内容正文:
第3讲:复数高频考点题型精讲与精练
【考点梳理】
· 考点一:复数的有关概念及其性质
· 考点二:虚数单位i及其性质
· 考点三:复数的分类
· 考点四:复数代数形式的四则运算
· 考点五:复数的模
· 考点六:复数的几何意义
· 考点七:复数最值问题
· 考点八:复数的三角形式
· 考点九:复数的方程与因式分解
· 考点十:复数的综合问题
【知识梳理】
知识点一:.复数的有关概念
(1)定义:我们把集合C={a+bi|a,b∈R}中的数,即形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中a叫做复数z的实部,b叫做复数z的虚部(i为虚数单位).
(2)分类:
满足条件(a,b为实数)
复数的分类
a+bi为实数⇔b=0
a+bi为虚数⇔b≠0
a+bi为纯虚数⇔a=0且b≠0
(3)复数相等:a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
(4)共轭复数:a+bi与c+di共轭⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(5)模:向量的模叫做复数z=a+bi的模,记作|a+bi|或|z|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
知识点二.复数的几何意义
复数z=a+bi与复平面内的点Z(a,b)及平面向量=(a,b)(a,b∈R)是一一对应关系.
知识点三.复数的运算
(1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
(2)几何意义:复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
如图给出的平行四边形OZ1ZZ2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即=+,=-.
知识点四:复数的三角表示
1、复数的三角表示式
(1)复数的三角形式:一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cosθ+isinθ)的形式,其中,r是复数z的模;θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数z=a+bi的辐角,r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,为了与三角形式区分开来,a+bi叫做复数的代数表示式,简称代数形式.
(2)辐角主值:规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值,通常记作argz.
2、复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
(1)复数三角形式的乘法:两个复数相乘,积的模等于各复数模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
r 1(cosθ1+isinθ1)·r 2(cosθ2+isinθ2)=r 1 r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].
(2)复数三角形式的除法:两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差.
【题型归纳】
题型一:复数的有关概念及其性质
【典例1】.(25-26高一下·河北邢台·月考)已知复数,,且是非零复数,,分别是,的共轭复数,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.
C.若,则 D.
【答案】BC
【分析】应用特殊值法计算判断A,应用共轭复数及复数乘法计算判定B,C,特殊值法应用复数的乘法及模长公式计算判定D.
【详解】对于A,取,且,则,,显然,故A错误;
对于B,设,则,故B正确;
对于C,由可得,因为是非零复数,所以,即,故C正确;
对于D,取,,则,,故D错误.
【变式1】.(25-26高一下·湖南·月考)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.
【变式2】.(25-26高一下·安徽安庆·月考)已知,是复数,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.
C.若,则 D.若,则
【答案】BCD
【详解】对于A,设,,则,但,不能比较大小,A错误;
对于B,由复数的几何意义可知,B正确;
对于C,由,得,又,,所以,C正确;
对于D,设,则,
所以,D正确.
题型二:虚数单位i及其性质
【典例2】.(24-25高一下·山东泰安·月考)已知为虚数单位,则下列说法中正确的是( ).
A.复数的虚部为
B.
C.
D.复数满足,则的最大值为
【答案】BD
【分析】对于A:根据虚部的概念分析判断;对于B:根据虚数单位的性质运算求解;对于C:举反例说明即可;对于D:根据复数的几何意义结合圆的性质分析判断.
【详解】对于选项A:复数的虚部为,故A错误;
对于选项B:,故B正确;
对于选项C:例如,则,此时,故C错误;
对于选项D:设复数在复平面内对应的点分别为,
因为,即,其中为坐标原点,可知点在标准单位圆上,
可得,
所以的最大值为,故D正确;
故选:BD.
【变式1】.(23-24高一下·吉林通化·期中)下列命题错误的是( )
A.若,则 B.
C.是纯虚数 D.若,则
【答案】ABD
【分析】利用复数不等比大小可判断A选项;利用虚数单位的性质可判断B选项;利用纯虚数的概念可判断C选项;取可判断D选项.
【详解】对于A选项,复数不能比大小,故A错误;
对于B选项,因为,故,故B错误;
对于C选项,因为,所以是纯虚数,故C正确;
对于D选项,当时,,故D错误.
故选:ABD.
【变式2】.(23-24高一下·湖南邵阳·期中)下列命题为真命题的是( )
A.复数的虚部为
B.若为虚数单位,则
C.在复数集中,方程有两个解,依次为
D.已知是虚数单位,若,则实数1
【答案】BC
【分析】根据复数虚部的定义可判断A;根据虚数单位的性质可判断B;根据复数方程的根可判断C;根据复数的乘法和复数相等的条件求出的值可判断D.
