内容正文:
专题5.1 复数的概念及其几何意义
教学目标
1. 理解虚数单位 i 的意义,掌握复数的代数形式、实部、虚部等基本概念
2. 掌握复数的分类标准,能准确判断实数、虚数、纯虚数
3. 理解复数相等的充要条件,能解决复数相等的参数问题
4. 掌握共轭复数、复数的模的概念与计算
5. 理解复数的几何意义,能将复数与复平面内的点、平面向量相互转化
6. 能利用复数的几何意义解决轨迹、距离等综合问题
教学重难点
1. 重点
(1)复数的概念、分类、复数相等、共轭复数与模长计算
(2)复数的几何意义(复数↔点↔向量)
2. 难点:复数几何意义的应用、复数综合问题
知识点01虚数单位i
i叫做虚数单位,规定___________;虚数单位可以与实数进行___________
【即学即练】
1.当n取正整数时,计算(为虚数单位)的所有可能值,下列选项结果正确的是( )
A.2,0,2; B.2,0,2;
C.1+,0,1+; D.2,2,0,2,2.
知识点02 复数的定义
(1)形如(、)的数称为一个______________.全体复数组成的集合叫做____________,用字母表示,即;
(2)复数为0的约定:(、)______________;
(3)复数相等的约定:复数(a、b、c、)______________.
【即学即练】
2.复数的实部与虚部的和是( )
A. B. C.0 D.2
知识点03 共轭复数
(1)定义:一般地,当两个复数的__________相等,虚部互为__________时,这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0的两个共轭复数也叫做_____________
(2)表示方法:复数的共轭复数用表示,即如果,那么 _____________
(3)共轭复数的性质:
1
一个复数的共轭复数的共轭复数是它自己,即对任何复数;
2
取共轭复数的过程与复数的四则运算可交换,即对复数与,
____________;____________;____________();
();;____________;若Z为纯虚数____________.
【即学即练】
3.在复平面内,复数,则( )
A. B. C. D.
知识点04 复数的几何意义
(1)复数有两个几何意义:
一是可以用直角坐标系中的点表示,
二是可以用以坐标原点O为起点,为终点的向量表示.
(2)虚轴与纯虚数的关系:
纯虚数对应的点都在虚轴(即y轴)上,反过来,y轴上的点所对应的复数却不一定是纯虚数,这是因为点______虽然在y轴(即虚轴)上,但是它对应的复数不是纯虚数,而是实数___________.
(3)复数模的定义与几何意义:
复数的模就是复数在复平面上对应的点到原点O的距离,也等于向量的模,因此_______________.
【即学即练】
4.如图,设每个小方格的边长是1,指出点A,B,C,D,E所表示的复数.
题型01 复数的概念与分类
【典例1】(25-26高一·陕西榆林靖边中学·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
【变式1】(25-26高一下·贵州贵阳·月考)已知复数(为虚数单位),则复数的实部是( )
A.2 B.-3 C.3 D.
【变式2】(25-26高一下·山东淄博实验中学·月考)复数(为虚数单位)的虚部为( )
A.2 B. C. D.
【变式3】(25-26高一下·云南昭通直中学·月考)复数的虚部为( )
A.2 B. C. D.
【变式4】(25-26高一下·贵州贵阳·月考)下列复数中,是实数的是( )
A. B. C. D.
【变式5】(25-26高一下·山东青岛第九中学·)下列有关复数的说法中(其中为虚数单位),正确的是( )
A.
B.复数的虚部为
C.复数为实数的充要条件是
D.复数为纯虚数,则
【变式6】若复数为实数,则实数的值为( )
A.1 B. C.1或 D.以上都不对
题型02 复数相等问题
【典例1】若,则实数x,y的值为( )
A., B., C., D.,
【变式1】已知,则实数________,________.
【变式2】(25-26高一下·重庆第十八中学·)若,则________.
【变式3】(25-26高一下·山东淄博实验中学、齐盛高级中学·月考)已知复数满足,则___________.
【变式4】(25-26高二下·浙江温州泰顺县育才高级中学·)已知复数满足,则实数的可能取值为( )
A.2 B. C.1 D.
题型03 复数的几何意义
【典例1】(25-26高一下·安徽临泉田家炳实验中学(临泉县教师进修学校)·)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.
【变式1】(25-26高一下·山西大同第一中学校·)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.
