内容正文:
第10章 复数
一、复数的概念
1.虚数单位:规定 , 称为虚数单位; 可与实数进行四则运算,运算时原加、乘运算律不变.
2.复数的定义:形如 的数叫复数;为实部( ), 为虚部().
3.复数的分类
实数:;虚数:;纯虚数: 且 ;非纯虚数: 且
4.复数相等:⟺ 且
特别: ⟺ 且
二、复数的几何意义
1.复平面:以 轴为实轴、 轴为虚轴的直角坐标系;复数 对应点 、对应向量 .
2.复数的模:,几何意义:点 到原点距离.
3.共轭复数: 的共轭复数是;性质:,,.
三、复数的运算
1.加减运算
设
加法:
减法:
运算律:交换律、结合律成立.
2.乘法运算
法则:
的幂周期:,周期为 4
运算律:交换、结合、分配律成立
3.除法运算
(分母实数化:乘分母共轭)
四、复数的三角形式
1.三角形式:
(模); 为辐角;为辐角主值,记作
2.三角形式运算
乘法:(模相乘,辐角相加)
除法:(模相除,辐角相减)
五、复数的几何意义与应用
1.两点距离: 对应复平面两点距离
2.轨迹: 为以 对应点为圆心、 为半径的圆
六、核心考点与易错点
1.纯虚数:实部=0且虚部≠0( 是实数)
2.复数(非全实)不能比较大小
3.除法必分母实数化
4.三角形式要求:,同角余弦+正弦.
易错01 混淆虚部的定义
错误:认为复数()的虚部是,而非.
注意:虚部的定义是复数中“的系数”,且必须是实数,即(不含).如:的虚部是,不是.
1.复数的实部与虚部的和是( )
A. B. C.0 D.2
【答案】C
【详解】因为复数的实部为1,虚部为,所以实部与虚部的和是.
故选:C.
2.已知复数的实部与复数的虚部相等,则实数等于( )
A. B.3 C. D.1
【答案】D
【详解】由复数的实部与复数的虚部相等,且为实数,所以.
故选:D.
3.以的虚部为实部,以的实部为虚部的复数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】的虚部为的实部为,
所以所求复数为.
故选:A
4.若复数是实数,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为复数是实数,则,解得.
故选:C.
5.已知是虚数单位,若复数的实部与虚部之积大于0, 则实数的取值范围是_____.
【答案】
【详解】由复数,可得复数的实部为,虚部为,
因为复数的实部与虚部之积大于0,
可得,即,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
易错02 误判纯虚数的条件
错误:只满足“实部”,就判定复数为纯虚数(忽略“虚部”).
注意:纯虚数的充要条件是「且」,若且,则是实数,不是纯虚数.如:
是实数,不是纯虚数;才是纯虚数.
6.已知复数,其中,是虚数单位,若为纯虚数,则的值为( )
A. B.1
C.3 D.或1
【答案】B
【详解】依题意,,解得.
故选:B.
7.已知,q:复数为纯虚数,则p是q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
【详解】当时,复数为纯虚数;
当复数为纯虚数时,有,解得;
综上,p为q的充要条件.
故选:C
8.若复数与都是纯虚数,则复数______.
【答案】
【详解】复数为纯虚数,设,则,
又都是纯虚数,,解得,
.
故答案为:.
易错03 认为复数可以直接比较大小
错误:直接比较两个非实数复数的大小(如判断与的大小).
注意:复数的大小关系仅对「实数」成立,非实数(虚数、纯虚数)无法比较大小,只能比较模的大小.若要比较两个复数的“大小”,实际是比较它们的模,即计算和后再比较.
9.已知,若(为虚数单位),则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为,,
所以,所以,所以,
解得或,所以实数a的取值范围是.