【详解】复数的虚部为,A选项错误;
若为虚数单位,则,B选项正确;
,
所以在复数集中,方程有两个解,依次为,C选项正确;
已知是虚数单位,若,则,有,
解得,D选项错误.
故选:BC.
题型三:复数的分类
【典例3】.(24-25高一下·江苏南通·月考)已知复数与都是纯虚数,则( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【分析】设,根据复数的运算与复数的概念可得出关于实数的等式或不等式,解出的值,即可得解.
【详解】根据题意,设,
则为纯虚数,
所以,解得,故.
故选:D.
【变式1】.(24-25高一下·山西·期中)已知复数(),且为纯虚数,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】根据共轭复数的定义结合复数乘法计算,最后应用纯虚数的定义计算求解.
【详解】由题知,,则.
又是纯虚数,则且,
得.
故选:D.
【变式2】.(24-25高一下·天津·期中)已知是虚数单位,若复数为纯虚数,则复数z的虚部为( )
A. B. C.-3 D.3
【答案】C
【分析】由纯虚数的概念列出等式求出,即可求解.
【详解】由题意:,解得:,
所以,虚部为,
故选:C
题型四:复数代数形式的四则运算
【典例4】.(25-26高一下·湖南怀化·月考)(1)已知复数满足,求与;
(2)计算:.
【答案】(1),;
(2).
【详解】解: (1)设,那么
由可得,,即,所以,解得,故,;
(2).
【变式1】.(25-26高一下·贵州贵阳·月考)已知复数,(为虚数单位),求:
(1)的模;
(2);
(3)若,求的共轭复数.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据复数的加法运算法则求,再求.
(2)根据复数的乘法法则求值.
(3)根据共轭复数的定义求解.
【详解】(1),
.
(2)
(3)因为,所以.
【变式2】.(25-26高一下·浙江宁波·期中)复数其中,复数满足,其中为虚数单位.
(1)若为虚数,求的取值范围;
(2)求与;
(3)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据虚数的定义求解即可.
(2)根据复数的乘除法运算法则和共轭复数的定义、复数的模的公式进行计算即可.
(3)先根据复数的模的公式计算出,然后根据二次函数的性质求出最小值.
【详解】(1)因为复数为虚数,所以,所以.
(2)因为复数满足,所以,
化简得,所以.
所以.
(3)因为复数,,所以.
所以,
根据二次函数的性质可得,所以,
所以的最小值为.
题型五:复数的模
【典例5】.(25-26高一下·陕西西安·期中)已知为复数,若(为虚数单位),则______.
【答案】
【详解】设(),则其共轭复数,
得,
故,,即,
.
【变式1】.(25-26高一下·山东淄博·月考)已知复数满足,则___________.
【答案】
【分析】设的代数形式为代入已知方程,利用两个复数相等得的方程组,解方程组可得.
【详解】设,则,
则,
可得,解得,
即,所以.
【变式2】.(25-26高二上·重庆·开学考试)已知是虚数单位,若,且,则的取值范围为__________.
【答案】
【分析】根据复数运算的几何意义求解.
【详解】因为,
所以复数对应的点的轨迹是以为圆心,以2为半径的圆.
如图:
又因为表示点到的距离,
且,
所以.
故答案为:
题型六:复数的几何意义
【典例6】.(24-25高一下·江苏常州·期末)已知复数满足,则的值为______.
【答案】
【分析】根据复数的乘方求出复数z,结合复数的模的计算,即可得答案.
【详解】复数满足,即,
故,则,
故答案为:
【变式1】.(25-26高一下·江苏无锡·月考)设复数满足,则在复平面内对应的点位于第_____象限.
【答案】一
【详解】因,
则复数在复平面内对应的点为,位于第一象限.
【变式2】.(24-25高一下·青海西宁·期中)若复数(其中为虚数单位),当对应的点在第三象限时,则实数的取值范围为____________.
【答案】
【分析】根据对应的点在第三象限,则实部虚部均小于列不等式即可求解.
【详解】由题意得,解得,
则实数的取值范围为
故答案为:.
题型七:复数最值问题
【典例7】.(24-25高一下·山西晋城·期中)已知,复数在复平面内对应的点位于第四象限,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】将复数化简,令其对应的实部大于,虚部小于,即可求出对应的实数的取值范围.
【详解】
,
令则,得.
故答案为:.
【变式1】.(25-26高二上·湖南长沙·期中)复数满足,则的最大值为________.
【答案】6
【分析】由复数的模的几何意义确定复数对应点的轨迹,问题转化为圆上一点到点的距离最大值,即可得结果.
【详解】设复数.
由复数的模的几何意义可知,
表示复数对应的点到点的距离.
