内容正文:
重难拓展专题:复数专题复习讲义
知识梳理
一、复数的基本概念
1. 定义:形如的数叫做复数,为实部,为虚部,虚数单位。
2. 分类
实数:
虚数:
纯虚数:且
3. 复数相等:且
4. 共轭复数:若,则,满足。
5. 复数的模:,表示复平面内对应点到原点的距离。
二、复数的四则运算
设
1. 加减:
2. 乘法:
3. 除法:(分母实数化)
的周期性:
5. 复数常见运算小结论
①;
②;
③;
④;
⑤.
6. 常用公式
;
;
.
三、复数的几何意义
1. 一一对应:
2. 距离公式:表示复平面内两点间的距离
3. 轨迹:表示以对应点为圆心,为半径的圆
四、常用结论
1.
2.
3. 实系数一元二次方程,时,虚根成对且互为共轭复数。
典例精讲
题型一 复数的基本概念与分类
例题1下列关于复数的说法一定正确的是( )
A.是虚数 B.存在x使得是纯虚数
C.不是实数 D.实部和虚部均为1
【分析】根据复数的概念、复数的分类判断.
【解析】由复数,
当时,为实数,故A、C不正确;
当时,,故B正确;
由于的取值未知,故D错误
变式1对于复数,下列结论中正确的是( )
A.若,则为纯虚数
B.若,则,
C.若,则为实数
D.若,则z不是复数
【分析】结合复数概念逐一判断即可.
【解析】对A,当时,为实数,故A错;对B,根据对应关系,,,故B错;
对C,若,则为实数,C正确;对D,若,,也是复数,故D错.
故选C.
变式2复数的虚部是( )
A.1 B.-2 C.-2i D.2
【答案】B
【解析】复数的虚部是.
故选B
例题2如果复数是纯虚数,则实数= ( )
A. B. C. D.
【分析】由纯虚数概念建立关系式求解即可.
【解析】由复数是纯虚数,得,解得.
变式1若复数是纯虚数,则实数的值是 .
【答案】
【分析】先利用复数的除法运算化简复数,再由实部等于,虚部不等于即可求解.
【解析】因为是纯虚数,
所以,解得
变式2若复数为纯虚数,则实数 .
【答案】-1
【解析】∵复数为纯虚数,
.
故答案为-1
题型二 复数相等与待定系数法
例题1设,其中a,b是实数,则( )
A. B.
C. D.
【分析】利用复数相等即可求出结果.
【解析】因为,即,
则,即
变式1若,,则复数等于( )
A. B. C. D.
【分析】根据复数相等的条件即得.
【解析】由,得,则,
根据复数相等的充要条件得,
解得,故.
变式2若,其中a,,是虚数单位,则( )
A.2 B. C.3 D.5
【分析】利用复数相等的条件,求出,由复数模的公式计算.
【解析】若,即,
得,解得,
所以.
例题2设复数z满足,且z的实部小于虚部,则( )
A. B.
C. D.
【分析】设,根据已知条件列方程,从而求得,也即求得.
【解析】设,
则,所以.
变式1已知为虚数单位,复数z满足,则的虚部为( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
【分析】设,根据模长公式列出方程,求出,得到答案.
【解析】设,则,解得:,
故的虚部为-1.
变式2设复数满足,则的实部为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,
得,
则的实部为,
故选D
题型三 共轭复数
例题1已知复数在复平面内对应的点的坐标为,则________
A. B. C. D.
【分析】由复数的坐标表示及共轭复数概念可得答案.
【解析】由题,,故
变式1(2025·青岛·期中)在复平面内,复数对应的点的坐标是,则的共轭复数( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】在复平面对应的点是,根据复数的几何意义,,
由共轭复数的定义可知,.
故选D
变式2已知=2+i,则(z的共轭复数)为( )
A.-3-I B.-3+i C.3+i D.3-i
【答案】C
【解析】由题意得z=(2+i)(1-i)=3-i,所以=3+i,
故选C
例题2复数,在复平面内的共轭复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】根据复数的除法运算得到,再由共轭复数的概念及复数的几何意义即可求解.
【解析】,
,复数的共轭复数在复平面内所对应的点位于第四象限
变式1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
【解析】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.
变式2(24-25高一下·武汉·期中)已知复数,则的共轭复数等于( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【解析】解:由复数,则的共轭复数;
故选C.
题型四 复数的模
例题1在复平面内,为原点,为虚数单位,复数对应的向量,则( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】由复数的几何意义可得,再根据题意计算复数的模即可.
【解析】因为复数对应的向量,所以,
所以.
变式1(24-25高一下·宁波·期末)已知复数,则 , .
【答案】 / 5
【解析】由已知可得,,
所以,.
故答案为:;5.
变式2已知复数,其中是虚数单位,则的模是 .
【答案】.
【解析】解:,.
故答案为:.
例题2已知为虚数单位,复数z满足,则的虚部为( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
【分析】设,根据模长公式列出方程,求出,得到答案.
【解析】设,则,解得:,
故的虚部为-1.
变式1复数满足,则( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【分析】由题可得,即得.
【解析】∵复数满足,
∴,
∴.
变式2在复平面内,复数对应的点关于直线对称,若,则( )
A. B.2 C. D.4
【分析】根据对称性得到,从而计算出,求出模长.
【解析】对应的点为,其中关于的对称点为,
故,故.
题型五 复数的四则运算(基础)
例题1若复数,,则( )
A. B. C. D.
【思路分析】根据复数的减法运算,即可得答案.
【解析】因为 ,,所以
变式1已知复数,则( )
A. B. C. D.0
【思路分析】根据复数的减法计算即可.
【解析】由题意,时,.
变式2(2025高一下·长沙·期中)复数等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,
故选C.
例题2计算:(1)(3+2i)+(-2)i;
(2)(-7i+5)-(9-8i)+(3-2i).
【解析】(1)原式=3+(2+-2)i=3+i.
(2)原式=(5-9+3)+(-7+8-2)i=-1-i.
变式1复数z在复平面内对应的点为,则复数( )
A. B. C. D.
【思路分析】根据复数的几何意义表示出,再根据复数的运算法则计算可得.
【解析】复数在复平面内对应的点为,则,所以.
变式2在复平面内,复数的共轭复数对应的点的坐标是,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为复数的共轭复数对应的点的坐标是,可得,
所以,所以.
故选C
题型六 周期性与运算规律
例题1计算:
【解析】,一共有100项求和,且100能被4整除,.
变式1(多选)已知复数为虚数单位),则下列说法错误的是
A.的实部为2 B.的虚部为1 C. D.
【解析】.
所以,的实部为1,的虚部为1,.
观察选项,、选项符合题意.
故选.
变式2已知复数为虚数单位),则________
【解析】复数,,
,
题型七 复数的几何意义(复平面)
1. 例题1复平面上,以原点为起点,平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是( )
A.正数 B.负数 C.实部不为零的虚数 D.纯虚数
【分析】根据向量的坐标写出对应复数,然后判断即可.
【解析】由题意可设,
所以对应复数为,此复数为纯虚数
变式1在复平面内,下列复数中对应的点在第四象限的是( )
A.1+i B.1-i C.-1+i D.-1-i
【答案】B
【解析】对应坐标为,在第一象限,不符合题意.
对应坐标为,在第四象限,符合题意,B选项正确.
对应坐标为,在第二象限,不符合题意.
对应坐标为,在第三象限,不符合题意.
故选B
变式2已知复数,则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】C
【解析】,
故对应的点为,在第三象限,
故选C
例题2
已知在复平面内对应的点位于第四象限,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据已知条件,结合复数的几何意义得出对应点的坐标,即可求出实数的取值范围.
【解析】将整理化简可得,
所以复数在复平面内对应的点坐标为,
由点位于第四象限可得,解得,
所以实数的取值范围是.