10.(多选)下列四个命题,错误的是( )
A.两个复数不能比较大小
B.若复数z满足,则
C.若实数a与对应,则实数集与纯虚数集一一对应
D.纯虚数集相对复数集的补集是虚数集
【答案】ABCD
【详解】对于A,当两个复数为不相等的实数时可以比较大小,故A错误;
对于B,取,则,但,故B错误;
对于C,当时,,故C错误;
对于D,实数集是纯虚数集相对复数集的补集的子集,
若D命题正确,则实数集为虚数集的子集,矛盾,故D错误.
故选:ABCD.
易错04 的幂运算记错周期
错误:混淆的幂次规律,如误记、.
注意:的幂运算周期为4,核心规律:,,,;后续幂次循环(如,,).如:.
11.已知为虚数单位,则的虚部为( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【详解】,虚部为-1
故选:A.
12.若复数满足,则的虚部是( )
A. B. C.-2 D.2
【答案】D
【详解】
,
则的虚部是2.
故选:D
13.已知集合,其中为虚数单位,则下列元素属于集合的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】依题意,,当时,;当时,;
当时,;当时,,
因此,
对于A,,A不是;
对于B,,B是;
对于C,,C是;
对于D,,D不是.
易错05 复数除法未进行分母实数化
错误:直接对进行分子分母约分,或分母未乘共轭复数.
注意:复数除法的核心是“分母实数化”,即分子分母同乘分母的共轭复数(),再化简.如:.
14.若复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】.
15.若复数满足,则复数的共轭复数( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以,
所以
16.已知复数,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:由题得,
则的虚部为1.
17.已知复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,则.
易错06 混淆复数与复平面内点、向量的对应关系
错误:认为复数对应复平面内的点,或对应向量.
注意:复数与复平面内的点一一对应,与向量一一对应(实部对应轴,虚部对应y轴).
18.复数(为虚数单位)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】D
【详解】因为,
所以复数 在复平面内对应的点为 ,因为点 的横坐标为正、纵坐标为负,因此位于第四象限.
19.在复平面内,O为原点,向量对应的复数为,若点A关于y轴的对称点为B,则向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】向量对应的复数为,点A的坐标为,
点A关于y轴的对称点为B,点B的坐标为
向量对应的复数为.
20.在复平面内,复数对应的点在第二象限,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为复数在复平面内对应的点在第二象限,
所以,解得,所以的取值范围为.
易错07 误解复数模的几何意义
错误:认为是复平面内点到原点的距离,或是点到点的距离.
注意:,几何意义是点到原点的距离;的几何意义是复平面内点(对应)到点(对应)的距离.如:表示点到点的距离.
21.若z为复数,则( )
A.若,则为实数
B.
C.若,则的最大值为
D.若,则在复平面内对应的点在第四象限
【答案】AC
【详解】对于A,设,则,若,则,即,
则为实数,故A正确;
对于B,若,则,,故B错误;
对于C,若,即,可得在复平面内对应点的轨迹为圆心,半径为的圆,原点到圆心的距离为,故的最大值为,故C正确;
对于D,因为,,
即,对应点在第二象限,故D错误;
22.已知复数分别满足,则的取值范围为________.
【答案】
【详解】由复数,分别满足,
可得复数在复平面内对应点的轨迹为以为圆心,半径为的圆,
复数在复平面内对应点的轨迹为以为圆心,半径为的圆,
设,则,
可得复数在复平面内对应点的轨迹为以为圆心,半径为的圆,
如图所示,可得,
所以,
所以的取值范围为.
23.已知复数满足,记满足的复数组成的集合为.若且,则的取值范围是__________.
【答案】
【详解】,.
设,则,即,,.
已知,根据复数模的几何意义,表示复数所对应的点到复数所对应的点的距离,集合中的元素对应的点的轨迹是以为圆心,半径分别在范围内的圆环上的点.
记的距离为.
当分别在以为圆心,半径为的圆上时,的最小值为.
当分别在以为圆心,半径为的圆上时,的最大值为.
的取值范围是.
易错08 未满足复数三角形式的标准要求
错误:将非标准形式误认为三角形式,常见问题:① 模;② 和不是同角;③ 中间用“”连接.