因为,所以,即,
这表示点在以原点为圆心,半径的圆上.
因为,所以由圆的性质可知,
点到点的距离的最大值为,
即的最大值为6.
故答案为:6
【变式2】.(24-25高一下·福建厦门·期中)已知复数满足,则的最小值为_____.
【答案】2
【分析】根据给定条件,利用复数的几何意义求出最小值.
【详解】在复平面内,复数对应的点,表示点与点的距离为1,
因此点的轨迹是以点为圆心,1为半径的圆,又表示点与点的距离,
,所以的最小值.
故答案为:2
题型八:复数的三角形式
【典例8】.(24-25高一下·云南玉溪·月考)欧拉公式:是虚数单位,,是由瑞士著名数学家欧拉发现的,它非常巧妙地将三角函数与复指数函数关联了起来,令可得.它又将自然界中的两个重要的无理数和、实数单位、虚数单位以及复数中的巧妙地结合在一起被数学家们誉为“上帝公式”、“宇宙第一公式”、“最美公式”等等下列关于欧拉公式的叙述正确的有( )
A. B.复数对应的点位于第二象限
C. D.
【答案】BCD
【分析】求出,即可判断A;根据的范围求出的符号,再根据复数的几何意义即可判断B;根据复数的模的计算公式即可判断C;根据共轭复数的定义即可判断D.
【详解】对于A,因为,所以,,故A错误;
对于B,,而,则、,
故位于第二象限,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,,所以,
又因为,所以,故D正确.
故选:BCD.
【变式1】.(24-25高一下·江苏南京·期末)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,所得的向量对应的复数虚部为______.
【答案】
【分析】由复数乘法的几何意义可知,根据复数的三角表示可求得旋转后的复数,根据虚部的定义求解即可.
【详解】由题意,复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,
可得,
所以,所得的向量对应的复数虚部为.
故答案为:.
【变式2】.(23-24高一下·内蒙古乌海·期中)欧拉公式(为自然对数的底数,为虚数单位)是瑞士著名数学家欧拉提出的.利用欧拉公式可知在复平面内对应的点位于第____象限.
【答案】四
【分析】根据欧拉公式及复数代数形式的除法运算化简复数,再根据复数的几何意义判断即可.
【详解】由题意得,
所以复数在复平面内对应的点为,位于第四象限.
故答案为:四.
题型九:复数的方程与因式分解
【典例9】.(25-26高一下·安徽安庆·月考)已知复数,.
(1)若复数是纯虚数,求的值;
(2)若是关于的方程的一个根,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先进行复数的除法运算,再根据纯虚数的概念求得m的值;
(2)将复数代入方程中,结合复数相等求出p,q的值.
【详解】(1)由题意可知:,
因为z是纯虚数,则,解得.
(2)因为是关于的方程的一个根,
则,整理得,
则,解得,,所以.
【变式1】.(25-26高一下·重庆·月考)已知复数z满足:为实数,且为纯虚数.
(1)求z;
(2)设,若在第二象限,求实数t的取值范围;
(3)若复数z是方程的一个根,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设,利用已知求得,可得z;
(2)结合(1),利用在第二象限,可得t所满足的条件,进而求得实数t的取值范围;
(3)利用实系数方程的根的性质可得,计算可求得的值.
【详解】(1)设.
因为为实数,所以,故,
又,
因为它是纯虚数,所以其实部为0,即,故.
(2)由(1)知,所以其共轭复数为.
因此.
因为在第二象限,所以
由,得.
由,得,得.
综上,.
(3)因为方程系数为实数,所以另一个根为.
于是.
故,,所以.
【变式2】.(24-25高一下·江苏无锡·月考)设,均为复数,在复平面内,已知对应的点的坐标为,且对应的点在第一象限.
(1)若复数为纯虚数,求实数的值;
(2)若,且是关于的方程的一个复数根,求.
【答案】(1)3
(2)
【分析】(1)由复数的类型可得的实部为0,虚部不为0,以此求解即可;
(2)利用实系数二次方程根与系数的关系及模长条件,求出,再代入所求式子化简即可.
【详解】(1)由题意得,
若复数为纯虚数,则有,且,解得.
(2)方程的判别式,
故有两共轭复数根,设,则另一个根为,
因为对应的点在第一象限,所以,
由韦达定理得,解得,且,
所以有,解得,
所以,
则.
题型十:复数的综合问题
【典例10】.(24-25高一下·贵州毕节·期中)设关于的方程是.
(1)若方程有实数根,求锐角和实数根;
(2)证明:对任意,方程无纯虚数根.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【分析】(1)先将原方程可化为,再根据复数相等的条件得出左边复数的实部与虚部都为0得到关于的方程组,解之即得.
