下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.
C.
D.则
【答案】C
【分析】举反例即可判断A,设,计算出和即可判断B,设,,分别计算和即可判断C,虚数不能比较大小,即可判断D
【详解】对于A,当时,,但,故A错误,
对于B,设,显然,,故B错误,
对于C,设,
所以,
所以
,
又
所以,故C正确
对于D选项,若,则虚数不能比较大小,故D错误,
故选:C
【变式5-2】(24-25高一下·上海宝山·期末)已知复数(是虚数单位),则的值为_____.
【答案】
【分析】利用复数除法求出,进而求出模.
【详解】依题意,,
所以.
故答案为:
【变式5-3】(24-25高一下·上海杨浦·期末)已知是虚数单位,设,.
(1)已知,且,求的值;
(2)求证:.
【答案】(1)或
(2)证明见解析
【分析】(1)设,再分及代入计算即可得解;
(2)设,再分及验证是否恒成立即可得.
【详解】(1)设,
若,则,
故,
即,,即;
若,则,
故,
即,,即;
综上所述,或;
(2)设,
若,则,,
则,
,故;
若,则,,
,
,故;
故恒成立,即得证.
题型6:由复数模求参数
【例6-1】(24-25高一下·上海·期末)若复数满足,则_____.
【答案】或
【分析】首先设复数,再代入复数模的运算公式,即可求解.
【详解】设,,则,,
即,则,得,
即,解得:或,
所以或.
故答案为:0或
【例6-2】(24-25高一上·上海·课后作业)已知复数,且,则实数的取值范围为_____________.
【答案】
【分析】由题意,解不等式即可得解.
【详解】因为,
所以,
所以,
即,
解得,.
故答案为:.
【例6-3】(24-25高一下·上海黄浦·期末)已知关于x的方程.
(1)若(为虚数单位)是该方程的一个根,求b与c的值;
(2)已知是该方程的两个复数根,且,若,求b的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据一元二次方程的复数根互为共轭复数,再结合韦达定理即可得解;
(2)讨论两根是实数、虚数两种情况,当两根为虚数时,设,则,再根据韦达定理结合复数的模的计算公式求解即可.
【详解】(1)因为是方程的一个根,
所以也是方程的一个根,
则,解得;
(2)当都是实数时,则,
故,
又因为,
所以,解得或,
经检验,当时,不符题意,所以;
当都是虚数时,设,则,
则,
所以,所以,
又,则,解得,
经检验,不符合题意,所以.
综上所述,或.
【变式6-1】(24-25高一上·上海·随堂练习)已知复数(),且,则实数的取值范围是_____________.
【答案】
【分析】利用复数的模的几何意义求解不等式.
【详解】则解得
故答案为:
【变式6-2】(2024高一下·全国·专题练习)若复数满足,且是纯虚数,则复数________________.
【答案】或
【分析】设,然后根据题意列方程组可求出,从而可求出复数.
【详解】设复数,则,
因为复数满足,且是纯虚数,
所以,解得,或,
所以复数或,
故答案为:或
【变式6-3】(24-25高一下·上海宝山·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若(是虚数单位)是此方程的一个根.求、的值;
(2)若是此方程的两个虚根,且满足,,求、的值.
【答案】(1);
(2),.
【分析】(1)利用方程根的定义列式,再利用复数为0求得答案.
(2)求出方程的两个高根,再利用复数模的意义求解.
【详解】(1)由是的一个根,得,
整理得,而,则,
所以.
(2)依题意,设,
由,得,即,
又,所以,则,
代入,得,
根据韦达定理,,
当时,;当时,,都满足,
所以.
一、填空题
1.(24-25高一下·上海·月考)计算:______.
【答案】
【分析】利用复数的运算化简所求复数,结合复数的模长公式可求得结果.
【详解】,故.
故答案为:.
2.(24-25高一下·上海金山·月考)在复平面内,复数对应的点的坐标是,则__________.
【答案】5
【分析】根据给定条件,求出复数及,再利用复数乘法运算求解.