变式1若复数z满足,则在复平面内对应的点在第( )象限.
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】A
【分析】利用复数的除法运算及模长公式求出复数,再判断即可得解.
【解析】由题意知,所以,
所以,所以在复平面内对应的点为,在第一象限.
变式2已知复数,则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】C
【解析】,
故对应的点为,在第三象限,
故选C
题型八 复数加减的几何意义
例题1在复平面内,O为原点,四边形OABC是复平面内的平行四边形,且A,B,C三点对应的复数分别为z1,z2,z3,若,则z2=( )
A.1+i B.1-i C.-1+i D.-1-i
【思路分析】根据复数加法的几何意义及法则即可求解.
【解析】因为O为原点,四边形OABC是复平面内的平行四边形,
又因为,
所以由复数加法的几何意义可得,
.
变式1在平行四边形ABCD中,若A,C对应的复数分别为-1+i和-4-3i,则该平行四边形的对角线AC的长度为( )
A. B.5 C.2 D.10
【思路分析】根据复数减法的几何意义求出向量对应的复数,再根据复数的模的计算公式即可求出.
【解析】依题意,对应的复数为(-4-3i)-(-1+i)=-3-4i,因此AC的长度为|-3-4i|=5.
故选B.
变式2在复平面内,复数对应的向量为,复数对应的向量为,那么向量对应的复数是( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意得,,,
则对应复数1.
故选A.
例题2已知,,,则( )
A. B. C. D.
【思路分析】根据复数加减运算的几何意义运算求解.
【解析】在复平面中,设分别与向量对应,
由题意可得,,
因为,
即,解得,即.
变式1如图,设向量,,所对应的复数为z1,z2,z3,那么( )
A.z1-z2-z3=0
B.z1+z2+z3=0
C.z2-z1-z3=0
D.z1+z2-z3=0
【思路分析】由向量,结合向量减法运算得,再由复数的几何意义即可求解.
【解析】由题图可知,,,
∴z1+z2-z3=0.
变式2(多选)已知复数和对应的向量分别是,向量对应的复数记为z,则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】∵,∴,
所以,,,,
因此BC正确,AD错误,
故选BC.
题型九 复数的模与轨迹(圆/线段)
1.
例题1设复数满足,则的最大值为
A. B. C.2 D.3
【解析】设,复数满足,
所以,
表示到点的距离为1,
所以到原点的距离的最大值为;
故选.
变式1 复数满足,则的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】设复数,则对应点的坐标为,
所以
所以复数对应的点到的距离为,
故复数在复平面内的轨迹为以点为圆心,以为半径的圆,
故当点运动到与轴的交点,且向上的位置时,此时最大,最大值为
故选C
变式2已知复数满足,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】设,则,
则,
则复数在复平面内的点的轨迹为圆,
其中圆心为,半径为,
则圆上的点到的距离的最小值为,
故的最小值为.
故选A
变式3设,则,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以复数在复平面内对应点,
由得,
即点的轨迹是复平面内以为圆心,半径为的圆,
又表示复平面内的点到的距离,
所以的最小值为圆心到原点的距离减半径,
即,
故选C.
题型十 根据运算结果求参数
例题1已知复数 的实部与虚部的和为12,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【思路分析】利用复数的乘法运算化简复数,然后根据实部和虚部的定义求解即可.
【解析】由复数的乘法运算可知,,
因为复数的实部与虚部的和为12,所以,解得,.
故选B.
变式1已知是实数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【解析】,
因为是实数,
所以,即,
故选B
变式2已知复数,,为虚数单位,若为纯虚数,则( )
A. B.6 C.-6 D.
【答案】C
【解析】依题意,复数,因为为纯虚数,所以且,解得.
故选C.
题型十一 复数范围内因式分解
例题1利用公式,把下列各式分解为一次因式的乘积:
(1);
(2);
【思路分析】(1)根据所给等式,直接可得答案;
(2)利用平方差公式结合所给等式,可得答案;
【解析】(1);
(2),
变式1在复数范围内分解因式:
(1);(2);
【分析】利用完全平方公式平方差公式将所给的表达式分解因式.
【解析】(1)
(2)
变式2请在复数范围内分解因式
(1);
(2).
【思路分析】
(1)先用完全平公式化简,再利用已知等式,可得答案;
(2)先配方变为平方和形式,再利用已知等式分解可得答案.
【解析】(1)
(2).
题型十二 复数范围内方程的根
例题1是关于的方程的一个根,则( )
A. B. C. D.
【思路分析】利用实系数一元二次方程虚根成对,应用韦达定理,求得的值
【解析】因为是关于的方程的一个根,所以也是方程的根.根据根与系数的关系可得
即得,所以
变式1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
【解析】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.
变式2已知关于的方程的两根在复平面上对应的点分别为和,若是等边三角形,则 .
【答案】
【解析】根据题意设方程的两虚根为,,为实数,
方程的两根在复平面上对应的点分别为和,轴,
又是等边三角形,高为2,则,
解得,则;
则.
故答案为.
一.选择题
1.若复数z满足,其中i为虚数单位,则z在复平面上所对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【解析】由,得,则z=1﹣i,
所以z在复平面上所对应的点为(1,﹣1),在第四象限.
故选:D.
2.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】B
【解析】∵复数 ,
∴复数对应的点的坐标是( )
∴复数 在复平面内对应的点位于第二象限,
故选:B.
3.复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】复数的虚部为.
故选:B.
4.复数(其中i是虚数单位)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】D
【解析】,
则复数在复平面内对应的点的坐标为,位于第四象限.
故选:D.
5.复数z满足为实数,则z的实部为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.i
【答案】A
【解析】设z=a+bi(a,b∈R),
则,
因为为实数,所以a+1=0,即a=﹣1.
故选:A.
6.若复数z=i+i2+i3+…+i2026(其中i为虚数单位),则z的共轭复数的虚部是( )
A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i
【答案】B
【解析】因为i2=﹣1,所以i4=(﹣1)2=1,
所以i4n=(i4)n=1,i4n+1=i4n•i=i,i4n+2=﹣1,i4n+3=﹣i,
可得i4n+1+i4n+2+i4n+3+i4n+4=i+(﹣1)+(﹣i)+1=0,
因为2026=4×506+2,
所以z=i+i2+i3+…+i2026=i2025+i2026=i﹣1,
即z=﹣1+i,
所以z的共轭复数为﹣1﹣i,其虚部为﹣1.
故选:B.
7.已知复数(i为虚数单位),则z2+z等于( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
【答案】A
【解析】由题可得z,
所以.
故选:A.
8.在复平面内,复数z=(a+3i)(1﹣i)(a∈R)对应的点恰好位于第四象限,则a的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣3) B.(﹣3,3) C.(3,+∞) D.(﹣∞,3)
【答案】C
【解析】复数z=(a+3i)(1﹣i)(a∈R)
=a+3+(3﹣a)i,
复数z=(a+3i)(1﹣i)(a∈R)对应的点恰好位于第四象限,
则,解得a>3,
故a的取值范围为(3,+∞).
故选:C.
9.已知i为虚数单位(i2=﹣1),下列各式的运算结果中,虚部为1的是( )
A.(1+i)+(1﹣i) B.(1+i)﹣(1﹣i)
C.(1+i)(1﹣i) D.
【答案】D
【解析】对于A,(1+i)+(1﹣i)=2,虚部为零,可得A不符合;
对于B,(1+i)﹣(1﹣i)=2i,虚部为2,可得B不符合;
对于C,(1+i)(1﹣i)=2,虚部为零,可得C不符合;
对于D,,虚部为1,可得D符合.
故选:D.
10.已知,其中i为虚数单位,则( )
A.﹣2 B.2 C.﹣4 D.4
【答案】D
【解析】,
则.
故选:D.