注意:复数三角形式的标准形式是,需同时满足:① ;② 与是同一个角;③ 中间用“”连接.如:(),修正为;(减号连接),修正为.
24.已知复数,其中为虚数单位,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【详解】由题可知.
故选:C.
25.的三角形式为_____________(要求辐角为辐角主值).
【答案】
【详解】由题意得
,
此复数的辐角为,,则为辐角主值,符合题意,
故的三角形式为.
故答案为:.
26.(多选)设,则复数的辐角主值不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【详解】
,
因为,所以,
则,,,
因为辐角主值满足,故B不符合题意,ACD符合题意.
故选:ACD
27.在复平面内,复数对应的向量为(O为坐标原点),设,以射线为始边,为终边逆时针旋转所得的角为,则,此为复数的三角形式.法国数学家棣莫弗发现了棣莫弗定理: ,,则.由棣莫弗定理导出了复数乘方公式: .
(1)将复数表示为三角形式;
(2)根据复数乘方公式,化简:
【答案】(1).
(2)
【详解】(1)由题意得,当时, ,
故;
(2)
,
故.
1.已知是复数,则“”是“”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】A
【详解】设.若,则,所以,所以“”是“”的充分条件;
若满足,但是,所以“”不是“”的必要条件.
综上,“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
2.下列关于复数的命题中,
①若是实数,则;②若是虚数,则;③若是纯虚数,则.
真命题的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【详解】对于①,由是实数,得,则,①正确;
对于②,由是虚数,得,则,②正确;
对于③,由是纯虚数,得,则,③正确,
所以真命题的序号是①②③.
故选:D
3.已知复数满足(为虚数单位),则复数的模为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】复数满足,即,
化简可得,
所以复数的模为.
4.已知复数满足,则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】A
【详解】复数z满足,
故,故.
5.已知复数z满足,则z的共轭复数( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】∵,∴,∴.
6.已知复数,则( )
A. B. C.5 D.6
【答案】B
【详解】,
故.
7.在复平面内,复数对应的点位于( )
A.实轴 B.虚轴 C.第二象限 D.第四象限
【答案】B
【详解】,
在复平面内对应的点为,
即复数对应的点位于虚轴.
8.计算的结果是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以
.
故选:C.
9.(多选)设,为复数,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】对于A,易知当,时,,但,故A错误;
对于B,,,则,故B正确;
对于C,易知当,时,,
此时,故C错误;
对于D,,,故D正确.
10.(多选)已知,为复数,有以下四个命题,其中真命题是( )
A.若,则或 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】BD
【详解】A,是复数,如,由不全是实数的两个复数不能比较大小,错误;
B,设,,,
由,得,则,,
因此,,正确;
C,取,,满足,
而,,,错误;
D,由,得,都是实数,因此,正确.
11.(多选)若复数(i是虚数单位),复数的实部、虚部分别为,,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】由题意知复数,
则,
,.则,
故ABD不正确,C正确.
故选:ABD
12.(多选)在量子计算的理论研究中,量子比特的相位演化可以用复指数形式描述.瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,为量子态的叠加与演化提供了重要的数学基础.其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联.依据欧拉公式,则下列结论正确的是( )
A.的虚部为
B.在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【答案】AC
【详解】对于选项A:因为,
所以的虚部为,故A正确;
对于选项B:因为,
所以在复平面内对应的点为,位于第一象限,故B错误;
对于选项C:因为,则,
可得,即,故C正确;
对于选项D:因为,,
则在复平面内分别对应点,
可得,,
则面积为,
当且仅当时,等号成立,
所以面积的最大值为,故D错误.
13.复数是实数,则实数的值为________.
【答案】
【详解】由题意得,解得或,
且,即,故的值为,
故答案为:.
14.已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,则实数的值为__________.
【答案】2
【详解】因为复数是纯虚数,
所以,解得.
故答案为:.
15.若复数,则______.
【答案】
【详解】由,
则.