【变式2】(25-26高一下·湖南衡阳耒阳第一中学等校·)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__________.
【变式3】(25-26高一下·福建莆田第五中学·月考)(多选)设复数z的共轭复数为,i为虚数单位,则下列命题正确的是( )
A.若复数,则在复平面内对应的点在第四象限
B.若,则的最大值为2
C.若,则或
D.若复数是纯虚数,则或
【变式4】(25-26高一下·重庆第七中学校·)已知中,向量对应的复数为,向量对应的复数为,且,则______.
题型04 共轭复数与模长计算
【典例1】已知复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(25-26高一·陕西咸阳永寿县中学·月考)在复平面内,复数,则( )
A. B. C. D.
【变式2】已知复数z满足,则( )
A. B. C.8 D.12
【变式3】(25-26高三下·陕西西安经开丁准补习培训学校等·)已知复数在复平面内对应的点在第一象限,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.-4
【变式4】使成立的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
1.已知复数满足(其中i为虚数单位),则的虚部是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·河北邢台卓越联盟·月考)若,则的虚部为( )
A.2 B. C. D.
3.(25-26高一·宁夏六盘山高级中学·月考)在复平面内,复数,则它的实部是( )
A.2 B. C.3 D.
4.(25-26高一下·重庆万州第三中学·月考)( )
A. B.3 C. D.1
5.(25-26高一下·山东济南第二中学·)( )
A. B. C. D.
6.(25-26高一下·福建武夷山第二中学·月考)已知复数,为虚数单位,则共轭复数( )
A. B. C. D.
7.(25-26高一·福建厦门海沧实验中学·)(多选)设复数的共轭复数为为虚数单位,则下列命题正确的是( )
A.若复数,则在复平面内对应的点在第四象限
B.复数的模
C.若,则或
D.若复数是纯虚数,则
8.(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
9.(25-26高一下·湖南长沙南雅中学等校·)(多选)若复数,则下列选项正确的有( )
A. B.的共轭复数为
C.为实数 D.在复平面内对应的点位于第二象限
10.(25-26高一下·山东济南历城第一中学·)(多选)已知复数(为虚数单位),则下列说法正确的是( )
A.
B.复数的虚部为
C.若对应的向量为,对应的向量为,则向量对应的复数为
D.若复数是关于的方程的一个根,则
11.(25-26高一·天津第四十五中学·)是虚数单位,则的值为________.
12.(25-26高一下·广西南宁第十四中学·)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________;
13.(25-26高三下·上海建平中学·月考)向量,设向量对应的复数为,则___________.
14.(25-26高一下·河北邯郸永年区第二中学等校·)已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,则实数的值为_____.
15.(25-26高一下·河北邯郸磁县第一中学等校·月考)已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,则实数的值为__________.
16.(25-26高一·陕西西安长安区第一中学·)若___________.
17.(25-26高一下·北京中国人民大学附属中学朝阳学校·)已知,i是虚数单位,复数.若z是纯虚数,m的值为________
18.(25-26高一下·安徽太湖中学等校·)在复平面内,将复数对应的向量绕坐标原点沿逆时针方向旋转,则旋转后的向量对应的复数为______.
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专题5.1 复数的概念及其几何意义
教学目标
1. 理解虚数单位 i 的意义,掌握复数的代数形式、实部、虚部等基本概念
2. 掌握复数的分类标准,能准确判断实数、虚数、纯虚数
3. 理解复数相等的充要条件,能解决复数相等的参数问题
4. 掌握共轭复数、复数的模的概念与计算
5. 理解复数的几何意义,能将复数与复平面内的点、平面向量相互转化
6. 能利用复数的几何意义解决轨迹、距离等综合问题
教学重难点
1. 重点
(1)复数的概念、分类、复数相等、共轭复数与模长计算
(2)复数的几何意义(复数↔点↔向量)
2. 难点:复数几何意义的应用、复数综合问题
知识点01虚数单位i
i叫做虚数单位,规定___________;虚数单位可以与实数进行___________
【答案】 -1 四则运算
【即学即练】
1.当n取正整数时,计算(为虚数单位)的所有可能值,下列选项结果正确的是( )
A.2,0,2; B.2,0,2;
C.1+,0,1+; D.2,2,0,2,2.
