内容正文:
十七 复数的几何意义
(时间:45分钟 分值:105分)
【基础全面练】
1.(5分)(2024·新高考Ⅱ卷)已知z=-1-i,则|z|=( )
A.0 B.1 C. D.2
【解析】选C.z=-1-i,则|z|==.
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选题清单
2.(5分)复数z=3+i(i是虚数单位)的共轭复数在复平面内对应点的坐标为
( )
A.(3,-1) B.(-1,-3)
C.(3,1) D.(1,3)
【解析】选A.因为3+i的共轭复数为3-i,
所以它在复平面内对应的点的坐标是(3,-1).
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选题清单
3.(5分)复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,若z1=3-2i,i为虚数单位,
则z2= ( )
A.3+2i B.-3-2i
C.-3+2i D.2+3i
【解析】选B.z1=3-2i对应的点的坐标为(3,-2),
因为z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,
所以z2对应的点的坐标为(-3,-2),故z2=-3-2i.
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选题清单
5.(5分)(多选)已知i为虚数单位,复数z1=a+2i,z2=2-i,且|z1|=|z2|,则实数a的值可以为 ( )
A.0 B.1 C.-1 D.2
【解析】选BC.因为|z1|=|z2|,所以=,解得a=±1.
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选题清单
6.(5分)(多选)已知复平面内表示复数:z=m+1+(m-1)i(m∈R)的点为M,则下
列结论中正确的为 ( )
A.若z∈R,则m≠1 B.若M在直线y=2x上,则m=3
C.若z为纯虚数,则m=-1 D.若M在第四象限,则-1<m<1
【解析】选CD.对于A,若z∈R,则m-1=0,得m=1,故A错误;
对于B,因为M(m+1,m-1)在直线y=2x上,所以m-1=2(m+1),则m=-3,故B错误;
对于C,若z为纯虚数,则m+1=0,即m=-1,此时虚部不为0,故C正确;
对于D,若M(m+1,m-1)在第四象限,则,解得-1<m<1,故D正确.
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选题清单
(3,5)
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选题清单
【解析】由题意可设z2=a+bi(a<0,b>0),z2对应点的坐标为(a,b),z1对应点
的坐标为(1,2),由旋转性质得z2和z1模相等,且它们对应的向量垂直,
则解得
所以z2=-2+i.
-2+i
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选题清单
9.(5分)已知复平面内复数z=a+bi对应的点在射线y=x(x≥0)上,且|z|=1,
则z=__________.
【解析】由复平面内复数z=a+bi对应的点在射线y=x上,所以a=b,z=a+ai,
其中a>0,
因为|z|=1,所以=1,
又因为a>0,解得a=,所以z=+i.
+i
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选题清单
【综合应用练】
11.(5分)(多选)若复数z=(m2-2m-3)+(m2+3m+2)i,且z=,则实数m的值为
( )
A.-2 B.-1 C.1 D.3
【解析】选AB.因为z=,所以z∈R,所以m2+3m+2=0,解得m=-1或m=-2.
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选题清单
-1+4i
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选题清单
14.(10分)求证:复平面内分别与复数z1=1,z2=-i,z3=cos 10°+isin 10°,
z4=-i对应的四点Z1,Z2,Z3,Z4共圆.
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选题清单
15.(10分)(1)求复数z=x+(2x+1)i(x∈R)的模的最小值;
【解析】(1)因为z=x+(2x+1)i(x∈R),
所以|z|==
=≥,
当且仅当x=-时,等号成立,所以当x=-时,|z|取得最小值.
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选题清单
(2)复数z=a+bi(a,b∈R),若|z|≥1,0<a<2,0<b<2,求复数z对应的点的集合形
成的图形的面积.
【解析】(2)复数z=a+bi(a,b∈R)在复平面上的对应点的坐标为(a,b),
因为|z|≥1,0<a<2,0<b<2,
所以a2+b2≥1,0<a<2,0<b<2,
所以复数z对应的点的集合形成的图形如图中的阴影部分
(不包括x,y轴上的点):
所以复数z对应的点的集合形成的图形的面积S=2×2-=4-.
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选题清单
【创新拓展练】
16.(5分)设A,B为锐角三角形的两个内角,则复数z=(cos B-tan A)+itan B对应
的点位于复平面的( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】选B.因为A,B为锐角三角形的两个内角,所以A+B>,即A>-B,则
sin A>cos B,所以cos B-tan A=cos B-<cos B-sin A<0,又tan B>0,所以点
(cos B-tan A,tan B)在第二象限.
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选题清单
17.(10分)已知复数z=(1+2m)+(3+m)i(m∈R).
(1)若m=1,且||=|x+(x-1)i|,则实数x的值为__________;
【解析】(1)由m=1,得z=3+4i,=3-4i,则由||=|x+(x-1)i|,
得=,整理得x2-x-12=0,解得x=4或x=-3.