【详解】由复数对应的点的坐标是,得,
所以.
故答案为:5
3.若复数在复平面内对应的点为,则满足的复数为________
【答案】
【分析】先利用复数的几何意义求得,从而得到,然后运用复数四则运算法则即可解得,最后求得.
【详解】因为复数在复平面内对应的点为,所以,所以,
又因为,所以,
所以.
故答案为:
4.已知复数,,则在复平面内对应的点位于第________象限.
【答案】二
【分析】利用复数的减法化简复数,利用复数的几何意义可得出结论.
【详解】根据题意,,
所以在复平面内对应的点为,在第二象限.
故答案为:二
5.(24-25高一下·上海闵行·月考)若,那么__________.
【答案】5
【分析】由模的计算公式即可求解.
【详解】由题意.
故答案为:5.
6.若复数,则实数___________.
【答案】
【分析】根据已知条件,结合复数模公式,即可求解.
【详解】因为,
所以,解得.
故答案为:.
7.已知复数为虚数单位,若的模为20,实数的值为______.
【答案】
【分析】结合复数的四则运算法则,分式型复数的模长等于分子分母分别求模长再相除,可得复数的模长,然后求出的模长等于共轭复数模长20,建立关于m的方程,解方程即可求解.
【详解】
解方程得,
故答案为:.
8.(24-25高一上·上海·课后作业)(1)若复数z与复平面内的点对应,则复数____________;
(2),则向量所表示的复数____________.
【答案】
【分析】利用复数的几何意义逐空求解即可.
【详解】(1)由复数的几何意义得,
(2)由复数的几何意义得,故.
故答案为:;
9.(24-25高一下·上海静安·期末)若z是虚数,且,则___________.
【答案】或
【分析】先设出复数,再利用复数的有关计算得出结果.
【详解】设且不等于零,
则,
故或(舍),所以,解得,故或,
故答案为:或
10.(24-25高一下·上海浦东新·期末)如果复数满足,那么的最大值是___________.
【答案】
【分析】首先将看作是点到两点距离之和为3,然后判断点的轨迹,然后将看作是点到点的距离,最后根据图象即可计算的最大值.
【详解】复数满足,
将其可以看作是点到两点距离之和为3.
因为,所以点的轨迹为线段.
而表示的是点到点的距离,
要求其距离的最大值,则根据图象可知点到点的距离最大,
即.
故答案为:.
11.(24-25高一下·上海杨浦·期末)已知是虚数单位,若,且,则的取值范围为_________.
【答案】
【分析】设,由已知得在复平面的轨迹是以为圆心,为半径的圆,利用圆心到原点的距离加减半径可得答案.
【详解】设,由得,
可得在复平面的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
所以,即.
故答案为:.
12.(24-25高一下·上海·期末)若复数满足,则的最小值是_____
【答案】5
【分析】设,,由条件可得,设复数在复平面上的对应点为,则点在直线上,结合条件可得等于到点和点的距离和,结合结论两点之间线段最短可求结论.
【详解】设,,
则,,
因为,所以,
所以,故,
设复数在复平面上的对应点为,则点在直线上,
又,
所以,
所以等于到点和点的距离和,
因为,当且仅当点为线段与直线的交点时等号成立,
由已知线段的方程为,,
联立,可得,
所以当的坐标为,取最小值,最小值为,
所以当时,取最小值,最小值为,
故答案为:.
二、单选题
13.(24-25高一·上海·随堂练习)下列命题:
①实数在复平面内所对应的点在实轴上;②虚轴上的点所对应的数是纯虚数;
③若,则为虚数;④,则.
其中正确命题的个数是( ).
A.4; B.3; C.2; D.1.
【答案】D
【分析】由复数的相关概念即可逐一判断各个选项求解.
【详解】对于①,实数在复平面内所对应的点在实轴上,故①正确;
对于②,虚轴上的点所对应的数不是纯虚数,故②错误;
对于③,若,则不为虚数,故③错误;
对于④取,,有,但不成立,故④错误.
其中正确命题的个数是1.