16.已知复数z满足,其中i为虚数单位,则______.
【答案】
【详解】复数z满足,
则+3i,
则,
则.
17.设i是虚数单位,计算:______.
【答案】
【详解】,
所以.
18.在复平面内,点P,Q,O分别表示复数z,w,0,已知,,,且,则向量与的夹角为______.
【答案】
【详解】设复数u在复平面内对应的点为A,
由题意可知:,,,,
则,
即,解得,可得,
且,可得,
所以向量与的夹角为.
19.在平行四边形中,,,三点对应的复数分别是,,,则点对应的复数是________;
【答案】
【详解】由题意可得,
设的坐标为,
解法一:平行四边形中,对角线互相平分,即与中点坐标相同,
所以,解得,故点对应的复数是.
解法二:由于,可得,
故,故点对应的复数是.
20.向量,设向量对应的复数为,则___________.
【答案】5
【详解】向量 对应的复数为 ,则,
则复数 的模为.
21.已知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】
【详解】由题意知,则,
所以,故.
22.,则___________.
【答案】
【详解】.
故答案为:
23.已知复数满足:,且,则的最小值为________.
【答案】
【详解】设
则,
化简得:,
,
又
所以
所以
所以的最小值为.
24._________.
【答案】
【详解】
.
25.当m为何值时,复数,是:
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
【答案】(1)或
(2)且
(3)
【详解】(1),
当m满足,即或时,z为实数.
(2)当m满足,即且时,z为虚数.
(3)当m满足即时,z为纯虚数.
26.已知为虚数单位,,是的两个根.
(1)设,满足方程,求的值;
(2)设,复数,所对的向量分别是与,若向量与的夹角为钝角,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)因为,
所以方程的两个根,为共轭复数,
设, ,
由韦达定理得,,
将,代入,
得,即,
所以,解得,所以,,
所以,.
(2)因为,所以,所以,,
所以,,
因为与的夹角为钝角,所以,且与不共线,
所以,解得且,
所以实数的取值范围为.
27.已知,A为的一内角,若不论A为何值,z总是虚数,求实数k的取值范围.
【答案】
【详解】令,则,,其中,
∵当时,,
∴的值域为,
∴当时,恒成立,即当时,
不论A为何值,恒成立,z总是虚数.
28.已知复数和,若,试求的取值范围.
【答案】
【详解】,,
消去m得,,
,
,
∴当时,;
当时,.
的取值范围为.
29.如图所示,已知四边形是矩形,点和对应的复数分别为,,并且,求点和点分别对应的复数.
【答案】点对应的复数为,点对应的复数是.
【详解】由题意可知,向量可以看作向量的长度扩大为原来的倍,并绕点按顺时针方向旋转后得到.
因向量对应的复数为,
故向量对应的复数为.
因为,则点对应的复数为.
同理可得点对应的复数是.
30.根据代数基本定理,给定正整数,方程有个复数根,分别是,,这些根称为次单位根,此时有.当与互质时,称为次本原单位根.次本原单位根的另一个等价定义是,若,且不存在小于的正整数使得,则称复数为次本原单位根.
给定正整数,我们定义级分圆多项式,其中,,…,是全部次本原单位根.
(1)写出,,,并化简;
(2)若是质数(或称素数),求出并化成最简形式;
(3)探究是否存在正整数,和使得对任意复数恒成立.
【答案】(1),,
(2)
(3)不存在
【详解】(1)当时,与互质且小于等于的正整数只有1,
则,
当时,与互质且小于等于的正整数只有1和,
则
,
当时,与6互质且小于等于6的正整数只有1和5,
则
.
(2)当是质数时,与互质且小于等于的正整数有1,2,…,,只有与自己不互质.
根据分圆多项式的定义,有,
其中,,且,
由题意得,
从而.
(3)不存在,采用反证法说明.