(2)利用反证法证明方程有纯虚数根,推出矛盾即可.
【详解】(1)原方程可化为,方程有实数根,设为,
∴.
又θ是锐角,故.
(2)假设方程有纯虚数根,可设根为,,,
则化为,
即,可得,
因为,所以方程无实根.
故假设不成立,所以方程无纯虚数根.
【变式1】.(25-26高二上·江苏扬州·月考)已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)若复数满足,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据条件,得,即可求解;
(2)利用虚数单位的性质,即可求解;
(3)设,根据条件,利用复数的几何意义和圆的性质,即可求解.
【详解】(1)因为复数是纯虚数,
则,解得,所以的值为.
(2)由(1)知,又,
则,
所以.
(3)设,由(1)知,
又,即,所以,即,
所以对应的点在以为圆心,为半径的圆上,
又,其表示点到点的距离,
又,所以的最大值为.
【变式2】.(24-25高一下·山东泰安·期中)如图,是以点为圆心,为半径的上的点,点、关于直线对称,,.如果以线段所在直线为实轴,以线段所在直线为虚轴,建立复平面. 则两点在复平面内对应的复数分别为.
(1)求的值;
(2)求的正弦值;
(3)点在何位置时,五边形的面积取到最大值,并求出该最大值.
【答案】(1)60
(2)
(3)点是圆弧的中点,
【分析】(1)根据复数的几何意义得点的坐标,法1,求出向量的坐标,利用数量积的坐标运算求解;法2,求出及的夹角,利用数量积的定义求解;
(2)法1,由题求出向量的坐标,利用向量夹角公式求出,进而求得答案;法2,由余弦定理求得,再由正弦定理求得答案;
(3)因为的面积是定值,所以只需求的面积的最大值,即点是圆弧的中点时,由运算得解.
【详解】(1)解法一:
因为两点在复平面内对应的复数分别为,
所以,
从而,
因此.
解法二:
因为两点对应的复数分别为,
所以,
从而,
因此.
(2)解法一:
由(1)知,,从而可得:
.
所以,
可得.
解法二:由(1)知,,
由余弦定理得:
,所以.
由正弦定理得:,
所以得:.
(3)由题意可知,的面积是定值,因为点与点关于直线对称,
所以只需求的面积的最大值即可.
在中,的长度是定值,故只需求点到直线的距离的最大值,
因为曲线为圆弧,所以当点是圆弧的中点时,点到直线的距离最大,
从而的面积达到最大.
连接,因为,
可知,
又因为,
五边形的面积为,则有
.
【强化精练】
一、单选题
1.(25-26高一下·重庆·期中)设,则在复平面内z对应点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【详解】由,得对应点坐标,第三象限.
2.(2026·河北·一模)已知复数z满足z·(1+i) =1-2i,则|z| =( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【分析】利用复数的运算法则及复数模定义计算即可.
【详解】由题意,
故.
3.(2026·重庆万州·模拟预测)若实系数一元二次方程的两个复数根分别为,,其中,则( )
A.5 B. C.3 D.
【答案】A
【详解】依题意,互为共轭复数,由,得,
因此,A正确.
4.(2026·陕西宝鸡·模拟预测)已知复数满足,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】A
【分析】先化简可得,再利用复数除法运算法则求出,结合复数的几何意义即可判断.
【详解】解:,
,
则在复平面内对应的点为,位于第一象限.
5.(25-26高一下·陕西榆林·月考)“”是“复数为纯虚数”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】由题意知,当时,,复数,是纯虚数,充分性成立;
当复数为纯虚数时,有,
解得,必要性成立,
则“”是“复数为纯虚数”的充要条件.
6.(2026·吉林白山·二模)若复数(其中为虚数单位),则的共轭复数的虚部是( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】先确定满足关系,,,,再证明,由此求结论.
【详解】因为,所以,
所以,,,,
所以,
所以复数,,
所以
即,
所以的共轭复数为,其虚部为.
7.(2026·湖南邵阳·一模)已知在复平面内,为等边三角形,点为坐标原点,点对应的复数为,点在第二象限,则点对应的复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据点对应的复数求出其坐标,再利用等边三角形的性质求出点的坐标,最后根据复数的几何意义得到点对应的复数,进而求出其虚部.
【详解】已知点对应的复数为,根据复数的几何意义,所以点的坐标为.
所以向量.又因为为等边三角形,
所以,且.
又因为,所以,即.
设,则.
又因为
而,联立方程组可得
或.
由题可知点在第二象限,所以即点的坐标为.
即点对应的复数为.所以虚部为.
故选:C.