故选:D.
14.若复数满足条件,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由复数模长求解集,即可得的范围.
【详解】由题设,,则.
故选:A
15.已知复数,则的最大值是( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】设,利用复数模的运算可得,再由即可求解.
【详解】设,
,,
,
当时,有最大值.
故选:B
16.(24-25高一下·上海黄浦·期末)已知,且,则(为虚数单位)的最大值为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据复数模的定义以及三角不等式求解即可.
【详解】,
所以的最大值为.
故选:A.
三、解答题
17.(24-25高一下·上海·期中)已知复数,其中为虚数单位.
(1)若复数为纯虚数,求的值;
(2)求的最小值.
【答案】(1)0
(2).
【分析】(1)根据纯虚数的概念解方程组可得结果;
(2)由复数的模长公式以及二次函数性质计算可得其最小值.
【详解】(1)由复数为纯虚数可得,所以;
(2)易知,
则可知时,的最小值为.
18.(24-25高一上·上海·课堂例题)求实数x分别取什么值时,复数在复平面内对应的点Z满足下列条件:
(1)在第四象限;
(2)在直线上.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据复数对应象限列不等式组计算即可;
(2)根据复数对应的点在直线上求参.
【详解】(1)当点Z在第四象限时,解得
即.所以当时,复数z在复平面内对应的点Z在第四象限.
(2)当点Z在直线上时,
,
解得.
所以当时,复数z在复平面内对应的点Z在直线上.
19.(24-25高一下·上海杨浦·月考)已知复数且是关于x的方程的两根.
(1)若该方程既没有不同的两个实数根,又没有不同的两个虚数根,判断方程根的情况并求:p,q满足的关系式;
(2)若复数满足,若,求:a的取值集合.
【答案】(1)方程有两个相同的实数根,满足:△
(2)
【分析】(1)由题意得方程有两个相等的实数根,判别式为0;
(2)首先求得,进一步得,然后即可列方程求解.
【详解】(1)若该方程既没有不同的两个实数根,又没有不同的两个虚数根,
则方程有两个相等的实数根,从而,即;
(2)由题意,即,
所以,
,
即,解得,
故所求为.
20.当实数为何值时,复数为:
(1)实数;
(2)纯虚数;
(3)对应点在第二象限?
【答案】(1)或;
(2);
(3).
【分析】(1)结合实数的概念,即可求解;
(2)结合纯虚数的概念,即可求解;
(3)结合复数的几何意义,即可求解.
【详解】(1)复数为实数,则,
所以或.
(2)复数为纯虚数,则,
所以.
(3)复数对应点在第二象限,则,解得,
所以实数的取值范围是.
21.(24-25高一下·上海·期末)已知关于的方程有两个复数根.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)或4
【分析】(1)已知方程,结合讨论判别式的情况,得出关于的不等式组求解.
(2)分和两种情况讨论,当,通过韦达定理得到,,结合得到关于的方程求解;当时,两虚数根与是共轭虚数,根据求解.
【详解】(1)已知,则.
若,根为实数,虚部为0,不满足.
若,根为虚数,由求根公式得:.
由可知,,.
所以
(2)i)当,即时,由韦达定理知:,.
若,两根异号,.
由或(,故舍去).
若,两根同号为负,,
由,矛盾,舍去.
ii)当,即时,与是共轭虚数,则,结合,得,
综上,或4.
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第13讲 复数的几何意义
知识清单
知识点01:复数的几何意义
知识点02:复数加减法的几何意义
题型讲解
(举三反三)
题型1:复数的坐标表示
题型2:在各象限内点对应复数的特征
题型3:判断复数对应的点所在的象限
题型4:根据复数对应坐标的特点求参数
题型5:求复数的模
题型6:由复数模求参数
强化训练
一、填空题(12)
二、单选题(4)
三、解答题(5)
知识点01复数的几何意义
(1)复平面(复平面中点的横坐标表示复数的实部,点的纵坐标表示复数的虚部)
(2)复数的几何意义
①复数z=a+bi(a,b∈R)复平面内的点z(a,b).