假设存在正整数,和使得对任意复数恒成立,
若为次本原单位根,则且,从而有,
若,则,
则存在使得,即成立,
从而为次本原单位根,则,
根据本原单位根的等价定义,此时必有,否则可导出矛盾,
代入,可得,
又不为零多项式,所以,但这是不可能的,
同理若,我们也可以得出矛盾,
从而不存在正整数,和使得对任意复数恒成立.
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第十章复数
思维导图
复数的定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,实部是a,虚部是b.
虚数单位:把平方等于.1的数用符号表示,规定2=-1,我们把叫作虚数单位
复数的概念
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
复数的分类:任意一个复数都由它的实部与虚部唯一确定,虚部为0的复数实际上是一个实数
复数的运算法则
复数运算的几个重要结论
复数的运算
虚数单位的乘方
复数方程的解
数
复平面:当用直角坐标平面内的点来表示复数时,称这个直角坐标系为复平面,轴为实轴,y轴为虚轴。
复数的几何意义
(1)任一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)是一对应的
复数的几何意义
(2)一个复数z=a+bi(阳,beR)与复平面内的向量0Z是一对应的.
复数的模
(1)定义:向量的r叫做复数z=a+bi(a,beR)的模或绝对值
(2)记法:复数z=ā+bi的模记为z或a+bi.
复数的三角形式
复数的三角形式
辐角主值
复数乘、除法的三角表示
知识清单
一、复数的概念
1.虚数单位:规定2=一1,1称为虚数单位;1可与实数进行四则运算,运算时原加、乘运算律不变。
2.复数的定义:形如z=a十bi(a,b∈R)的数叫复数;a为实部(Re(z)=a),b为虚部
(1m(z=b).
3.复数的分类
实数:b=0;虚数:b≠0;纯虚数:a=0且b≠0;非纯虚数:a≠0且b≠0
4.复数相等:a+bi=c+di(a,b,G,deR)
a=c且b=d
特别:a+bi=0
a=0且b=0
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二、复数的几何意义
1.复平面:以x轴为实轴、y轴为虚轴的直角坐标系;复数z=a十bi对应点Z(a,b)、对应向量
=(a,b).
2.复数的模:
才=a+b=Va2+b2,几何意义:点Z(a,b)到愿点距离.
3.共轭复数:z=a十b1的共轭复数是z=a-bi:性质:2=2,z十名=2a∈R,2~名=22
三、复数的运算
1.加减运算
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,cd∈R)
加法:z1+z2=(a+c)+(b+d)i
减法:21-z2=(a-c)+(b-d)1
运算律:交换律、结合律成立.
2.乘法运算
法则:(a+b)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i
i的幂周期:土=i2=-1,3=一i4=1,周期为4
运算律:交换、结合、分配律成立
3.除法运算
路-需=号+年得(c+di≠0)<分每实数化:乘分母共)
四、复数的三角形式
1.三角形式:z=r(cos6+isin6)
r=z≥0(模);日为辐角;日∈[0,2π)为辐角主值,记作argz
2.三角形式运算
乘法:1(cos61+isin61)·rz(cos02+isin02)=r1rz[cos(01+02)+isin(日1+日2)](模相乘,
辐角相加)
r1(cose+isine)
除法:
r(cos92+isn日万
=号[cos(日1-02)+isi血(91-62)】(模相除,辐角相减)
五、复数的几何意义与应用
1.两点距离:21一z对应复平面两点距离
2.轨迹:z一z。=r为以0对应点为圆心、r为半径的圆
六、核心考点与易错点
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1.纯虚数:实部=0且虚部≠0(z=0是实数)
2.复数(非全实)不能比较大小
3.除法必分母实数化
4.三角形式要求:r≥0,同角余弦+正弦。
易错总结
错误:认为复数z=a十bi(a,bER)的虚部是bi,而非b
