内容正文:
7.2.1复数的加、减运算及其几何意义
复习回顾
1. 复数的几何意义
复数z=a+bi(a,b∈R)
复平面内的点Z(a,b)
一一对应
一一对应
一一对应
平面向量
3. 共轭复数
2. 复数的模
我们已经把实数集扩充到了复数集. 实数有加、减、乘、除等运算及运算律,那么,复数是否也具有这些运算及其运算律呢?
如果z=a+bi,那么 =a-bi.
新知讲授
复数的加法法则
设z1=a+bi,z2=c+di (a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么它们的和
我们规定,复数的加法法则如下:
两个复数的和实质上就是将两个复数的实部与实部相加,虚部与虚部相加,其结果仍然是一个复数.
两个复数相加,类似于两个多项式相加,即“合并同类项”.
即复数加法满足交换律和结合律.
复数加法的运算律
新知讲授
对于任意,有
问题探究
探究1 我们知道,实数的减法是加法的逆运算.类比实数减法的意义,如何定义复数的减法?
我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足
(c+di)+(x+yi)=a+bi
的复数x+yi(x, y∈R)叫做复数a+bi(a, b∈R)减去复数c+di(c, d∈R)的差.
记作(a+bi)-(c+di).
且
这就是复数的减法法则,即两个复数的差是一个确定的复数.
两个复数相减,类似于两个多项式相减.
新知应用
例1 (1)计算:(8-2i)-(-7+5i)+(3 +7i)
(2)设z1=x+2i,z2=3-yi(x,y∈R),且z1+z2=5-6i,求z1-z2.
《三维设计》P35例1
新知应用
例2 (1)复数(1+2i)-(3-4i)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
B
(2)已知复数z满足z+1-3i=5-2i,则z= .
4+i
《三维设计》P36训练1
探究2复数与复平面内的向量一一对应,向量加法有几何意义,由此能讨论复数加法的几何意义吗?
设,分别与复数对应,
则,.
由平面向量的坐标运算法则,得
即,与的和就是复数 对应的向量.
这就是复数加法的几何意义.
复数的加法,符合向量加法的平行四边形法则
问题探究
问题探究
探究3 类比复数加法的几何意义,复数减法的几何意义是怎样的?
设,分别与复数对应,
则,.
即,两个向量与的差就是与复数对应的向量.
由平面向量的坐标运算法则,得
问题探究
探究4 根据复数及其运算法则,讨论复平面内两点Z1(x1,y1), Z2(x2,y2)之间距离与对应复数|z1-z2|关系.
复数中|z1-z2|的几何意义:
|z1-z2|表示复平面上所对应两点Z1, Z2的距离.
复平面内的点Z1(x1,y1), Z2(x2,y2),对应的复数分别为z1=x1+y1i,z2=x2+y2i.
点Z1, Z2之间的距离为
新知应用
例3 已知复数z满足|z|=1,求|z-2i| 的取值范围.
表示复平面内单位圆上的点,
表示复平面内单位圆上的点到点 之间的距离,
如图,由几何关系可知最小距离为1,最大距离为3,
所以 的取值范围是 .
2
新知应用
例4 复数z满足|z+3+4i|=2,且复数z在复平面内的对应点为P. (1)确定点P的集合构成图形的形状;
(2)求|z|的最大值.
|z-(-3-4i)|=2
复数z在复平面内对应的点在复平面内的轨迹以Q(-3,-4)为圆心,半径为2的圆.
|z|的最大值为 +2=7.
《三维设计》P36例3
|z-z0|=r表示以z0对应的点为圆心,r为半径的圆.
课堂总结
$