11.已知复数z=2+i,设在复平面内对应的向量分别为,则( )
A. B.3 C.5 D.3+2i
【答案】B
【解析】复数z=2+i,则,
在复平面内对应的向量分别为,
所以,
故.
故选:B.
12.已知复数z=2+3i,i为虚数单位,则( )
A.13 B.5 C.﹣5 D.﹣5i
【答案】A
【解析】由复数z=2+3i,可得,则(2+3i)(2﹣3i)=4﹣6i+6i﹣(3i)2=13.
故选:A.
13.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵,
∴z,
∴.
∴.
故选:A.
14.在复平面内,复数(a﹣2i)(2﹣i)(a∈R)对应的点不可能位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【解析】设z=(a﹣2i)(2﹣i)=2a﹣4i﹣ai+2i2=2a﹣2+(﹣4﹣a)i,
对于A:若复数z位于第一象限,则须满足,a无解,即复数z不可能位于第一象限,故A正确;
对于B:若复数z位于第二象限,则须满足,解得a<﹣4,即复数z可能位于第二象限,故B错误;
对于C:若复数z位于第三象限,则须满足,解得﹣4<a<1,即复数z可能位于第三象限,故C错误;
对于D:若复数z位于第四象限,则须满足,解得a>1,即复数z可能位于第四象限,故D错误.
故选:A.
15.已知复数z=3+2i,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】复数z=3+2i,
则,
故.
故选:A.
16.已知z•i=|1﹣i|2(i为虚数单位),则z=( )
A.2 B.﹣2 C.2i D.﹣2i
【答案】D
【解析】z•i=|1﹣i|2=2,则z.
故选:D.
17.若复数z满足(1﹣z)i=1+z(i为虚数单位),则z的虚部是( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
【答案】B
【解析】由(1﹣z)i=1+z,得i,
则z的虚部是1.
故选:B.
18.若复数,则|z+1|=( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】B
【解析】由题意得z+1,所以|z+1|1.
故选:B.
19.已知复数z=﹣i,则|z2025﹣z2026|=( )
A.2 B. C.1 D.0
【答案】B
【解析】z=﹣i,
则z2025=(﹣i)2024•(﹣i)=﹣i,z2026=(﹣i)2024•(﹣i)2=﹣1,
故|z2025﹣z2026|=|1﹣i|.
故选:B.
20.若x+i3=1+yi,x,y∈R,则x﹣y=( )
A.2 B.﹣2 C.1 D.﹣1
【答案】A
【解析】x+i3=1+yi,
则x﹣i=1+yi,
故x=1,y=﹣1,
故x﹣y=1﹣(﹣1)=2.
故选:A.
21.若复数z满足,则z=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设z=a+bi(a,b∈R),
复数z满足,
则2a+2bi+a﹣bi,即3a+bi=1﹣i,解得a,b=﹣1,
故.
故选:B.
22.已知复数z1=1+2i,z2=a+4i(a∈R,i为虚数单位),则“a=2”是“|z1+z2|=|z1|+|z2|”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】因为复数z1=1+2i,z2=a+4i(a∈R,i为虚数单位),
则z1+z2=a+1+6i,
故|z1+z2|=|z1|+|z2|,可得,
两边平方整理得:a+8,解得a=2.
故“a=2”是“|z1+z2|=|z1|+|z2|”的充要条件.
故选:C.
23.若复数z满足,则z的实部与虚部之和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】(﹣i)2025=﹣i,
故,解得z,
故z的实部与虚部之和为.
故选:C.
24.若,则|z|=( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】由题意可知,z=(z+i)(1﹣i)=z﹣zi+i+1,
故zi=1+i,
所以z=1﹣i,
故|z|.
故选:B.
25.已知复数z1=2+i,z2=a﹣i(a∈R),i为虚数单位,若复数z1﹣z2为纯虚数,则实数a的值为( )
A.1 B.0 C.2 D.﹣2
【答案】C
【解析】由复数z1=2+i,z2=a﹣i(a∈R),可得z1﹣z2=(2+i)﹣(a﹣i)=(2﹣a)+2i为纯虚数,
则2﹣a=0,解得a=2.
故选:C.
二.多选题
(多选)26.若复数z=﹣1﹣4i,则下列结论正确的是( )
A.z的虚部为﹣4i B.z的共轭复数为﹣1+4i
C. D.
【答案】BC
【解析】z=﹣1﹣4i,则z的虚部为﹣4,故A错误;
z的共轭复数为﹣1+4i,故B正确;
,故C正确;
,故D错误.
故选:BC.
(多选)27.已知复数,则( )
A.z3的虚部是﹣2 B.|z3|=|z4|
C. D.
【答案】AB
【解析】由,
得,其虚部是﹣2,故A正确;
,则|z3|=|z4|=2,故B正确;
,故C错误;
1﹣2i,故D错误.
故选:AB.
(多选)28.已知复数z1,z2≠0,以下复数运算一定成立的是( )
A.|z1z2|=|z1||z2| B.
C. D.|z|2=z2
【答案】ABC
【解析】设z1=a+bi,z2=c+di,(a,b,c,d∈R),由题意c2+d2≠0,
根据
,,
可得|z1z2|=|z1||z2|,故A项正确;
根据
,
结合,可得,故B项正确;
设z=x+yi,(x,y∈R),则,,,所以,故C项正确;
取z=i,则|z|2=1,z2=﹣1,可知|z|2=z2不一定成立,故D项错误.所以|z|2≠z2不恒成立,故D错误.
故选:ABC.
(多选)29.已知复数z1,z2,则下列命题正确的有( )
A.若,则z1=z2=0
B.若z1=iz2,则|z1|=|z2|
C.若,则
D.若|z1|=|z2|,则
【答案】BC
【解析】取z1=1,z2=i,显然满足,但z1≠0,z2≠0,故A错误;
因为z1=iz2,所以|z1|=|iz2|=|i||z2|=|z2|,故B正确;
因为,所以,故C正确;
取z1=1,z2=i,满足|z1|=|z2|,但,故D错误.
故选:BC.
(多选)30.已知复数z1=1+i,z2=x+yi(x,y∈R),则下列结论正确的是( )
A.若,则z2为纯虚数
B.若,则z2在复平面内对应的点位于第一象限
C.若|z2﹣z1|=1,则
D.若z1,z2为方程x2+ax+b=0(a,b∈R)的两虚根,则a=b=2
【答案】AC
【解析】对于A,因为z1=1+i,,
所以z2i,故A正确;
对于B,因为z2﹣z1=(x﹣1)+(y﹣1)i,
所以(x﹣1)﹣(y﹣1)i,
所以(x﹣1)﹣(y﹣1)i=2(1+i)=2+2i,
所以,解得,
所以z2=3﹣i,在复平面内对应的点为(3,﹣1),位于第四象限,故B错误;
对于C,若|z2﹣z1|=1,则z2在复平面内对应的点Z2的轨迹是以(1,1)为圆心,以1为半径的圆上,
而x2+y2表示点Z2到原点距离的平方,
因为圆心到原点的距离d,
所以(1)2≤x2+y2,
即3﹣2,故C正确;
对于D,若z1,z2为方程x2+ax+b=0(a,b∈R)的两虚根,则z2=1﹣i,
由韦达定理可得,,
解得,故D错误.
故选:AC.