注意:虚部的定义是复数中“的系数”,且必须是实数,即1m(2=b(不含)·如:z=3一2的虚部是
-2,不是-21·
1.复数1-的实部与虚部的和是()
A.1-i
B.1+i
C.0
D.2
2.已知复数z1=1+3的实部与复数z2=一1+ai的虚部相等,则实数a等于()
A.-3
B.3
C.-1
D.1
3.以3i-V2的虚部为实部,以一3+V2的实部为虚部的复数是()
A.3-3i
B.3+i
c.-V2+2i
D.2+2i
4.若复数z=m+1+(m-1)i是实数,则实数m=()
A.-1
B.0
C.1
D.2
5.已知j是虚数单位,若复数x一(x一2)的实部与虚部之积大于0,则实数x的取值范围是
错误:只满足“实部a=0”,就判定复数为纯虚数(忽略“虚部b≠0")
注意:纯虚数的充要条件是「a=0且b≠0」,若a=0且b=0,则z=0是实数,不是纯虚数.如:
z=0+0i=0是实数,不是纯虚数;z=0+5才是纯虚数
6.己知复数z=a2-1+(a2-2a-3)i,其中a∈R,是虚数单位,若z为纯虚数,则a的值为()
A.-1
B.1
C.3
D.-1或1
7.己知p:m=2,q:复数z=m2-4+(m+2)i(m∈R)为纯虚数,则p是q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
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8.若复数z与(z+1)2+2i都是纯虚数,则复数z=
错误:直接比较两个非实数复数的大小(如判断3+2与2+3的大小)
注意:复数的大小关系仅对「实数」成立,非实数(虚数、纯虚数)无法比较大小只能比较模的大小·若
要比较两个复数的“大小”,实际是比较它们的模,即计算z和z后再比较
9.己知a,b∈R,若a2+b+(a-b)i>2(i为虚数单位),则实数a的取值范围是()
A.(-∞,-1)U(2,+∞)
B.(-∞,-2)U(1,+∞)
C.(-1,2)
D.(-2,1)
10.(多选)下列四个命题,错误的是()
A,两个复数不能比较大小
B.若复数z满足z2ER,则zER
C.若实数a与a1对应,则实数集与纯虚数集一一对应
D.纯虚数集相对复数集的补集是虚数集
错误:混淆的幂次规律,如误记3=1、4=一1
注意:i的幂运算周期为4,核心规律:=1,2=一1,3=-i,4=1;后续幂次循环(如Ak+1=1,
4k+2=-1,k∈Z).如:2026=4506+2=2=-1
11.已知1为虚数单位,则2026-i的虚部为()
A.-1
B.1
C.i
D.-i
12.若复数z满足z=-23+134,则z的虚部是()
A.-21
B.2i
C.-2
D.2
13.已知集合M={mm=i”n∈N},其中1为虚数单位,则下列元素属于集合M的是()
A.(1-1+)B.昂
c.鹄
D.(1-)2
错误:直接对进行分子分母约分,或分母未乘共轭复数
注意:复数除法的核心是“分母实数化”,即分子分母同乘分母的共轭复数c一di(c十di≠0),再化简.如
浩--牌+
c24
3+
V2+i
14.若复数2=2,则z=()
A.号-
1
B.青+9
C.3V2-3i
D.3V2+3i
15.若复数z满足(1-1)z=2+i,则复数z的共轭复数z=()
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A.3
B.
c.2
D.
16.己知复数z=2+
2+13,
则z的虚部为()
A.-1
B.1
C.i
D.-i
17.已知复数名=,则a=()
A.
B.
c.
D.号
错误:认为复数z=a+bi对应复平面内的点Z(b,a),或对应向量0立=(b,a)
注意:复数z=a十bi与复平面内的点Z(a,b)一一对应,与向量0立=(a,b)一一对应(实部对应x轴,
虚部对应y轴)
18.复数(1为虚数单位)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
19.在复平面内,0为原点,向量0A对应的复数为一1+2i,若点A关于y轴的对称点为B,则向量0B对
应的复数为()
A.-2-i
B.-2+i
C.1+2i
D.-1-21
20.在复平面内,复数z=(m+2)+(m2-m-2)i对应的点在第二象限,则实数m的取值范围为()
A.(-2,-1)U(2,+∞
B.(-0∞-2
C.(-1,2
D.(-1,+∞
错误:认为z-一z是复平面内点Z到原点的距离,或z是点Z到点Z0的距离.