②复数z=a+bi(a,b∈R)平面向量.
(3)复平面上的两点间的距离公式:(,).
(4)复数的模
①定义:向量的模叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值.
②记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
③公式:|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数,它的模就等于|a|(a的绝对值).
(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做共轭虚数.复数z的共轭复数用表示,即如果z=a+bi,那么=a-bi.
(6)两个实数可以比较大小,但两个复数如果不全是实数就不能比较大小。
(7)解复数方程
若,在复数集内有且仅有两个共轭复数根.
知识点02 复数加减法的几何意义
①复数加法的几何意义:如图,复数z 1+z 2是以,为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数.
②复数加法的几何意义:两个向量与的和就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量,复数的加法可以按照向量的加法来进行.
③复数减法的几何意义:如图,复数z 1-z 2是从向量的终点指向向量的终点的向量所对应的复数.
题型1:复数的坐标表示
【例1-1】(24-25高一下·上海·期中)在复平面上,轴与轴的交点为点,设复数和复数在复平面对应点和,则三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【例1-2】已知复平面内的向量对应的复数分别是-2+i,3+2i,则=________.
【例1-3】设复数、、在复平面上所对应的点分别为A、B、C,求的面积.
【变式1-1】在复平面上,设点、对应的复数分别为、,当由连续变到时,向量所扫过的图形区域的面积是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】复平面上,点对应的复数______.
【变式1-3】设在复平面上的点A与点B所对应的复数分别为与,对于下列各组复数,分别求向量和向量所对应的复数:
(1),;
(2),.
题型2:在各象限内点对应复数的特征
【例2-1】(24-25高一下·上海·期末)设,, 若复数(其中为虚数单位)在复平面上对应的点位于第四象限,则( )
A., B.,
C., D.,
【例2-2】在复平面内,复数对应的点为A,对应的点为B,则向量的坐标是___________.
【例2-3】设,若复数在复平面上对应的点位于第四象限,则的取值范围是_________.
【变式2-1】在复平面内,表示复数的点关于实轴对称的点对应的复数为__________,关于虚轴对称的点对应的复数为__________,关于原点对称的点对应的复数为__________.
【变式2-2】若复数,,则下列结论:①z对应的点在第一象限;②z一定不为纯虚数;③对应的点在实轴的下方;④z一定为实数,其中错误的是______.(填序号)
【变式2-3】已知复数,其中是实数.
(1)若,求的值;
(2)若在复平面上所对应的点位于第一象限,求的取值范围.
题型3:判断复数对应的点所在的象限
【例3-1】(24-25高一下·上海·期末)设复数和在复平面上所对应的点分别为和,其中为虚数单位,则向量所对应的复数在复平面上所对应的点位于第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【例3-2】已知为虚数单位,若复数满足:,则复数在复平面内所对应的点在第_____象限.
【例3-3】已知是虚数单位,复数,m为实数.
(1)当实数m满足什么条件时,为纯虚数
(2)若复数在复平面内对应的点位于实轴负半轴,求复数
【变式3-1】(24-25高一下·上海·期中)复数,在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式3-2】复数在复平面内对应的点位于第______象限.
【变式3-3】当复数z满足下列条件时,分别指出z在复平面上所对应的点Z的位置:
(1)z是正实数;
(2)z是负实数;
(3)z是实部小于零、虚部大于零的虚数;
(4)z是虚部小于零的纯虚数.
题型4:根据复数对应坐标的特点求参数
【例4-1】(24-25高一上·上海·单元测试)若复数在复平面内对应的点在第三象限,则实数的取值范围是__________.
【例4-2】若复数在复平面上对应的点在第四象限,则的取值范围是__.
【例4-3】设复数与在复平面所对应的点为与,试指出、与以原点为圆心、10为半径的圆C的位置关系.
【变式4-1】若复数在复平面内所对应的点在第四象限内,则实数m的取值范围为______.
【变式4-2】复数在复平面内对应的点在第二象限,则实数的取值范围是___________.