(多选)31.已知i为虚数单位,复数,则下列说法正确的是( )
A.z1的三角形式为
B.若,则实数a的值为3
C.|z1|,|z2|,……,|z2025|中有44个正整数
D.|z2025﹣z2026|<|z2026﹣z2027|
【答案】BC
【解析】对于选项A,由题意i为虚数单位,复数,
当n=1时,z1=1+i,
则对应的三角形式为,故选项A错误;
对于选项B,由题意i为虚数单位,复数,
则
,
又,
所以,
,
则的虚部为,
∵ω∈R,∴,解得a=3,故选项B正确;
对于选项C,先求|zn|,根据复数模的性质:若z=z1z2⋯zk,则|z|=|z1||z2|⋯|zk|,
对于,模为,
所以
,
要使为正整数,则n+1必须是完全平方数,
即n+1=m2(m∈N*),则n=m2﹣1,
因为n≤2025,所以m2﹣1≤2025,即m2≤2026,
因为442=1936,452=2025,462=2116>2026,
又因为n∈N*,所以n=m2﹣1≥1,故,
所以m从2到45,共44个正整数,故选项C正确;
对于选项D,由题意i为虚数单位,复数,
,
∴,
∴|z2025﹣z2026|=1=|z2026﹣z2027|,故选项D错误.
故选:BC.
(多选)32.任意一个复数z都可写成复数的三角形式,即z=a+bi=r(cosθ+isinθ),,θ∈[0,2π).棣莫弗定理由法国数学家棣莫弗创立.设两个复数用三角函数形式表示为z1=r1(cosθ1+isinθ1),z2=r2(cosθ2+isinθ2),则z1z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]( )
A.
B.ω0是方程ω3=1的虚数根,则
C.|z|=1,则|z2+z+1|的范围为
D.满足z2025=(z+1)6=1的复数z有且只有2个
【答案】ABD
【解析】于A;由z=﹣1+i,∴r=|z|=|﹣1+i|,
复数z=﹣1+i位于第二象限,其辐角为,
所以﹣1+i(cosisin),故A对;
由ω3=1得(ω﹣1)(ω2+ω+1)=0,
可得ω=1或ω2+ω+1=0,
由ω2+ω+1=0得ω,
因为ω0是方程ω3=1的虚数根,
不妨设ω0,所以,ω02=()2,故B对;
因为|z|=1,令z=cosθ+isinθ,
则|z2+z+1|=|cos2θ+isin2θ+cosθ+isinθ+1|
,
又cosθ∈[﹣1,1],所以1+2cosθ∈[﹣1,3],
所以|1+2cosθ|∈[0,3],故C错;
z2025=1的解是单位圆上的2025次单位根,
即所有复数z满足|z|=1,且辐角为,其中k=0,1,⋯,2024,
所以z=eiθ,,k∈{0,1,2,…,2024},这些点均匀分布在单位圆上,
令ω=z+1⇒ω6=1,所以ω是6 次单位根:ω=eiθ,φ,m∈{0,1,2…,5},
所以z=ω﹣1=eiφ﹣1,
这些点是以﹣1为中心、半径为1的圆上的6 个点,
因为z2025=(z+1)6=1,
所以|eiφ﹣1|=1,即1,解得cosφ,
则φ,m∈{0,1,2⋯,5}中,满足cosφ的φ为:φ,φ,
当φ时,z=cosφ+isinφ﹣1i﹣1i,
所以z3=1,所以z2025=(z3)675=1;
当φ时,z=cosφ+isinφ﹣1i﹣1i,
可得z3=1,所以z2025=(z3)675=1,
综上,满足条件的复数共2个;故D对.
故选:ABD.
三.填空题
33.若z1=3﹣2i,z2=i+1,则|z1﹣z2|= .
【答案】.
【解析】z1=3﹣2i,z2=i+1,
则z1﹣z2=2﹣3i,
故|z1﹣z2|.
故答案为:.
34.复数z1,z2满足|z1﹣1|=|z1+i|,|z2﹣2|=1,则|z1﹣z2|的最小值为 .
【答案】1.
【解析】满足|z1﹣1|=|z1+i|的复数z1对应的点是以A(1,0),B(0,﹣1)为端点的线段的垂直平分线,
由A,B的中点坐标为(,),kAB=1,
得AB的垂直平分线方程为y(x),
即y=﹣x.
满足|z2﹣2|=1的复数z2对应的点是以(2,0)为圆心,以1为半径的圆,
则圆心(2,0)到直线y=﹣x的距离为d,
∴|z1﹣z2|的最小值为1.
故答案为:1.
35.在复平面中,已知点A(﹣1,0)、B(0,3),复数z1、z2对应的点分别为Z1、Z2,且满足|z1|=|z2|=2,|Z1Z2|=4,则的最大值为 .
【答案】.
【解析】由题意设Z1(2cosα,2sinα),Z2(2cosβ,2sinβ),0≤α<2π,0≤β<2π,
由|Z1Z2|=4,得,
整理得cos(α﹣β)=﹣1,∵0≤α<2π,0≤β<2π,
∴﹣2π<α﹣β<2π,可得α﹣β=±π,
,,
则(2cosα+1)2cosβ+2sinα(2sinβ﹣3)
=4cosαcosβ+4sinαsinβ+2cosβ﹣6sinα=4cos(α﹣β)+2cosβ﹣6sinα
=﹣4+2cos(±π+α)﹣6sinα=﹣4﹣6sinα﹣2cosα(tan),
∴的最大值为.
故答案为:.
36.若z∈C且|z|=1,则|z﹣1﹣2i|的最小值是 .
【答案】.
【解析】设z=x+yi,(x,y∈R),
∵|z|=1,
∴x2+y2=1,其几何意义为圆心为(0,0),半径为1的圆,
∴|z﹣1﹣2i|=|x﹣1+(y﹣2)i|的最小值为圆心到点(1,2)的距离减去半径,即.
故答案为:.
37.已知z∈C,且|z﹣i|=1,i为虚数单位,则|z﹣3﹣5i|的最大值是 6 .
【答案】6
【解析】根据复数模的几何意义,可知|z﹣i|=1的轨迹是以C(0,1)为圆心,r=1为半径的圆,
∵|z﹣3﹣5i|表示圆上的点到A(3,5)的距离,
∴|z﹣3﹣5i|的最大值是|CA|+r=5+1=6,
故答案为:6.
38.设复数z满足|z|=1,且使得关于x的方程zx2+2x+3=0有实根,则这样的复数z的和为 .
【答案】
【解析】设z=a+bi(a,b∈R),
由|z|=1得,a2+b2=1,
zx2+2x+3=0,
则(a+bi)x2+2(a﹣bi)x+3=0,
即ax2+2ax+3+(bx2﹣2bx)i=0,
所以,
若b=0,则a=1或a=﹣1,
检验得,a=1时,得x=﹣1(舍),
当a=﹣1时,x=1或x=﹣3,z=﹣1,
当b≠0时,得x=0或x=2,
当b≠0,x=0时,此时x不存在,
当b≠0,x=2时,a,b,
此时zi,
故﹣1.
故答案为:.
39.已知k+2个两两互不相等的复数z1、z2、…、zk、w1、w2,满足,且|wj﹣za|∈{1,3}(其中j=1、2;a=0、1、2、…、k),则k的最大值为 .
【答案】5
【解析】设w1=a+bi,w2=c+di(a,b,c,d∈R),
∵,∴()•(w1﹣w2)=4,即((a﹣b)﹣(c﹣d)i)((a﹣b)+(c﹣d)i)=4,
即(a﹣b)2+(c﹣d)2=4,故w1、w2对应平面内距离为2的点,如图F、G,
∵|wj﹣za|∈{1,3},∴za与w1、w2对应的点的距离为1或3,
构成了点A、B、C、D、E共5个点,
故k的最大值为5,
故答案为:5.
40.已知复数z1,z2满足,则|z2﹣2i|的最大值为 .
【答案】.
【解析】设复数z1=a+bi,a,b∈R,由已知条件得a+bi+2(a﹣bi)=3﹣i,
整理得3a﹣bi=3﹣i,于是3a=3,﹣b=﹣1,即a=1,b=1,z1=1+i,
由|z2﹣z1|=1,可知复平面内表示复数z2的对应点在以表示复数z1的对应点(1,1)为圆心,1为半径的圆上,
|z2﹣2i|表示这个圆上的点到表示复数2i的对应点(0,2)的距离,
距离的最大值是.