注意:=a+b=Va2+b2,几何意义是点Z(a,b)到原点0的距离;z-z的几何意义是复平面内点
Z(对应z)到点20(对应z0)的距离.如:z-2+3表示点z到点(2,-3)的距离.
21.若z为复数,则()
A.若z=z,则z为实数
B.|z2=z2
C,若|z-21+3=2,则z的最大值为y13+2
D.若2z=32025+6i2026,则z在复平面内对应的点在第四象限
22.已知复数21z2分别满足|z1-1-i=1,|22-4-31=2,则川z1-z2的取值范围为
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23.已知复数WW2满足W1-W2=ww,记满足|z-w引∈[1,3](i=1,2)的复数z组成的集合为
A.若Z1∈A且z2∈A,则川21-Z2的取值范围是
错误:将非标准形式误认为三角形式,常见问题:①模r<0;②cos6和sin6不是同角;③中间用"一”
连接
注意:复数三角形式的标准形式是z=r(cosd+isin6),需同时满足:①r=Z≥0;②cos6与sin6是
同-个角日;③)中间用“+"连接.如:-2(cos号+isin号)(r=一2<0),修正为
2(cos号+isin号):2(cos号-1sin暗)(减号连接),修正为2(cos号+isin号)
24.已知复数Z1=cos若+i·sin若,z2=cos跨+i·sin号,其中i为虚数单位,则乙1z2=()
A.1
B.-1
C.i
D.-i
25.-+的三角形式为
(要求辐角为辐角主值)·
26.(多选)设π<日<孚,则复数2器的辐角主值不可能是()
A.2π-36
B.38-2π
C.36
D.36-元
27.在复平面内,复数z=a+bi(a,b∈R)对应的向量为0之(0为坐标原点),设O立=r,以射线0x为始
边,Oz为终边逆时针旋转所得的角为6,则z=cos6+isin8),此为复数的三角形式.法国数学家棣莫弗
发现了棣莫弗定理:z1=r1(cos01+isin0),Z2=r2(cos02+isin6),则
z122=r1rcos(01+62)+isin(61+62】由棣莫弗定理导出了复数乘方公式:
2=[r(cos0+isine)]"=r(cosne+isinne)(nEN).
(1)将复数z=-1+V3表示为三角形式:
②)根据复数乘方公式,化简:(-1+V5)
易错训练
1,已知z是复数,则“z∈R”是“z2∈R”的()
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
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D,既不充分也不必要条件
2.下列关于复数z=x2-y2+(x2-2xy+y2ix yER)的命题中,
①若z是实数,则y=x;②若z是虚数,则y≠X;③若z是纯虚数,则y=一x≠0.
真命题的序号是()
A.①2
B.①3
C.23
D.①23
3.己知复数z满足z(1一1)=2+1(1为虚数单位),则复数z的模为()
A.