8.(2026·重庆·一模)任何一个复数 都可以表示成 的形式,通常称为复数的三角形式. 法国数学家棣莫弗发现: ,我们称这个结论为棣莫弗定理. 则 的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,将化为三角形式,再根据棣莫弗定理化简求值,即得答案.
【详解】
,
故选:C
二、多选题
9.(25-26高三下·陕西西安·月考)已知复数,为的共轭复数,则( )
A. B.的虚部为-2
C. D.在复平面内,对应的点在第三象限
【答案】ACD
【详解】,,则A正确,B错误.
,,C正确.
,对应的点在第三象限,D正确.
10.(25-26高一下·山东济南·期中)已知,为复数,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.是纯虚数或零
C.若,则
D.若,是方程;的两根,则
【答案】BD
【分析】举例,,判断A;利用复数的运算法则判断B;利用反例法判断选项C.利用韦达定理计算判断选项D.
【详解】举例说明:若,,则,,,
但与都是虚数,不能比较大小,故A错;
设,则,故,
当时是零,当时,是纯虚数,B正确;
令,,满足,但,故,
不能推出,故C错误.
已知是方程的两根,由韦达定理得,
,故D正确.
11.(25-26高一下·浙江宁波·期中)下列命题是真命题的是( )
A.对于非零向量,若,则
B.对于复数,若,且,则
C.对于向量,若,则
D.对于复数,若,则
【答案】BC
【分析】由条件结合数量积的运算性质和向量垂直的向量表示可得,可判断A项,根据复数运算律可判断B项,由平面向量数量积公式可知计算可判断C项,举反例,可判断D项.
【详解】对于A项,,则可能,不能得出,
反例:取,满足,但,故A项错误;
对于B项,因为,
所以,又为非零复数,
所以,即,故B项正确;
对于C项,因为,
所以,所以,故C项正确;
对于D项,若,,则满足,
但此时,故D项错误.
12.(25-26高一下·江苏·月考)已知是复数,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ABD
【详解】对于选项A,若,则,而,成立,故A正确.
对于选项B,设,则,那么,且,所以,故B正确.
对于选项C,举反例:,模都是1,但,故C错误.
对于选项D,设,且,则.若,则无定义,题目隐含,故D正确.
13.(25-26高一下·吉林四平·月考)设复数z在复平面内对应的点为Z,i为虚数单位,则下列说法正确的是( )
A.任何两个复数不能比较大小;
B.若,则或
C.若点Z坐标为,且z是关于x的实系数方程的一个根,则
D.若,则点Z的集合所构成的图形的面积为
【答案】CD
【分析】根据复数的定义判断A;根据复数模的定义判断B;根据复数的运算判断C;根据复数模的几何意义判断D.
【详解】A选项:复数包含实数和虚数,虚数不能比较大小,但实数可以比较大小,故A错;
B选项:设,则可以得到,即,有好多种情况,
例如,,,此时,故B错;
C选项:若Z的坐标为,则,
又z是关于x的实系数方程的一个根,
所以,
所以,解得,,故C正确;
D选项:设,则,即,
所以Z的集合所构成的图形为环形,如下所示:
所以面积为,故D正确.
三、填空题
14.(25-26高一下·陕西榆林·月考)已知为虚数单位,且,则______.
【答案】-1
【详解】由得,即,
所以解得,所以.
15.(2026·上海闵行·二模)已知,若(其中为虚数单位),则______.
【答案】
【详解】设,则,
由可得,
则,故.
16.(25-26高一下·河北唐山·月考),则________.
【答案】
【详解】由已知,
所以
.
17.(25-26高一下·福建三明·月考)已知复数z满足,则(是虚数单位)的最小值为______.
【答案】4
【分析】利用复数的几何意义进行求解.
【详解】复数z满足,则复数z对应的点在以为圆心,半径的圆上,
而表示圆上的点到定点的距离,
圆心到定点距离为:
所以(是虚数单位)的最小值为:.
四、解答题
18.(25-26高一下·广西南宁·月考)复数,其中.
(1)若复数为实数,求的值;
(2)若复数为纯虚数,求的值;
(3)若复数在复平面内对应的点位于第四象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【分析】(1)(2)根据复数的分类列式求解即可;
(3)根据复数的几何意义列式求解即可.
【详解】(1)若复数为实数,则,解得或.
(2)若复数为纯虚数,则,解得,所以.
(3)若复数在复平面内对应的点位于第四象限,
则,解得,可得,
所以实数的取值范围为.
19.(25-26高一下·广西贵港·期中)已知复数,,其中.
(1)当时,求的值;
(2)若,求实数m的值;
(3)若的实部大于1,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据复数的加法及复数的模求解即可.
(2)根据复数的乘法及复数相等求解即可.
(3)根据复数的除法结合已知条件求解即可.