-3或4
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选题清单
(2)当m为何值时,||最小,最小值为________.
【解析】(2)||==
=≥,
当且仅当m=-1时,||取得最小值,最小值为.
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选题清单
4.(5分)在复平面内,O是原点,向量对应的复数是-1+i,将绕点O按逆时针方向旋转,
则所得向量对应的复数为 ( )
A.- B.-i
C.-1 D.-i
【解析】选A.如图,由题意可知=(-1,1),与实轴非负半轴的夹角为π,绕点O逆时针方
向旋转后Z到达实轴上Z1点,又||=||=,所以Z1的坐标为(-,0),所以对应的复
数为-.
7.(5分)已知复平面上有点C(2,4)和点D,使得向量所对应的复数是1+i,则点D的坐标
为_________.
【解析】因为向量所对应的复数是1+i,
所以=(1,1),因为C(2,4),所以D(3,5).
8.(5分)(2025·金昌高一检测)在复平面内,向量对应的复数z1=1+2i,绕点O逆时针
旋转90°后对应的复数为z2,则z2=_________.
10.(10分)在复平面内,点A,B,C对应的复数分别为1+4i,-3i,2,O为复平面的坐标原点.
(1)求向量+对应的复数;
(2)求向量对应的复数.
【解析】由已知得,,对应的复数分别为1+4i,-3i,2,则=(1,4),=(0,-3),=(2,0),
(1)+=(1,1),故+对应的复数为1+i.
(2)=-=(1,-4),故对应的复数为1-4i.
12.(5分)已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).
若与共线,则a的值为 ( )
A.-4 B.- C. D.4
【解析】选B.因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,所以=(-3,4),
=(2a,1).因为与共线,
所以存在实数k使=k,
即(2a,1)=k(-3,4),
所以,解得,即a的值为-.
13.(5分)四边形ABCD为复平面内的平行四边形,O为坐标原点,向量对应的复数为5,
对应的复数为-2-3i,对应的复数为-6+4i.则点D对应的复数为_________.
【解析】由题意知,=(5,0),=(-2,-3),=(-6,4).因为=+,且=,所以=+=(5,0)+(-6,4)=(-1,4),所以D(-1,4),则点D对应的复数z=-1+4i.
【证明】由复数z1=1,z2=-i,z3=cos 10°+isin 10°,z4=-i,
得||==1,||==1,||==1,
||==1,点Z1,Z2,Z3,Z4在以原点为圆心,以1为半径的圆上,
即复数z1,z2,z3,z4所对应的四点Z1,Z2,Z3,Z4共圆.
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十七 复数的几何意义
(时间:45分钟 分值:105分)
【基础全面练】
1.(5分)(2024·新高考Ⅱ卷)已知z=-1-i,则|z|= ( )
A.0 B.1 C. D.2
【解析】选C.z=-1-i,则|z|==.
2.(5分)复数z=3+i(i是虚数单位)的共轭复数在复平面内对应点的坐标为 ( )
A.(3,-1) B.(-1,-3)
C.(3,1) D.(1,3)
【解析】选A.因为3+i的共轭复数为3-i,
所以它在复平面内对应的点的坐标是(3,-1).
3.(5分)复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,若z1=3-2i,i为虚数单位,则z2= ( )
A.3+2i B.-3-2i
C.-3+2i D.2+3i
【解析】选B.z1=3-2i对应的点的坐标为(3,-2),
因为z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,
所以z2对应的点的坐标为(-3,-2),故z2=-3-2i.
4.(5分)在复平面内,O是原点,向量对应的复数是-1+i,将绕点O按逆时针方向旋转,则所得向量对应的复数为 ( )
A.- B.-i
C.-1 D.-i
【解析】选A.如图,由题意可知=(-1,1),与实轴非负半轴的夹角为π,绕点O逆时针方向旋转后Z到达实轴上Z1点,又||=||=,所以Z1的坐标为(-,0),所以对应的复数为-.
5.(5分)(多选)已知i为虚数单位,复数z1=a+2i,z2=2-i,且|z1|=|z2|,则实数a的值可以为 ( )
A.0 B.1 C.-1 D.2
【解析】选BC.因为|z1|=|z2|,所以=,解得a=±1.
6.(5分)(多选)已知复平面内表示复数:z=m+1+(m-1)i(m∈R)的点为M,则下列结论中正确的为 ( )
A.若z∈R,则m≠1
B.若M在直线y=2x上,则m=3
C.若z为纯虚数,则m=-1
D.若M在第四象限,则-1<m<1
【解析】选CD.对于A,若z∈R,则m-1=0,得m=1,故A错误;
对于B,因为M(m+1,m-1)在直线y=2x上,所以m-1=2(m+1),则m=-3,故B错误;
对于C,若z为纯虚数,则m+1=0,即m=-1,此时虚部不为0,故C正确;
对于D,若M(m+1,m-1)在第四象限,则,解得-1<m<1,故D正确.