B号
C.o
D.9
4.已知复数z满足z1+1)=2,则z=()
A.V2
B.2
c.22
D.4
5.已知复数z满足z(1-1)=3+i,则z的共轭复数z=()
A.1-2i
B.1+2i
C.-1-21
D.-1+2i
6.己知复数z=1+2i,则z2-z=()
A.5
B.2V5
C.5
D.6
7.在复平面内,复数告对应的点位于()
A.实轴
B.虚轴
C.第二象限
D.第四象限
8.计算4(cos+isin是)·[(sin胃+isin)]的结果是()
A.2(cos0+isin钙)
B.2(sin晋+icos钙)
C.2(cos+isin)
D.8(cos+isin)
9.(多选)设21,22为复数,若2122=1,则()
A.Z1=Z2
B.|=同
C.1z1+z2=v2 D.=-i
10.(多选)己知z1,z2为复数,有以下四个命题,其中真命题是()
A.若|z1≥1,则z1≤-1或21≥1B.若|21+|z2=0,则1=z2=0
C.若1=z2,则z经=
D.若21<22,则21-Z2<0
11.(多选)若复数z=cos+isin是(i是虚数单位),复数z2的实部、虚部分别为a,b,则下列结
论不正确的是()
A.ab<0
B.a2+b2≠1
c.=5
D.当=5
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12.(多选)在量子计算的理论研究中,量子比特的相位演化可以用复指数形式描述.瑞士数学家欧拉于
1748年提出了著名的欧拉公式:e=cosx+isinx,为量子态的叠加与演化提供了重要的数学基础.其中
e是自然对数的底数,1是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数
的关联.依据欧拉公式,则下列结论正确的是()
A,e的虚部为壳
B,e1在复平面内对应的点位于第二象限
C.isinx=
D.若石1=e22=e在复平面内分别对应点乙,乙2则△0Z,22面积的最大值为号
13.复数z=+(m2+5m-6)i是实数,则实数m的值为
14.己知复数z=(m2-3m+2)+(m-1)i是纯虚数,其中i为虚数单位,则实数m的值为
15.若复数2=曾,则=一
16.己知复数z满足(i-1)(z-3i)=3+i,其中i为虚数单位,则z=,
17.设1是虚数单位,计算:(当)3=一
18.在复平面内,点P,Q,0分别表示复数z,w,0,已知z=3,|w=5,u=z+w,且u=7,
则向量0币与0可的夹角为,
19.在平行四边形ABCD中,A,B,C三点对应的复数分别是1十3i,一i,2+i,则点D对应的复数是
20.向量=(3,4),设向量a对应的复数为z,则2=
21.已知复数z=(m2-m-6)+(m-1)i在复平面内对应的点在第二象限,则实数m的取值范围是
22.z=2(cos20°+isin20°),则2=
故答案为:[cos(-20°)+isin(-20°)]
23.已知复数z满足:z=1,且z-i≤1,则川z1-1的最小值为
24.V2(cos号+isin)·(cos+isin号)=
25.当m为何值时,复数z=m21+i)-m(3+)-6i,(m∈R是:
(1)实数;
(2)虚数;
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(3)纯虚数
26.已知1为虚数单位,z1,z2是x2+x+n=0(m,n∈R△=m2-4n<0)的两个根,
(1)设z1,z2满足方程z1+(1-)22=9+61,求m,n的值;
(2)设21=1十21,复数z1,z2所对的向量分别是a与6,若向量t后-b与+2b的夹角为钝角,求实数t的
取值范围。
27.已知z=sinA+(ksinA十cosA-1)i,A为△ABC的一内角,若不论A为何值,z总是虚数,求实
数k的取值范围。
28.己知复数z1=m+(4-m2)i(meR和22=2cos6+(1+3sin6)i(0ER),若名1=z2,试求的
取值范围,
29.如图所示,已知四边形ABCD是矩形,点A和B对应的复数分别为-1十2i,1十i,并且
|BA:DA=1:V5,求点C和点D分别对应的复数.
30.根据代数基本定理,给定正整数n,方程zn=1有n个复数根,分别是=cos+isin,
k=1,2,···,n,这些根称为n次单位根,此时有z-1=(z-21)(z-22)···(2-2n).当k与n互
质时,2k称为n次本原单位根.n次本原单位根的另一个等价定义是,若an=1,且不存在小于n的正整数m
使得am=1,则称复数a为n次本原单位根,
给定正整数n,我们定义n级分圆多项式Cn(x)=(x-E1)(x-E2)···(x-t),其中1,e2,…,
et是全部n次本原单位根
(1)写出C2(x),C3(x),C6(x),并化简;
(2)若P是质数(或称素数),求出CP(x)并化成最简形式:
(3)探究是否存在正整数q,r和s使得Cg(x)三Cr(x)Cs(x)对任意复数x恒成立.
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