内容正文:
5.2.1 复数的加法与减法
北师大版(2019)必修第二册
学习目标
1.掌握复数加、减运算法则,并会简单应用,体现逻辑推理能力(重点)
2.结合向量理解复数加法的几何意义,体现逻辑推理能力(重难点)
课程引入
我们知道,任意两个实数都可以相加,而且实数中的加法运算还满足交换律与结合律,即 a,b,c∈R 时,必定有
a+b=b+a
(a+b)+c =a+(b+c)
思考一下:复数中的加法应该如何规定,才能使得类似的交换律与结合律都成立呢?
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复数的加法的概念
对任意两个复数a+bi和c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:两个复数的和仍是一个复数,两个复数的和的实部是它们的实部的和,两个复数的和的虚部是它们的虚部的和,也就是:
(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
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相反数的概念
给定复数z2,若存在复数z,使得z2+z=0,则称z是z2的相反数,记作z=-z2.
设z2=c+di的相反数是z=x+yi(x,y,c,d∈R),则称(c+x)+(d+y)i=0,解得x=-c,y=-d,即z=-c-di=-(c+di)=-z2.
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复数的减法的概念
对任意的复数z1=a+bi和非零复数z2=c+di,规定复数的减法:z1-z2=z1+
(-z2),即减去一个复数,等于加上这个复数的相反数.也就是:
(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i
由此可见,两个复数的差仍是一个复数,两个复数的差的实部是它们的实部的差,两个复数的差的虚部是它们的虚部的差.
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例1:计算:
原式
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例2:设z=a+bi(a,b∈R),求 与
因为z=a+bi,所以 ,
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复数的加法的运算律
(1)结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)
(2)交换律:z1+z2=z2+z1
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例3:复数的加法满足结合律.
对任意三个复数z1=a+bi,z2=c+di,z3=e+fi(a,b,c,d,e,f∈R),
(z1+z2)+z3=[(a+bi)+(c+di)]+(e+fi)
=[(a+c)+(b+d)i]+(e+fi)
=(a+c+e)+(b+d+f)i
z1+(z2+z3)=(a+bi)+[(c+di)+(e+fi)]
=(a+bi)+[(c+e)+(d+f)i]
=(a+c+e)+(b+d+f)i
所以(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3),即复数的加法满足结合律.
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思考交流:证明复数的加法满足交换律.
对任意两个复数z1=a+bi,z2=c+di,
z1+z2=a+bi+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
z2+z1=c+di+(a+bi)=(a+c)+(b+d)i
所以z1+z2=z2+z1,即复数的加法满足交换律.
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复数加法的几何意义
Z
Z1(a,b)
Z2(c,d)
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复数减法的几何意义
x
O
y
Z1(a,b)
Z2(c,d)
这说明复数的差z1-z2与向量
的坐标对应.
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例4:已知向量 对应的复数是 ,请计算z+(-2-i)的结果,并给出几何解释.
如图,这两个复数的和与相应的两个向量的和相对应.
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D
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C
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A
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B
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D
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2-3i
课程总结
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1.复数的加法和减法
2.复数加法和减法的几何意义
感谢各位同学的观看
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