【变式4-3】求实数m的值或取值范围,使得复数在复平面上所对应的点分别位于
(1)实轴上;
(2)虚轴上;
(3)第四象限.
题型5:求复数的模
【例5-1】(24-25高一下·上海·期中)设、,则“”是“”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【例5-2】(24-25高一下·上海浦东新·期末)已知,则的取值范围是_________.
【例5-3】(24-25高一下·上海·期末)已知复数满足,(是虚数单位),求的最小值.
【变式5-1】(24-25高一下·上海·期末)都是复数,则下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.
C.
D.则
【变式5-2】(24-25高一下·上海宝山·期末)已知复数(是虚数单位),则的值为_____.
【变式5-3】(24-25高一下·上海杨浦·期末)已知是虚数单位,设,.
(1)已知,且,求的值;
(2)求证:.
题型6:由复数模求参数
【例6-1】(24-25高一下·上海·期末)若复数满足,则_____.
【例6-2】(24-25高一上·上海·课后作业)已知复数,且,则实数的取值范围为_____________.
【例6-3】(24-25高一下·上海黄浦·期末)已知关于x的方程.
(1)若(为虚数单位)是该方程的一个根,求b与c的值;
(2)已知是该方程的两个复数根,且,若,求b的值.
【变式6-1】(24-25高一上·上海·随堂练习)已知复数(),且,则实数的取值范围是_____________.
【变式6-2】(2024高一下·全国·专题练习)若复数满足,且是纯虚数,则复数________________.
【变式6-3】(24-25高一下·上海宝山·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若(是虚数单位)是此方程的一个根.求、的值;
(2)若是此方程的两个虚根,且满足,,求、的值.
一、填空题
1.(24-25高一下·上海·月考)计算:______.
2.(24-25高一下·上海金山·月考)在复平面内,复数对应的点的坐标是,则__________.
3.若复数在复平面内对应的点为,则满足的复数为________
4.已知复数,,则在复平面内对应的点位于第________象限.
5.(24-25高一下·上海闵行·月考)若,那么__________.
6.若复数,则实数___________.
7.已知复数为虚数单位,若的模为20,实数的值为______.
8.(24-25高一上·上海·课后作业)(1)若复数z与复平面内的点对应,则复数____________;
(2),则向量所表示的复数____________.
9.(24-25高一下·上海静安·期末)若z是虚数,且,则___________.
10.(24-25高一下·上海浦东新·期末)如果复数满足,那么的最大值是___________.
11.(24-25高一下·上海杨浦·期末)已知是虚数单位,若,且,则的取值范围为_________.
12.(24-25高一下·上海·期末)若复数满足,则的最小值是_____
二、单选题
13.(24-25高一·上海·随堂练习)下列命题:
①实数在复平面内所对应的点在实轴上;②虚轴上的点所对应的数是纯虚数;
③若,则为虚数;④,则.
其中正确命题的个数是( ).
A.4; B.3; C.2; D.1.
14.若复数满足条件,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.已知复数,则的最大值是( )
A.2 B.1 C. D.
16.(24-25高一下·上海黄浦·期末)已知,且,则(为虚数单位)的最大值为( ).
A. B. C. D.
三、解答题
17.(24-25高一下·上海·期中)已知复数,其中为虚数单位.
(1)若复数为纯虚数,求的值;
(2)求的最小值.
18.(24-25高一上·上海·课堂例题)求实数x分别取什么值时,复数在复平面内对应的点Z满足下列条件:
(1)在第四象限;
(2)在直线上.
19.(24-25高一下·上海杨浦·月考)已知复数且是关于x的方程的两根.
(1)若该方程既没有不同的两个实数根,又没有不同的两个虚数根,判断方程根的情况并求:p,q满足的关系式;
(2)若复数满足,若,求:a的取值集合.
20.当实数为何值时,复数为:
(1)实数;
(2)纯虚数;
(3)对应点在第二象限?
21.(24-25高一下·上海·期末)已知关于的方程有两个复数根.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的值.
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