【详解】(1)当时,,则,
故.
(2)因为,,所以.
依题意得,解得.
(3)由题意可得.
因为的实部大于1,所以,
解得.
20.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末)已知复数(为虚数单位).
(1)若,求复数的共轭复数及;
(2)若是关于的方程的一个虚根,求实数的值.
【答案】(1),
(2)2
【分析】(1)结合已知条件,根据复数的四则运算法则计算即可;
(2)将z代入二次方程即可求出m的值.
【详解】(1)复数为虚数单位,
,
∴复数的共轭复数;
(2)是关于的方程的一个虚根,
,整理得:,
则,且,
解得:.
21.(24-25高一下·陕西宝鸡·期末)已知为复数,和均为实数,其中i是虚数单位.
(1)求;
(2)若复数是方程的一个解,求的值.
(3)若在第四象限,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设,依据题设,建立方程求出,即可求得z;
(2)代入可得,求得,进而得到答案;
(3)先求出,再根据题意建立不等式组求解即可.
【详解】(1)设,则为实数,所以.
为实数,所以,
所以.
(2)因为复数是方程的一个解,
代入可得,
整理可得,解得,,
所以.
(3),
由在第四象限,得,
解得或,
故的取值范围为.
22.(24-25高一下·重庆·期末)我们可以把平面向量坐标的概念推广为“复向量”,即可将有序复数对视为一个向量,记作.类比平面向量的线性运算可以定义复向量的线性运算;两个复向量,的数量积记作,定义为;复向量的模定义为.
(1)设,,求复向量与的模;
(2)已知对任意的实向量与,都有,当且仅当与平行时取等号;
①求证:对任意实数,,,,不等式成立,并写出此不等式的取等条件;
②求证:对任意两个复向量与,不等式仍然成立;
(3)当时,称复向量与平行.设,,,若复向量与平行,求复数的值.
【答案】(1)10;;
(2)①证明见解析,当且仅当等号成立;②证明见解析;
(3)
【分析】(1)代入“复向量”和模的新定义,即可求解两个向量的模;
(2)①首先设实向量,,再分别计算和,再结合公式,即可证明;
②首先设复向量,,根据复数的三角不等式,以及实系数向量不等式,即可证明;
(3)根据等号成立的条件,再结合复数的三角不等式,即可求解.
【详解】(1)因为,所以,
所以的模为10;
因为,所以,
可得的模为;
(2)①设实向量,,
则,,,而,
根据已知,当且仅当与平行时取等号,即,
所以,当且仅当时等号成立;
②因为,,所以,
由复数的三角不等式,
,由,
得,所以,
所以,
综上所知,.
(3)②中考虑①中等号成立的条件知,结合复数的三角不等式,
复向量各分量均不为零时,其等号成立的条件是存在非负实数,使得,
根据题意,若复向量与平行,
则,
根据中等号成立的条件,
应有,则,
又,则,解得,
所以,所以.
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第3讲:复数高频考点题型精讲与精练
【考点梳理】
· 考点一:复数的有关概念及其性质
· 考点二:虚数单位i及其性质
· 考点三:复数的分类
· 考点四:复数代数形式的四则运算
· 考点五:复数的模
· 考点六:复数的几何意义
· 考点七:复数最值问题
· 考点八:复数的三角形式
· 考点九:复数的方程与因式分解
· 考点十:复数的综合问题
【知识梳理】
知识点一:.复数的有关概念
(1)定义:我们把集合C={a+bi|a,b∈R}中的数,即形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中a叫做复数z的实部,b叫做复数z的虚部(i为虚数单位).
(2)分类:
满足条件(a,b为实数)
复数的分类
a+bi为实数⇔b=0
a+bi为虚数⇔b≠0
a+bi为纯虚数⇔a=0且b≠0
(3)复数相等:a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
(4)共轭复数:a+bi与c+di共轭⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(5)模:向量的模叫做复数z=a+bi的模,记作|a+bi|或|z|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
知识点二.复数的几何意义
复数z=a+bi与复平面内的点Z(a,b)及平面向量=(a,b)(a,b∈R)是一一对应关系.
知识点三.复数的运算
(1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
(2)几何意义:复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
如图给出的平行四边形OZ1ZZ2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即=+,=-.
知识点四:复数的三角表示
1、复数的三角表示式
(1)复数的三角形式:一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cosθ+isinθ)的形式,其中,r是复数z的模;θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,叫做复数z=a+bi的辐角,r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,为了与三角形式区分开来,a+bi叫做复数的代数表示式,简称代数形式.
(2)辐角主值:规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值,通常记作argz.