【答案】A
【详解】由的乘方的周期性,
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
综上,(为虚数单位)的所有可能值为,故选:A
知识点02 复数的定义
(1)形如(、)的数称为一个______________.全体复数组成的集合叫做____________,用字母表示,即;
(2)复数为0的约定:(、)______________;
(3)复数相等的约定:复数(a、b、c、)______________.
【答案】 复数 复数集 且 且
【即学即练】
2.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.
知识点03 共轭复数
(1)定义:一般地,当两个复数的__________相等,虚部互为__________时,这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0的两个共轭复数也叫做_____________
(2)表示方法:复数的共轭复数用表示,即如果,那么 _____________
(3)共轭复数的性质:
1
一个复数的共轭复数的共轭复数是它自己,即对任何复数;
2
取共轭复数的过程与复数的四则运算可交换,即对复数与,
____________;____________;____________();
();;____________;若Z为纯虚数____________.
【答案】 实部 相反数 共轭虚数
共轭复数
【即学即练】
3.在复平面内,复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,则.
知识点04 复数的几何意义
(1)复数有两个几何意义:
一是可以用直角坐标系中的点表示,
二是可以用以坐标原点O为起点,为终点的向量表示.
(2)虚轴与纯虚数的关系:
纯虚数对应的点都在虚轴(即y轴)上,反过来,y轴上的点所对应的复数却不一定是纯虚数,这是因为点______虽然在y轴(即虚轴)上,但是它对应的复数不是纯虚数,而是实数___________.
(3)复数模的定义与几何意义:
复数的模就是复数在复平面上对应的点到原点O的距离,也等于向量的模,因此_______________.
【答案】(0,0) 0
【即学即练】
4.如图,设每个小方格的边长是1,指出点A,B,C,D,E所表示的复数.
【答案】
【详解】由题意可知:,
所以点A,B,C,D,E所表示的复数分别为.
题型01 复数的概念与分类
【典例1】(25-26高一·陕西榆林靖边中学·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.
【变式1】(25-26高一下·贵州贵阳·月考)已知复数(为虚数单位),则复数的实部是( )
A.2 B.-3 C.3 D.
【答案】A
【来源】贵州贵阳市2025-2026学年高一下学期4月月考数学试卷
【详解】由复数,可知实部是2.
【变式2】(25-26高一下·山东淄博实验中学·月考)复数(为虚数单位)的虚部为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【来源】山东淄博实验中学、齐盛高级中学2025-2026学年高一下学期4月月考数学试卷
【详解】复数的虚部为,所以复数的虚部为.
【变式3】(25-26高一下·云南昭通直中学·月考)复数的虚部为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【来源】云南昭通市市直中学2025-2026学年高一下学期第一次月考数学试卷
【详解】,所以的虚部为.
【变式4】(25-26高一下·贵州贵阳·月考)下列复数中,是实数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】贵州贵阳市2025-2026学年高一下学期4月月考数学试卷
【详解】四个选项中只有选项C 的复数的虚数单位的系数是零,因此只有是实数
【变式5】(25-26高一下·山东青岛第九中学·)下列有关复数的说法中(其中为虚数单位),正确的是( )
A.
B.复数的虚部为
C.复数为实数的充要条件是
D.复数为纯虚数,则
【答案】C
【来源】山东省青岛第九中学2025-2026学年高一下学期阶段性检测数学试题
【详解】对于A,因与都是虚数,不能比较大小,故A错误;
对于B,复数的虚部为,故B错误;
对于C,设,则
若复数为实数,则,则显然有;若,则易得,故复数为实数,故C正确;
对于D,由题意,解得,故D错误.
【变式6】若复数为实数,则实数的值为( )
A.1 B. C.1或 D.以上都不对
【答案】C
【详解】由题意可得,即,解得或.故选:C.
题型02 复数相等问题
【典例1】若,则实数x,y的值为( )
A., B., C., D.,
【答案】D
【详解】.故选:D
【变式1】已知,则实数________,________.
【答案】 2
【详解】因为,所以,解得,故答案为:;2
【变式2】(25-26高一下·重庆第十八中学·)若,则________.
【答案】1
【来源】重庆市第十八中学2025-2026学年高一下学期4月学习能力摸底数学试题
【详解】由题意得:,解得:,所以.
【变式3】(25-26高一下·山东淄博实验中学、齐盛高级中学·月考)已知复数满足,则___________.