故答案为:.
41.已知复数z1,z2满足z1=iz2且,则对于任意的复数z,的最小值为 .
【答案】.
【解析】设z1=a+bi(a,b∈R),根据题意可知,,
所以,,
根据对称性,不妨取z1=1,z2=﹣i,
则|z﹣z1|,|z﹣z2|,|z+z2|的几何意义为复平面中到点A(1,0),B(0,﹣1),C(0,1)的距离,
∴,
如图,将△ACP顺时针旋转90°得到△ADE,D(2,1),
则AP⊥AE,AP=AE,所以,
又△ACP≅△ADE,所以PC=ED,
所以.
故答案为:.
42.已知平面向量,将绕点O逆时针方向旋转β得到向量,在复平面内,向量对应的复数为Z1=cosα+isinα,记复数Z2=cosβ+isinβ,向量对应的复数为ω,下列说法正确的是 .(填正确说法的序号).
①点Q(cosαcosβ+sinαsinβ,sinαcosβ+cosβsinα)
②|ω|=|Z1|•|Z2|
③ω=Z1•Z2
④若,则
【答案】②③④.
【解析】对于①,因为Z1=cosα+isinα,
所以,
所以P,Q在单位圆上,所以P(cosα,sinα),
设Q(x,y),由三角函数的定义,可得cos(α+β)=x,sin(α+β)=y,
所以Q(cos(α+β),sin(α+β)),即Q(cosαcosβ﹣sinαsinβ,sinαcosβ+cosαsinβ),故①错误;
对于②,因为Q(cosαcosβ﹣sinαsinβ,sinαcosβ+cosαsinβ)所以ω=cos(α+β)+isin(α+β),
所以
,
又因为,
所以|ω|=|Z1|•|Z2|,故②正确;
对于③,Z1×Z2=(cosα+isinα)×(cosβ+isinβ)
=cosαcosβ+icosαsinβ+isinαcosβ+i2sinαsinβ
=(cosαcosβ﹣sinαsinβ)+i(cosαsinβ+sinαcosβ)
=cos(α+β)+isin(α+β)=ω,故③正确;
对于④,当时,Z1=cos0+isin0=1,
,,
所以,故④正确.
故答案为:②③④.
43.已知复数z1,z2满足|z1|=1,|z2|=2,,则|z1+z2|的值为 .
【答案】.
【解析】记对应的复数为z1,对应的复数为z2,
∵|z1|=1,|z2|=2,,
∴,
即,
则1﹣2+4=3,
可得|z1+z2|.
故答案为:.
四.解答题
44.利用平面向量的坐标表示,可以把平面向量的概念推广为坐标为复数的“复向量”,即可将有序复数对(z1,z2)(其中z1,z2∈C)视为一个向量,记作.类比平面向量可以定义其运算,两个复向量,的数量积定义为一个复数,记作,满足,复向量的模定义为.
(1)设,(3,4),i为虚数单位,求复向量、的模;
(2)设、是两个复向量.
①已知对于任意两个平面向量,,(其中x1,x2,y1,y2∈R),成立,证明:对于复向量、,也成立;
②当 时,称复向量与平行.若复向量与(i,z)平行(其中i为虚数单位,z∈C),求复数z.
【答案】(1);5;
(2)①见证明;②zi.
【解析】(1)由题意,||,||5;
(2)①设(a+bi,c+di),(e﹣fi,g﹣hi),
||×||,
则||=|ae﹣bf+cg﹣dh+(ch+dg+be+af)i|
由于(a2+b2+c2+d2)(e2+f2+g2+h2)﹣(ae﹣bf+cg﹣dh)2(ch+dg+be+af)2
=(ag﹣ce)2+(df﹣bh)2+(ah+de)2+(cf+bg)2﹣2(bceh+bdeg+acfh+adfg)
≥2(ag﹣ce)(df﹣bh)+2(ah+de)(cf+bg)﹣2(bceh+bdeg+acfh+adfg)=0,
所以||≤||×||;
②设z=(a+bi),结合①得||,
||×||,
令7+7(a2+b2)=5(a2+b2)+2(3a﹣b)+2,化简得(a)2+(b)2=0,
即a,b,zi.
45.对于任意的复数z=x+yi(x,y∈R),定义运算P(z)=x2[cos(yπ)+isin(yπ)].
(1)集合A={ω|ω=P(z),|z|≤1,Rez,Imz均为整数},试用列举法写出集合A;
(2)若z=2+yi(y∈R),P(z)为纯虚数,求|z|的最小值;
(3)直线l:y=x﹣9上是否存在整点(x,y)(坐标x,y均为整数的点),使复数z=x+yi经运算P后,P(z)对应的点也在直线l上?若存在,求出所有的点;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)
由于x,y∈Z,得
∴P(±1)=1,P(±i)=0,P(0)=0,
∴A={0,1}.
(2)若z=2+yi(y∈R),则P(z)=4[cos(yπ)+isin(yπ)]
若P(z)为纯虚数,则,∴,
∴|z|,
∴当k=0或﹣1时,|z|min.
(3)P(z)对应点坐标为(x2cos(yπ),x2sin(yπ))
由题意,得x2sin(xπ﹣9π)=x2cos(xπ﹣9π)﹣9
∴x2sinxπ=x2cosxπ+9,∵x∈Z,
∴①当x=2k,k∈Z时,得x2+9=0不成立;
②当x=2k+1,k∈Z时,得x2﹣9=0,∴x=±3成立,
此时或 ,
故满足条件的整点为(3,﹣6)和(﹣3,﹣12).
46.已知复数z=1﹣2i.
(Ⅰ)求|z|;
(Ⅱ)若,求z1;
(Ⅲ)若|z2|,且zz2是纯虚数,求z2.
【答案】(Ⅰ);
(Ⅱ)i;
(Ⅲ)z2=2﹣i或z2=﹣2+i.
【解析】(Ⅰ)∵复数z=1﹣2i,
∴;
(Ⅱ)∵复数z=1﹣2i,
∴;
(Ⅲ)设z2=a+bi,
∵,
∴a2+b2=5①,
又∵zz2=(1﹣2i)(a+bi)=(a+2b)+(b﹣2a)i,
∴a+2b=0,b﹣2a≠0②,
由①②联立,解得或,
∴z2=2﹣i或z2=﹣2+i.
47.设复数z1=1﹣ai(a∈R),z2=3﹣4i.
(1)若z1+z2是实数,求z1•z2;
(2)若是纯虚数,求z1.
【解析】(1)由z1=1﹣ai,z2=3﹣4i,得z1+z2=4﹣(4+a)i,而z1+z2是实数,
于是4+a=0,解得a=﹣4,
所以z1•z2=(1+4i)(3﹣4i)=19+8i.
(2)依题意,是纯虚数,
因此,解得,
所以.
48.已知A(3,m),B(2,1),C(﹣2,1),D(n,﹣2)是复平面内的四个点,其中m,n∈R,且向量,对应的复数分别为z1,z2,且z1﹣z2=﹣6+2i.
(1)求z1,z2;
(2)若复数,t∈R,在复平面内对应的点Z在第四象限,求实数t的取值范围.
【答案】(1)z1=﹣5﹣i,z2=1﹣3i,(2)(2,).
【解析】(1)由已知可得(﹣5,1﹣m),n﹣2,﹣3),
则z1=﹣5+(1﹣m)i,z2=n﹣2﹣3i,
所以z1﹣z2=﹣3﹣n+(4﹣m)i=﹣6+2i,则,解得m=2,n=3,
所以z1=﹣5﹣i,z2=1﹣3i,
(2)因为z
在复平面内对应的点在第四象限,则,
解得,即实数t的范围为(2,).
49.已知复数z满足z(1+i)=2i,O为坐标原点,复数z在复平面内对应的向量为.