2、复数乘、除运算的三角表示及其几何意义
(1)复数三角形式的乘法:两个复数相乘,积的模等于各复数模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
r 1(cosθ1+isinθ1)·r 2(cosθ2+isinθ2)=r 1 r 2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)].
(2)复数三角形式的除法:两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐角减去除数的辐角所得的差.
【题型归纳】
题型一:复数的有关概念及其性质
【典例1】.(25-26高一下·河北邢台·月考)已知复数,,且是非零复数,,分别是,的共轭复数,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.
C.若,则 D.
【变式1】.(25-26高一下·湖南·月考)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
【变式2】.(25-26高一下·安徽安庆·月考)已知,是复数,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.
C.若,则 D.若,则
题型二:虚数单位i及其性质
【典例2】.(24-25高一下·山东泰安·月考)已知为虚数单位,则下列说法中正确的是( ).
A.复数的虚部为
B.
C.
D.复数满足,则的最大值为
【变式1】.(23-24高一下·吉林通化·期中)下列命题错误的是( )
A.若,则 B.
C.是纯虚数 D.若,则
【变式2】.(23-24高一下·湖南邵阳·期中)下列命题为真命题的是( )
A.复数的虚部为
B.若为虚数单位,则
C.在复数集中,方程有两个解,依次为
D.已知是虚数单位,若,则实数1
题型三:复数的分类
【典例3】.(24-25高一下·江苏南通·月考)已知复数与都是纯虚数,则( )
A.或 B.或 C. D.
【变式1】.(24-25高一下·山西·期中)已知复数(),且为纯虚数,则( )
A. B. C.1 D.2
【变式2】.(24-25高一下·天津·期中)已知是虚数单位,若复数为纯虚数,则复数z的虚部为( )
A. B. C.-3 D.3
题型四:复数代数形式的四则运算
【典例4】.(25-26高一下·湖南怀化·月考)(1)已知复数满足,求与;
(2)计算:.
【变式1】.(25-26高一下·贵州贵阳·月考)已知复数,(为虚数单位),求:
(1)的模;
(2);
(3)若,求的共轭复数.
【变式2】.(25-26高一下·浙江宁波·期中)复数其中,复数满足,其中为虚数单位.
(1)若为虚数,求的取值范围;
(2)求与;
(3)求的最小值.
题型五:复数的模
【典例5】.(25-26高一下·陕西西安·期中)已知为复数,若(为虚数单位),则______.
【变式1】.(25-26高一下·山东淄博·月考)已知复数满足,则___________.
【变式2】.(25-26高二上·重庆·开学考试)已知是虚数单位,若,且,则的取值范围为__________.
题型六:复数的几何意义
【典例6】.(24-25高一下·江苏常州·期末)已知复数满足,则的值为______.
【变式1】.(25-26高一下·江苏无锡·月考)设复数满足,则在复平面内对应的点位于第_____象限.
【变式2】.(24-25高一下·青海西宁·期中)若复数(其中为虚数单位),当对应的点在第三象限时,则实数的取值范围为____________.
题型七:复数最值问题
【典例7】.(24-25高一下·山西晋城·期中)已知,复数在复平面内对应的点位于第四象限,则实数的取值范围是______.
【变式1】.(25-26高二上·湖南长沙·期中)复数满足,则的最大值为________.
【变式2】.(24-25高一下·福建厦门·期中)已知复数满足,则的最小值为_____.
题型八:复数的三角形式
【典例8】.(24-25高一下·云南玉溪·月考)欧拉公式:是虚数单位,,是由瑞士著名数学家欧拉发现的,它非常巧妙地将三角函数与复指数函数关联了起来,令可得.它又将自然界中的两个重要的无理数和、实数单位、虚数单位以及复数中的巧妙地结合在一起被数学家们誉为“上帝公式”、“宇宙第一公式”、“最美公式”等等下列关于欧拉公式的叙述正确的有( )
A. B.复数对应的点位于第二象限
C. D.
【变式1】.(24-25高一下·江苏南京·期末)在复平面内,常把复数和向量进行一一对应.现把复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,所得的向量对应的复数虚部为______.
【变式2】.(23-24高一下·内蒙古乌海·期中)欧拉公式(为自然对数的底数,为虚数单位)是瑞士著名数学家欧拉提出的.利用欧拉公式可知在复平面内对应的点位于第____象限.
题型九:复数的方程与因式分解
【典例9】.(25-26高一下·安徽安庆·月考)已知复数,.
(1)若复数是纯虚数,求的值;
(2)若是关于的方程的一个根,求的值.
【变式1】.(25-26高一下·重庆·月考)已知复数z满足:为实数,且为纯虚数.
(1)求z;
(2)设,若在第二象限,求实数t的取值范围;
(3)若复数z是方程的一个根,求的值.