【答案】
【详解】设,则,则,
可得,解得,即,所以.
【变式4】(25-26高二下·浙江温州泰顺县育才高级中学·)已知复数满足,则实数的可能取值为( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】D
【详解】设复数(其中),则,将代入,整理得:,即,所以,得,将代入第一个方程得: ,即,两边平方得:,所以,因为,且分母不能为0,所以,即,所以从判断选项来看,的可能取值只有.
题型03 复数的几何意义
【典例1】(25-26高一下·安徽临泉田家炳实验中学(临泉县教师进修学校)·)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
【来源】安徽省临泉田家炳实验中学2025-2026学年高一下学期4月阶段检测数学试题
【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.
【变式1】(25-26高一下·山西大同第一中学校·)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
【来源】山西大同市第一中学校2025-2026学年高一下学期4月学情检测数学试卷
【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.
【变式2】(25-26高一下·湖南衡阳耒阳第一中学等校·)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】
【来源】湖南衡阳市耒阳市第一中学等校2025-2026学年高一下学期3月联考数学试题
【详解】由题意知,则,所以,故.
【变式3】(25-26高一下·福建莆田第五中学·月考)(多选)设复数z的共轭复数为,i为虚数单位,则下列命题正确的是( )
A.若复数,则在复平面内对应的点在第四象限
B.若,则的最大值为2
C.若,则或
D.若复数是纯虚数,则或
【答案】AB
【来源】福建莆田第五中学2025-2026学年下学期高一数学第一次月考试题
【详解】对于A,,其对应的点为,该点在第四象限,故A正确;对于B,因为,故对应的点在圆心为,半径为的圆上,故的最大值为,故B正确;对于C,取,则,故C错误;对于D,因为为纯虚数,故,故,故D错误.
【变式4】(25-26高一下·重庆第七中学校·)已知中,向量对应的复数为,向量对应的复数为,且,则______.
【答案】
【来源】重庆市第七中学校2025-2026学年高一下学期学情检测数学试题
【详解】因为向量对应的复数为,向量对应的复数为,且,所以,
由于
即,所以.
题型04 共轭复数与模长计算
【典例1】已知复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【来源】浙江嘉兴市桐乡市2026届高三下学期教学测试数学试题
【详解】由题意,得,则,,所以.
【变式1】(25-26高一·陕西咸阳永寿县中学·月考)在复平面内,复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,则.
【变式2】已知复数z满足,则( )
A. B. C.8 D.12
【答案】A
【来源】湖南衡阳市2026届高三下学期第二次联考数学试题
【详解】由,得.
【变式3】(25-26高三下·陕西西安经开丁准补习培训学校等·)已知复数在复平面内对应的点在第一象限,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.-4
【答案】B
【来源】陕西省西安经开丁准补习培训学校等2025-2026学年高三下学期联考数学(A)卷
【详解】因为,所以,解得.
因为在复平面内对应的点在第一象限,所以.
【变式4】使成立的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,得,即,或,解得或.故选:C.
1.已知复数满足(其中i为虚数单位),则的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【来源】天津市武清区杨村第四中学2025-2026年度第二学期高一年级第一次学情调查数学学科
【详解】由题意可得复数的虚部为.
2.(25-26高一下·河北邢台卓越联盟·月考)若,则的虚部为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【来源】河北省邢台市卓越联盟2025-2026学年高一下学期4月考数学试卷
【详解】复数,则,其虚部为.
3.(25-26高一·宁夏六盘山高级中学·月考)在复平面内,复数,则它的实部是( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】A
【来源】宁夏六盘山高级中学2025-2026学年第二学期高一第一次月考测试卷
【详解】根据定义,复数的实部为2.
4.(25-26高一下·重庆万州第三中学·月考)( )
A. B.3 C. D.1
【答案】A
【来源】重庆市万州第三中学2025-2026学年高一下学期第一次月考数学试题
【详解】.
5.(25-26高一下·山东济南第二中学·)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【来源】山东省济南第二中学2025-2026学年高一下学期4月阶段性检测数学试题
【详解】.
6.(25-26高一下·福建武夷山第二中学·月考)已知复数,为虚数单位,则共轭复数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【来源】福建武夷山市第二中学2025-2026学年高一下学期3月月考数学卷
【详解】因为复数,所以共轭复数.