7.(5分)已知复平面上有点C(2,4)和点D,使得向量所对应的复数是1+i,则点D的坐标为 (3,5) .
【解析】因为向量所对应的复数是1+i,
所以=(1,1),因为C(2,4),所以D(3,5).
8.(5分)(2025·金昌高一检测)在复平面内,向量对应的复数z1=1+2i,绕点O逆时针旋转90°后对应的复数为z2,则z2= -2+i .
【解析】由题意可设z2=a+bi(a<0,b>0),z2对应点的坐标为(a,b),z1对应点的坐标为(1,2),由旋转性质得z2和z1模相等,且它们对应的向量垂直,
则解得
所以z2=-2+i.
9.(5分)已知复平面内复数z=a+bi对应的点在射线y=x(x≥0)上,且|z|=1,则z= +i .
【解析】由复平面内复数z=a+bi对应的点在射线y=x上,所以a=b,z=a+ai,其中a>0,
因为|z|=1,所以=1,
又因为a>0,解得a=,所以z=+i.
10.(10分)在复平面内,点A,B,C对应的复数分别为1+4i,-3i,2,O为复平面的坐标原点.
(1)求向量+对应的复数;
(2)求向量对应的复数.
【解析】由已知得,,对应的复数分别为1+4i,-3i,2,则=(1,4),=(0,-3),=(2,0),
(1)+=(1,1),故+对应的复数为1+i.
(2)=-=(1,-4),故对应的复数为1-4i.
【综合应用练】
11.(5分)(多选)若复数z=(m2-2m-3)+(m2+3m+2)i,且z=,则实数m的值为 ( )
A.-2 B.-1 C.1 D.3
【解析】选AB.因为z=,所以z∈R,所以m2+3m+2=0,解得m=-1或m=-2.
12.(5分)已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).若与共线,则a的值为 ( )
A.-4 B.- C. D.4
【解析】选B.因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,所以=(-3,4),=(2a,1).因为与共线,
所以存在实数k使=k,
即(2a,1)=k(-3,4),
所以,解得,即a的值为-.
13.(5分)四边形ABCD为复平面内的平行四边形,O为坐标原点,向量对应的复数为5,对应的复数为-2-3i,对应的复数为-6+4i.则点D对应的复数为 -1+4i .
【解析】由题意知,=(5,0),=(-2,-3),=(-6,4).因为=+,且=,所以=+=(5,0)+(-6,4)=(-1,4),所以D(-1,4),则点D对应的复数z=-1+4i.
14.(10分)求证:复平面内分别与复数z1=1,z2=-i,z3=cos 10°+isin 10°,z4=-i对应的四点Z1,Z2,Z3,Z4共圆.
【证明】由复数z1=1,z2=-i,z3=cos 10°+isin 10°,z4=-i,
得||==1,||==1,||==1,||==1,点Z1,Z2,Z3,Z4在以原点为圆心,以1为半径的圆上,即复数z1,z2,z3,z4所对应的四点Z1,Z2,Z3,Z4共圆.
15.(10分)(1)求复数z=x+(2x+1)i(x∈R)的模的最小值;
【解析】(1)因为z=x+(2x+1)i(x∈R),
所以|z|==
=≥,
当且仅当x=-时,等号成立,
所以当x=-时,|z|取得最小值.
(2)复数z=a+bi(a,b∈R),若|z|≥1,0<a<2,0<b<2,求复数z对应的点的集合形成的图形的面积.
【解析】(2)复数z=a+bi(a,b∈R)在复平面上的对应点的坐标为(a,b),
因为|z|≥1,0<a<2,0<b<2,
所以a2+b2≥1,0<a<2,0<b<2,
所以复数z对应的点的集合形成的图形如图中的阴影部分(不包括x,y轴上的点):
所以复数z对应的点的集合形成的图形的面积S=2×2-=4-.
【创新拓展练】
16.(5分)设A,B为锐角三角形的两个内角,则复数z=(cos B-tan A)+itan B对应的点位于复平面的 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】选B.因为A,B为锐角三角形的两个内角,所以A+B>,即A>-B,则sin A>cos B,所以cos B-tan A=cos B-<cos B-sin A<0,又tan B>0,所以点(cos B-tan A,tan B)在第二象限.
17.(10分)已知复数z=(1+2m)+(3+m)i(m∈R).
(1)若m=1,且||=|x+(x-1)i|,则实数x的值为 -3或4 ;
【解析】(1)由m=1,得z=3+4i,=3-4i,则由||=|x+(x-1)i|,
得=,整理得x2-x-12=0,解得x=4或x=-3.
(2)当m为何值时,||最小,最小值为 .
【解析】(2)||==
=≥,当且仅当m=-1时,||取得最小值,最小值为.
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