(1)求|z+3﹣4i|;
(2)若向量绕O逆时针旋转得到对应的复数为z′,求z•z′;
(3)若z是方程x2+ax+b=0(a∈R,b∈R)的一个根,求a+b的值.
【答案】(1)5;
(2)﹣2;
(3)0.
【解析】(1)由z(1+i)=2i,可得,
∴;
(2)又因为z=1+i,由复数的几何意义,
向量绕原点O逆时针旋转得到的,
则向量对应的复数为z′=﹣1+i,
则z•z′=(1+i)•(﹣1+i)=﹣2;
(3)由(1)知z=1+i,则,
∵z是方程x2+ax+b=0(a∈R,b∈R)的一个根,
由实系数一元二次方程虚根成对出现的性质可知,z都是方程x2+ax+b=0(a∈R,b∈R)的根,
∴由韦达定理可得,
解得,
∴a+b=0.
50.(Ⅰ)在复数范围内解方程|z|2+(z)i(i为虚数单位)
(Ⅱ)设z是虚数,ω=z是实数,且﹣1<ω<2.
(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;
(2)设,求证:μ为纯虚数;
(3)在(2)的条件下求ω﹣μ2的最小值.
【解析】(Ⅰ)原方程等价为|z|2+(z)i1﹣i,
设z=x+yi,x,y∈R,
代入方程整理得x2+y2+2xi=1﹣i,得得,即z±i.
(Ⅱ)(1)z=a+bi,a,b∈R且b≠0,
则ω=za+bi(a)+(b)i,
∵ω=z是实数,∴b0,得10,即a2+b2=1,即|z|=1,
则ω=z2a∈(﹣1,2),
∴a∈(,1).
(2)证明:,
由(1)知a2+b2=1,则μi,
∵a∈(,1).b≠0,∴μ是纯虚数.
(3)ω﹣μ2=2a2a2a2a﹣12[(a+1)]﹣3,
∵a∈(,1),∴a+1>0,
∴(a+1)22,当且仅当a+1,即a=0时取等号,
即ω﹣μ2=2[(a+1)]﹣3≥2×2﹣3=1,
即ω﹣μ2的最小值为1
51.已知复数z=1+mi(i是虚数单位,m∈R),且为纯虚数(是z的共轭复数).
(1)求实数m及|z|;
(2)设复数,且复数z1对应的点在第二象限,求实数a的取值范围.
【解析】(1)∵z=1+mi,
∴,
∴,
∵为纯虚数,
∴,解得m=﹣3,
故z=1﹣3i,则;
(2)∵i2023=i4×505+3=i3=﹣i,
∴,
∵复数z1所对应的点在第二象限,
∴,解得,
故实数a的取值范围为.
52.已知O为坐标原点,向量分别对应复数z1,z2,且,(a∈R).若是实数.
(1)求实数a的值;
(2)求以OZ1,OZ2为邻边的平行四边形的面积.
【解析】(1)由,得(10﹣a2)i,
则 z2[(a2﹣10)+(2a﹣5)]i的虚部为0,
∴a2+2a﹣15=0.
解得:a=﹣5或a=3.
又∵a+5≠0,∴a=3.
(2)由(1)可得:z1i,z2=﹣1+i,
可得:( ,1),(﹣1,1),
可得:||,||,
∴cos(,),
∴sin(,),
∴S=||||sin(,).
53.在复平面内,平行四边形OABC的顶点O,A,C,对应复数分别为0,2+i,﹣1+3i.
(1)求,及,;
(2)设∠OCB=θ,求cosθ.
【解析】(1)∵,
∴所对应的复数z1=(2+i)+(﹣1+3i)=1+4i,
∴,.
∵,
∴所对应的复数z2=(2+i)﹣(﹣1+3i)=3﹣2i,
∴,;
(2)由题意,,
∵,,
∴,,.
∴.
54.已知复数z满足z﹣i和均为实数.
(1)求复数z;
(2)若z是关于x的方程x2+px+q=0的一个根,求实数p,q的值.
【答案】(1)z=2+i;
(2)p=﹣4,q=5.
【解析】(1)设z=a+bi(a,b∈R),
则z﹣i=a+(b﹣1)i,,
由z﹣i和均为实数,得,解得.
∴z=2+i;
(2)由(1)知,z=2+i,
又z是关于x的方程x2+px+q=0的一个虚根,则是方程x2+px+q=0的另一个虚根,
∴,即p=﹣4,q=5.
55.已知复数z=1﹣i(其中i为虚数单位).
(1)若z+z0=zz0,求复数;
(2)若方程x2﹣tx+2=0的一个解为z,求实数t的值.
【答案】(1)1﹣i;(2)2.
【解答】(1)由z+z0=zz0,可得,所以1﹣i;
(2)z=1﹣i是关于x的方程x2﹣tx+2=0一个虚根,
则(1﹣i)2﹣t(1﹣i)+2=0,
即﹣2i﹣t+ti+2=0,
解得.
56.已知复数z=1+bi(b∈R,i为虚数单位),是纯虚数.
(1)求复数z;
(2)若复数z1=2z﹣1是关于x的方程x2+mx+n=0的根,求实数m和n的值.
【答案】(1)z=1+i;
(2)m=﹣2,n=5.
【解析】(1)∵z=1+bi,
∴,
由是纯虚数,可得,解得b=1,
则z=1+i;
(2)由(1)得,z1=2z﹣1=2(1+i)﹣1=1+2i,
∵复数z1=2z﹣1是关于x的方程x2+mx+n=0的根,
∴1﹣2i是方程x2+mx+n=0的另一个根,
则,解得m=﹣2,n=5.
57.类比高中函数的定义,引入虚数单位i,自变量为复数的函数称之为复变函数.已知复变函数,x∈C且x≠i,n∈N*.
(1)当n=1时,解关于x的方程:f(x+i)=1;
(2)当n=2时,
①若|x﹣i|=1,求f(x)的最小值.
②若存在实部不为5,虚部不为12的虚数x和实数M,使得f(x﹣5﹣11i)≥M恒成立,求|x|的取值范围.
【答案】(1);(2)①f(x)min=﹣2;②|x|∈[12,14].
【解析】(1)当n=1时,,
则.
由,整理得x2﹣x+1=0,解得.
(2)①令x﹣i=a+bi(a,b∈R,且a2+b2≠0),
∵|x﹣i|=1,∴a2+b2=1.
=(a2﹣b2+2abi)+(a2﹣b2﹣2abi)
=2(a2﹣b2).
∵b2=1﹣a2,∴f(x)=2[a2﹣(1﹣a2)]=2(2a2﹣1).
∵0≤a2≤1,∴当a2=0时,f(x)min=﹣2.
②当n=2时,,
令x﹣5﹣12i=a+bi(a≠0且b≠0,a,b∈R),
则
i.
∵f(x﹣5﹣11i)≥M恒成立,
∴,即a2+b2=1,
所以|x﹣5﹣12i|=1,
所以复数x到(5,12)的距离为1,其轨迹为以(5,12)为圆心,半径为1的圆上.
则|x|∈[12,14].
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重难拓展专题:复数专题复习讲义
知识梳理
一、复数的基本概念
1. 定义:形如的数叫做复数,为实部,为虚部,虚数单位。
2. 分类
实数:
虚数:
纯虚数:且
3. 复数相等:且
4. 共轭复数:若,则,满足。
5. 复数的模:,表示复平面内对应点到原点的距离。
二、复数的四则运算
设
1. 加减:
2. 乘法:
3. 除法:(分母实数化)
的周期性:
5. 复数常见运算小结论
①;
②;
③;
④;
⑤.
6. 常用公式
;
;
.
三、复数的几何意义
1. 一一对应:
2. 距离公式:表示复平面内两点间的距离
3. 轨迹:表示以对应点为圆心,为半径的圆
四、常用结论
1.