7.(25-26高一·福建厦门海沧实验中学·)(多选)设复数的共轭复数为为虚数单位,则下列命题正确的是( )
A.若复数,则在复平面内对应的点在第四象限
B.复数的模
C.若,则或
D.若复数是纯虚数,则
【答案】ABD
【来源】福建厦门海沧实验中学2025-2026学年第二学期高一数学3月阶段性检测试卷
【详解】对于选项A,由,可得,在复平面内对应点为在第四象限,故正确;
对于选项B, ,故正确;
对于选项C,表示所有满足(设)的复数,有无数个,例如的模也为1,并非只有,故错误;
对于选项D,令实部,解得或;虚部,即,故,故正确.
8.(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.
9.(25-26高一下·湖南长沙南雅中学等校·)(多选)若复数,则下列选项正确的有( )
A. B.的共轭复数为
C.为实数 D.在复平面内对应的点位于第二象限
【答案】AC
【来源】湖南长沙市南雅中学等校2025-2026学年高一下学期3月限时训练数学试题
【详解】因为,所以,故A正确;
复数的共轭复数为,故B错误;
为实数,故C正确;
在复平面内对应的点为,位于第四象限,故D错误.
10.(25-26高一下·山东济南历城第一中学·)(多选)已知复数(为虚数单位),则下列说法正确的是( )
A.
B.复数的虚部为
C.若对应的向量为,对应的向量为,则向量对应的复数为
D.若复数是关于的方程的一个根,则
【答案】ACD
【来源】山东省济南市历城第一中学2025-2026学年高一下学期阶段质量评估数学试题
【详解】对于A:因为,故A正确;对于B:因为,所以的虚部为,故B错误;对于C:由题意知:对应的复数为,对应的复数为,
则向量,对应的复数为,故C正确;对于D:因为实系数一元二次方程的复数根是共轭复数,所以另一个根为,根据韦达定理:,即,所以;;所以,故D正确.
11.(25-26高一·天津第四十五中学·)是虚数单位,则的值为________.
【答案】
【来源】天津市第四十五中学2025-2026学年度第二学期高一年级数学学科第一次考查
【详解】由题得.
12.(25-26高一下·广西南宁第十四中学·)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】
【来源】广西南宁市第十四中学2025-2026学年高一下学期3月测试数学试题
【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.
13.(25-26高三下·上海建平中学·月考)向量,设向量对应的复数为,则___________.
【答案】5
【来源】上海市建平中学2025-2026学年高三下学期3月月考数学试题
【详解】向量 对应的复数为 ,则,
则复数 的模为.
14.(25-26高一下·河北邯郸永年区第二中学等校·)已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,则实数的值为_____.
【答案】2
【来源】河北邯郸市永年区第二中学等校2025-2026学年下学期阶段检测一高一数学
【详解】已知复数是纯虚数,,解得或,,解得,综上,.
15.(25-26高一下·河北邯郸磁县第一中学等校·月考)已知复数是纯虚数,其中为虚数单位,则实数的值为__________.
【答案】2
【来源】河北邯郸市磁县第一中学等校2025-2026学年高一下学期第一次月考数学试题
【详解】因为复数是纯虚数,所以,解得.故答案为:.
16.(25-26高一·陕西西安长安区第一中学·)若___________.
【答案】
【来源】陕西西安市长安区第一中学2025-2026学年第二学期第一次质量检测高一数学试题
【详解】令,则,代入运算,
所以,解得,所以.
17.(25-26高一下·北京中国人民大学附属中学朝阳学校·)已知,i是虚数单位,复数.若z是纯虚数,m的值为________
【答案】
【来源】北京市中国人民大学附属中学朝阳学校2025-2026学年下学期高一数学3月周测试题
【详解】复数是纯虚数,故,解得,故.
18.(25-26高一下·安徽太湖中学等校·)在复平面内,将复数对应的向量绕坐标原点沿逆时针方向旋转,则旋转后的向量对应的复数为______.
【答案】
【来源】安徽省太湖中学等校2025-2026学年高一下学期4月联考数学试题A
【详解】复数对应的向量为,则点A位于第二象限,,向量与x轴正半轴的夹角为,设该向量绕原点沿逆时针方向旋转后所得向量的坐标为,则,,即所得向量的坐标为,所以旋转后的向量对应的复数为.
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