【变式2】.(24-25高一下·江苏无锡·月考)设,均为复数,在复平面内,已知对应的点的坐标为,且对应的点在第一象限.
(1)若复数为纯虚数,求实数的值;
(2)若,且是关于的方程的一个复数根,求.
题型十:复数的综合问题
【典例10】.(24-25高一下·贵州毕节·期中)设关于的方程是.
(1)若方程有实数根,求锐角和实数根;
(2)证明:对任意,方程无纯虚数根.
【变式1】.(25-26高二上·江苏扬州·月考)已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)若复数满足,求的最大值.
【变式2】.(24-25高一下·山东泰安·期中)如图,是以点为圆心,为半径的上的点,点、关于直线对称,,.如果以线段所在直线为实轴,以线段所在直线为虚轴,建立复平面. 则两点在复平面内对应的复数分别为.
(1)求的值;
(2)求的正弦值;
(3)点在何位置时,五边形的面积取到最大值,并求出该最大值.
【强化精练】
一、单选题
1.(25-26高一下·重庆·期中)设,则在复平面内z对应点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(2026·河北·一模)已知复数z满足z·(1+i) =1-2i,则|z| =( )
A. B. C. D.2
3.(2026·重庆万州·模拟预测)若实系数一元二次方程的两个复数根分别为,,其中,则( )
A.5 B. C.3 D.
4.(2026·陕西宝鸡·模拟预测)已知复数满足,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
5.(25-26高一下·陕西榆林·月考)“”是“复数为纯虚数”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
6.(2026·吉林白山·二模)若复数(其中为虚数单位),则的共轭复数的虚部是( )
A.1 B. C. D.
7.(2026·湖南邵阳·一模)已知在复平面内,为等边三角形,点为坐标原点,点对应的复数为,点在第二象限,则点对应的复数的虚部为( )
A. B. C. D.
8.(2026·重庆·一模)任何一个复数 都可以表示成 的形式,通常称为复数的三角形式. 法国数学家棣莫弗发现: ,我们称这个结论为棣莫弗定理. 则 的值为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(25-26高三下·陕西西安·月考)已知复数,为的共轭复数,则( )
A. B.的虚部为-2
C. D.在复平面内,对应的点在第三象限
10.(25-26高一下·山东济南·期中)已知,为复数,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.是纯虚数或零
C.若,则
D.若,是方程;的两根,则
11.(25-26高一下·浙江宁波·期中)下列命题是真命题的是( )
A.对于非零向量,若,则
B.对于复数,若,且,则
C.对于向量,若,则
D.对于复数,若,则
12.(25-26高一下·江苏·月考)已知是复数,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
13.(25-26高一下·吉林四平·月考)设复数z在复平面内对应的点为Z,i为虚数单位,则下列说法正确的是( )
A.任何两个复数不能比较大小;
B.若,则或
C.若点Z坐标为,且z是关于x的实系数方程的一个根,则
D.若,则点Z的集合所构成的图形的面积为
三、填空题
14.(25-26高一下·陕西榆林·月考)已知为虚数单位,且,则______.
15.(2026·上海闵行·二模)已知,若(其中为虚数单位),则______.
16.(25-26高一下·河北唐山·月考),则________.
17.(25-26高一下·福建三明·月考)已知复数z满足,则(是虚数单位)的最小值为______.
四、解答题
18.(25-26高一下·广西南宁·月考)复数,其中.
(1)若复数为实数,求的值;
(2)若复数为纯虚数,求的值;
(3)若复数在复平面内对应的点位于第四象限,求实数的取值范围.
19.(25-26高一下·广西贵港·期中)已知复数,,其中.
(1)当时,求的值;
(2)若,求实数m的值;
(3)若的实部大于1,求a的取值范围.
20.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末)已知复数(为虚数单位).
(1)若,求复数的共轭复数及;
(2)若是关于的方程的一个虚根,求实数的值.
21.(24-25高一下·陕西宝鸡·期末)已知为复数,和均为实数,其中i是虚数单位.
(1)求;
(2)若复数是方程的一个解,求的值.
(3)若在第四象限,求的取值范围.
22.(24-25高一下·重庆·期末)我们可以把平面向量坐标的概念推广为“复向量”,即可将有序复数对视为一个向量,记作.类比平面向量的线性运算可以定义复向量的线性运算;两个复向量,的数量积记作,定义为;复向量的模定义为.
(1)设,,求复向量与的模;
(2)已知对任意的实向量与,都有,当且仅当与平行时取等号;
①求证:对任意实数,,,,不等式成立,并写出此不等式的取等条件;
②求证:对任意两个复向量与,不等式仍然成立;
(3)当时,称复向量与平行.设,,,若复向量与平行,求复数的值.
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