2.
3. 实系数一元二次方程,时,虚根成对且互为共轭复数。
典例精讲
题型一 复数的基本概念与分类
例题1下列关于复数的说法一定正确的是( )
A.是虚数 B.存在x使得是纯虚数
C.不是实数 D.实部和虚部均为1
变式1对于复数,下列结论中正确的是( )
A.若,则为纯虚数
B.若,则,
C.若,则为实数
D.若,则z不是复数
变式2复数的虚部是( )
A.1 B.-2 C.-2i D.2
例题2如果复数是纯虚数,则实数= ( )
A. B. C. D.
变式1若复数是纯虚数,则实数的值是 .
变式2若复数为纯虚数,则实数 .
题型二 复数相等与待定系数法
例题1设,其中a,b是实数,则( )
A. B.
C. D.
变式1若,,则复数等于( )
A. B. C. D.
变式2若,其中a,,是虚数单位,则( )
A.2 B. C.3 D.5
例题2设复数z满足,且z的实部小于虚部,则( )
A. B.
C. D.
变式1已知为虚数单位,复数z满足,则的虚部为( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
变式2设复数满足,则的实部为( )
A. B. C. D.
题型三 共轭复数
例题1已知复数在复平面内对应的点的坐标为,则________
A. B. C. D.
变式1(2025·青岛·期中)在复平面内,复数对应的点的坐标是,则的共轭复数( )
A. B.
C. D.
变式2已知=2+i,则(z的共轭复数)为( )
A.-3-I B.-3+i C.3+i D.3-i
例题2复数,在复平面内的共轭复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
变式1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.
变式2(24-25高一下·武汉·期中)已知复数,则的共轭复数等于( )
A.0 B. C. D.
题型四 复数的模
例题1在复平面内,为原点,为虚数单位,复数对应的向量,则( )
A.3 B. C.2 D.
变式1(24-25高一下·宁波·期末)已知复数,则 , .
变式2已知复数,其中是虚数单位,则的模是 .
例题2已知为虚数单位,复数z满足,则的虚部为( )
A.-1 B.-2 C.1 D.2
变式1复数满足,则( )
A. B. C. D.或
变式2在复平面内,复数对应的点关于直线对称,若,则( )
A. B.2 C. D.4
题型五 复数的四则运算(基础)
例题1若复数,,则( )
A. B. C. D.
变式1已知复数,则( )
A. B. C. D.0
变式2(2025高一下·长沙·期中)复数等于( )
A. B. C. D.
例题2计算:(1)(3+2i)+(-2)i;
(2)(-7i+5)-(9-8i)+(3-2i).
变式1复数z在复平面内对应的点为,则复数( )
A. B. C. D.
变式2在复平面内,复数的共轭复数对应的点的坐标是,则( )
A. B. C. D.
题型六 周期性与运算规律
例题1计算:
变式1(多选)已知复数为虚数单位),则下列说法错误的是
A.的实部为2 B.的虚部为1 C. D.
变式2已知复数为虚数单位),则________
题型七 复数的几何意义(复平面)
1. 例题1复平面上,以原点为起点,平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是( )
A.正数 B.负数 C.实部不为零的虚数 D.纯虚数
变式1在复平面内,下列复数中对应的点在第四象限的是( )
A.1+i B.1-i C.-1+i D.-1-i
变式2已知复数,则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
例题2
已知在复平面内对应的点位于第四象限,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
变式1若复数z满足,则在复平面内对应的点在第( )象限.
A.一 B.二 C.三 D.四
变式2已知复数,则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
题型八 复数加减的几何意义
例题1在复平面内,O为原点,四边形OABC是复平面内的平行四边形,且A,B,C三点对应的复数分别为z1,z2,z3,若,则z2=( )
A.1+i B.1-i C.-1+i D.-1-i
变式1在平行四边形ABCD中,若A,C对应的复数分别为-1+i和-4-3i,则该平行四边形的对角线AC的长度为( )
A. B.5 C.2 D.10
变式2在复平面内,复数对应的向量为,复数对应的向量为,那么向量对应的复数是( )
A.1 B. C. D.
例题2已知,,,则( )
A. B. C. D.
变式1如图,设向量,,所对应的复数为z1,z2,z3,那么( )
A.z1-z2-z3=0
B.z1+z2+z3=0
C.z2-z1-z3=0
D.z1+z2-z3=0
变式2(多选)已知复数和对应的向量分别是,向量对应的复数记为z,则( )
A. B. C. D.
题型九 复数的模与轨迹(圆/线段)
1.
例题1设复数满足,则的最大值为
A. B. C.2 D.3
变式1 复数满足,则的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式2已知复数满足,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式3设,则,则的最小值为( )
A. B. C. D.
题型十 根据运算结果求参数
例题1已知复数 的实部与虚部的和为12,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式1已知是实数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
变式2已知复数,,为虚数单位,若为纯虚数,则( )
A. B.6 C.-6 D.
题型十一 复数范围内因式分解
例题1利用公式,把下列各式分解为一次因式的乘积:
(1);
(2);
变式1在复数范围内分解因式:
(1);(2);
变式2请在复数范围内分解因式
(1);
(2).
题型十二 复数范围内方程的根
例题1是关于的方程的一个根,则( )
A. B. C. D.
变式1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
变式2已知关于的方程的两根在复平面上对应的点分别为和,若是等边三角形,则 .
一.选择题
1.若复数z满足,其中i为虚数单位,则z在复平面上所对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.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
3.复数的虚部为( )
A. B. C. D.
4.复数(其中i是虚数单位)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
5.复数z满足为实数,则z的实部为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.i
6.若复数z=i+i2+i3+…+i2026(其中i为虚数单位),则z的共轭复数的虚部是( )
A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i
7.已知复数(i为虚数单位),则z2+z等于( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
8.在复平面内,复数z=(a+3i)(1﹣i)(a∈R)对应的点恰好位于第四象限,则a的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣3) B.(﹣3,3) C.(3,+∞) D.(﹣∞,3)
9.已知i为虚数单位(i2=﹣1),下列各式的运算结果中,虚部为1的是( )
A.(1+i)+(1﹣i) B.(1+i)﹣(1﹣i)
C.(1+i)(1﹣i) D.
10.已知,其中i为虚数单位,则( )
A.﹣2 B.2 C.﹣4 D.4
11.已知复数z=2+i,设在复平面内对应的向量分别为,则( )
A. B.3 C.5 D.3+2i
12.已知复数z=2+3i,i为虚数单位,则( )
A.13 B.5 C.﹣5 D.﹣5i
13.已知,则( )
A. B. C. D.
14.在复平面内,复数(a﹣2i)(2﹣i)(a∈R)对应的点不可能位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
15.已知复数z=3+2i,则( )
A. B. C. D.
16.已知z•i=|1﹣i|2(i为虚数单位),则z=( )
A.2 B.﹣2 C.2i D.﹣2i
17.若复数z满足(1﹣z)i=1+z(i为虚数单位),则z的虚部是( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
18.若复数,则|z+1|=( )
A.0 B.1 C. D.
19.已知复数z=﹣i,则|z2025﹣z2026|=( )
A.2 B. C.1 D.0
20.若x+i3=1+yi,x,y∈R,则x﹣y=( )
A.2 B.﹣2 C.1 D.﹣1
21.若复数z满足,则z=( )
A. B. C. D.
22.已知复数z1=1+2i,z2=a+4i(a∈R,i为虚数单位),则“a=2”是“|z1+z2|=|z1|+|z2|”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
23.若复数z满足,则z的实部与虚部之和为( )
A. B. C. D.
24.若,则|z|=( )
A.1 B. C. D.2
25.已知复数z1=2+i,z2=a﹣i(a∈R),i为虚数单位,若复数z1﹣z2为纯虚数,则实数a的值为( )
A.1 B.0 C.2 D.﹣2
二.多选题
(多选)26.若复数z=﹣1﹣4i,则下列结论正确的是( )
A.z的虚部为﹣4i B.z的共轭复数为﹣1+4i
C. D.
(多选)27.已知复数,则( )
A.z3的虚部是﹣2 B.|z3|=|z4|
C. D.
(多选)28.已知复数z1,z2≠0,以下复数运算一定成立的是( )
A.|z1z2|=|z1||z2| B.
