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2.2 第2课时 复数的乘方与除法运算
[课时跟踪检测]
1.已知i是虚数单位,则等于 ( )
A.-i B.+i
C.+i D.-i
解析:选B ===+i.
2.(2024·新课标Ⅰ卷)若=1+i,则z= ( )
A.-1-i B.-1+i
C.1-i D.1+i
解析:选C 因为==1+=1+i,所以z=1+=1-i.故选C.
3.复数z=,则ω=z2+z4+z6+z8+z10的值为 ( )
A.1 B.-1
C.i D.-i
解析:选B 因为z2==-1,所以ω=-1+1-1+1-1=-1.
4.(2025·北京高考)已知复数z满足i·z+2=2i,则|z|= ( )
A. B.2
C.4 D.8
解析:选B 由i·z+2=2i,得z==2+2i,所以|z|==2.
5.已知a∈R,i为虚数单位,若为纯虚数,则a的值为 ( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:选C ∵==-i为纯虚数,∴=0且≠0,解得a=1.
6.已知复数z=1-i,则= ( )
A.2i B.-2i
C.2 D.-2
解析:选B 法一 因为z=1-i,
所以===-2i.
法二 由已知得z-1=-i,
从而====-2i.
7.(多选)下列是关于复数z=(i为虚数单位)的命题,其中真命题为 ( )
A.z的实部为1 B.z2=2i
C.z的共轭复数为1+i D.z的虚部为-1
解析:选BD 因为z===-1-i,所以z的实部为-1,故A是假命题;z2=2i,B是真命题;z的共轭复数为-1+i,C是假命题;z的虚部为-1,D是真命题.故选BD.
8.已知复数z=是z的共轭复数,则z·等于 ( )
A. B.
C.1 D.2
解析:选A ∵z======-+,
∴=--,∴z·=.
9.(多选)已知集合M={m|m=in,n∈N},其中i为虚数单位,则下列元素属于集合M的是 ( )
A.(1-i)(1+i) B.
C. D.(1-i)2
解析:选BC M={m|m=in,n∈N}中,
n=4k(k∈N)时,in=1;n=4k+1(k∈N)时,in=i;
n=4k+2(k∈N)时,in=-1;n=4k+3(k∈N)时,in=-i,∴M={-1,1,i,-i}.
选项A中,(1-i)(1+i)=2∉M;选项B中,==-i∈M;选项C中,==i∈M;选项D中,(1-i)2=-2i∉M.故选BC.
10.(5分)(1+i)20-(1-i)20的值等于 .
解析:因为(1+i)20-(1-i)20=[(1+i)2]10-=(2i)10-(-2i)10=(2i)10-(2i)10=0.
答案:0
11.(5分)(2024·上海高考)已知虚数z,其实部为1,且z+=m(m∈R),则实数m为 .
解析:法一 设z=1+bi(b∈R且b≠0),则z+=1+bi+=1+bi+=1++i.因为m∈R,所以b-=0,得b2=1,所以m=1+=2.
法二 由z+=m得z2-mz+2=0,解得z=,依题意得=1,解得m=2.
答案:2
12.(5分)计算:+(1-i)2 020= .
解析:因为1-=1+=1+i,且(1±i)2=±2i,
所以+(1-i)2 020
=[(1+i)2]1 010+[(1-i)2]1 010
=(2i)1 010+(-2i)1 010=21 010·i2+21 010·i2
=-21 011.
答案:-21 011
13.(10分)已知ω=-+i(i为虚数单位).
(1)求(ω+2ω2)2+(2ω+ω2)2的值;(4分)
(2)求ω2+的值;(3分)
(3)类比i(i2=-1),探讨ω(ω为虚数)的性质,求ωn(n∈Z)的值.(3分)
解:(1)∵ω=-+i,
∴ω2=--i=,ω3=1,ω2+ω+1=0,
∴(ω+2ω2)2+(2ω+ω2)2=ω2+4ω3+4ω4+4ω2+4ω3+ω4=5ω2(ω2+ω+1)+3ω3=3.
(2)由(1)知ω2+ω=-1,∴ω2+===ω2+ω=-1.
(3)由(1)可知ω2=--i=,ω3=1,
∴ωn=
14.(10分)已知方程x2-kx+100=0,k∈C.
(1)若1+i是方程的一个根,求k的值;(5分)
(2)若k∈N*,求满足方程的所有虚数的和.(5分)
解:(1)设k=a+bi(a,b∈R),
∵1+i是方程x2-kx+100=0的一个根,
∴(1+i)2-(a+bi)(1+i)+100=0,
∴b-a+100+(2-a-b)i=0,
∴解得
∴k=51-49i.
(2)∵方程x2-kx+100=0有虚根,
∴Δ=k2-4×100<0,解得-20<k<20.
∵k∈N*,∴k=1,2,3,…,19,
又∵虚根是成对出现的,
∴所有的虚根之和为1+2+…+19=190.
∴满足方程的所有虚数的和为190.
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