C. D.|z|2=z2
(多选)29.已知复数z1,z2,则下列命题正确的有( )
A.若,则z1=z2=0
B.若z1=iz2,则|z1|=|z2|
C.若,则
D.若|z1|=|z2|,则
(多选)30.已知复数z1=1+i,z2=x+yi(x,y∈R),则下列结论正确的是( )
A.若,则z2为纯虚数
B.若,则z2在复平面内对应的点位于第一象限
C.若|z2﹣z1|=1,则
D.若z1,z2为方程x2+ax+b=0(a,b∈R)的两虚根,则a=b=2
(多选)31.已知i为虚数单位,复数,则下列说法正确的是( )
A.z1的三角形式为
B.若,则实数a的值为3
C.|z1|,|z2|,……,|z2025|中有44个正整数
D.|z2025﹣z2026|<|z2026﹣z2027|
(多选)32.任意一个复数z都可写成复数的三角形式,即z=a+bi=r(cosθ+isinθ),,θ∈[0,2π).棣莫弗定理由法国数学家棣莫弗创立.设两个复数用三角函数形式表示为z1=r1(cosθ1+isinθ1),z2=r2(cosθ2+isinθ2),则z1z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)]( )
A.
B.ω0是方程ω3=1的虚数根,则
C.|z|=1,则|z2+z+1|的范围为
D.满足z2025=(z+1)6=1的复数z有且只有2个
三.填空题
33.若z1=3﹣2i,z2=i+1,则|z1﹣z2|= .
34.复数z1,z2满足|z1﹣1|=|z1+i|,|z2﹣2|=1,则|z1﹣z2|的最小值为 .
35.在复平面中,已知点A(﹣1,0)、B(0,3),复数z1、z2对应的点分别为Z1、Z2,且满足|z1|=|z2|=2,|Z1Z2|=4,则的最大值为 .
36.若z∈C且|z|=1,则|z﹣1﹣2i|的最小值是 .
37.已知z∈C,且|z﹣i|=1,i为虚数单位,则|z﹣3﹣5i|的最大值是 6 .
38.设复数z满足|z|=1,且使得关于x的方程zx2+2x+3=0有实根,则这样的复数z的和为 .
39.已知k+2个两两互不相等的复数z1、z2、…、zk、w1、w2,满足,且|wj﹣za|∈{1,3}(其中j=1、2;a=0、1、2、…、k),则k的最大值为 .
40.已知复数z1,z2满足,则|z2﹣2i|的最大值为 .
41.已知复数z1,z2满足z1=iz2且,则对于任意的复数z,的最小值为 .
42.已知平面向量,将绕点O逆时针方向旋转β得到向量,在复平面内,向量对应的复数为Z1=cosα+isinα,记复数Z2=cosβ+isinβ,向量对应的复数为ω,下列说法正确的是 .(填正确说法的序号).
①点Q(cosαcosβ+sinαsinβ,sinαcosβ+cosβsinα)
②|ω|=|Z1|•|Z2|
③ω=Z1•Z2
④若,则
43.已知复数z1,z2满足|z1|=1,|z2|=2,,则|z1+z2|的值为 .
四.解答题
44.利用平面向量的坐标表示,可以把平面向量的概念推广为坐标为复数的“复向量”,即可将有序复数对(z1,z2)(其中z1,z2∈C)视为一个向量,记作.类比平面向量可以定义其运算,两个复向量,的数量积定义为一个复数,记作,满足,复向量的模定义为.
(1)设,(3,4),i为虚数单位,求复向量、的模;
(2)设、是两个复向量.
①已知对于任意两个平面向量,,(其中x1,x2,y1,y2∈R),成立,证明:对于复向量、,也成立;
②当 时,称复向量与平行.若复向量与(i,z)平行(其中i为虚数单位,z∈C),求复数z.
45.对于任意的复数z=x+yi(x,y∈R),定义运算P(z)=x2[cos(yπ)+isin(yπ)].
(1)集合A={ω|ω=P(z),|z|≤1,Rez,Imz均为整数},试用列举法写出集合A;
(2)若z=2+yi(y∈R),P(z)为纯虚数,求|z|的最小值;
(3)直线l:y=x﹣9上是否存在整点(x,y)(坐标x,y均为整数的点),使复数z=x+yi经运算P后,P(z)对应的点也在直线l上?若存在,求出所有的点;若不存在,请说明理由.
46.已知复数z=1﹣2i.
(Ⅰ)求|z|;
(Ⅱ)若,求z1;
(Ⅲ)若|z2|,且zz2是纯虚数,求z2.
47.设复数z1=1﹣ai(a∈R),z2=3﹣4i.
(1)若z1+z2是实数,求z1•z2;
(2)若是纯虚数,求z1.
48.已知A(3,m),B(2,1),C(﹣2,1),D(n,﹣2)是复平面内的四个点,其中m,n∈R,且向量,对应的复数分别为z1,z2,且z1﹣z2=﹣6+2i.
(1)求z1,z2;
(2)若复数,t∈R,在复平面内对应的点Z在第四象限,求实数t的取值范围.
49.已知复数z满足z(1+i)=2i,O为坐标原点,复数z在复平面内对应的向量为.
(1)求|z+3﹣4i|;
(2)若向量绕O逆时针旋转得到对应的复数为z′,求z•z′;
(3)若z是方程x2+ax+b=0(a∈R,b∈R)的一个根,求a+b的值.
50.(Ⅰ)在复数范围内解方程|z|2+(z)i(i为虚数单位)
(Ⅱ)设z是虚数,ω=z是实数,且﹣1<ω<2.
(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;
(2)设,求证:μ为纯虚数;
(3)在(2)的条件下求ω﹣μ2的最小值.
51.已知复数z=1+mi(i是虚数单位,m∈R),且为纯虚数(是z的共轭复数).
(1)求实数m及|z|;
(2)设复数,且复数z1对应的点在第二象限,求实数a的取值范围.
52.已知O为坐标原点,向量分别对应复数z1,z2,且,(a∈R).若是实数.
(1)求实数a的值;
(2)求以OZ1,OZ2为邻边的平行四边形的面积.
53.在复平面内,平行四边形OABC的顶点O,A,C,对应复数分别为0,2+i,﹣1+3i.
(1)求,及,;
(2)设∠OCB=θ,求cosθ.
54.已知复数z满足z﹣i和均为实数.
(1)求复数z;
(2)若z是关于x的方程x2+px+q=0的一个根,求实数p,q的值.
55.已知复数z=1﹣i(其中i为虚数单位).
(1)若z+z0=zz0,求复数;
(2)若方程x2﹣tx+2=0的一个解为z,求实数t的值.
56.已知复数z=1+bi(b∈R,i为虚数单位),是纯虚数.
(1)求复数z;
(2)若复数z1=2z﹣1是关于x的方程x2+mx+n=0的根,求实数m和n的值.
57.类比高中函数的定义,引入虚数单位i,自变量为复数的函数称之为复变函数.已知复变函数,x∈C且x≠i,n∈N*.
(1)当n=1时,解关于x的方程:f(x+i)=1;
(2)当n=2时,
①若|x﹣i|=1,求f(x)的最小值.
②若存在实部不为5,虚部不为12的虚数x和实数M,使得f(x﹣5﹣11i)≥M恒成立,求|x|的取值范围.
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