内容正文:
第七章 复数
7.2 复数的四则运算
7.2.2 复数的乘、除运算
【学习目标】
1. 掌握复数乘、除法的代数运算法则,能熟练进行运算,理解复数乘法的运算律.
1. 能利用共轭复数性质简化计算,能在复数范围内求解实系数一元二次方程.
1. 类比多项式乘法,经历复数乘法法则的归纳过程,提升类比归纳与运算求解能力.
【学习重点】
1.
复数乘法法则:.
2.
复数除法法则:().
3.
共轭复数的性质:,用于化简除法.
【学习难点】
1. 除法运算中分母“实数化”的思路(乘以分母的共轭复数).
2. 在复数范围内解实系数一元二次方程(判别式小于0时仍有两个虚根).
学习任务一 复数的乘法运算
【合作探究】
1. 类比多项式乘法:
·
设 ,(),将复数看作二项式相乘:
·
.
·
因为 ,所以 .合并得:
·
.
1. 乘法运算律:
· 复数乘法满足交换律、结合律,乘法对加法满足分配律.
(1)
交换律:
(2)
结合律:
(3)
分配律:
1. 例题:
·
计算 .
·
解:.
·
也可用公式:,,得 .
1. 思考:
(1) 复数乘法的结果仍是复数吗?
· (是,两个复数相乘仍为复数.)
(2) 若两个复数均为实数,乘法结果与实数乘法一致吗?
· (一致,虚部为0,公式退化为实数乘法.)
【自主梳理】
1.
乘法法则:.
1. 运算律:交换律、结合律、分配律.
1.
共轭复数乘积:.
学习任务二 共轭复数的性质与应用
【合作探究】
1. 共轭复数的定义:
·
若 ,则 .
· 共轭复数在复平面内关于实轴对称.
1. 重要性质:
(1)
(2)
(纯虚数或)
(3)
(非负实数)
(4)
,
(5)
为实数 .
1. 应用:
·
利用 可以将复数除法转化为乘法(分母实数化).
学习任务三 复数的除法运算
【合作探究】
1. 除法法则的推导:
·
计算 ().
·
分子分母同乘分母的共轭复数 :
1. 计算步骤:
(1) 将除法写成分式形式.
(2) 分子分母同乘分母的共轭复数.
(3)
化简,将结果写成 的形式.
1. 例题:
·
计算 .
·
解:.
1. 思考:
(1) 为什么分母实数化要乘共轭复数?
· (因为共轭复数乘积是实数,且非零,可保证分母有理化.)
(2) 复数除法的结果是否唯一?
· (是,唯一确定.)
【自主梳理】
1.
除法公式:.
1. 计算技巧:分母实数化.
学习任务四 复数范围内解实系数一元二次方程
【合作探究】
1.
实系数一元二次方程 ():
·
判别式 .
(1)
当 时,有两个不等实根;
(2)
当 时,有两个相等实根;
(3)
当 时,在实数范围内无解,在复数范围内有两个共轭虚根:
·
,其中 表示 的算术平方根.
1. 例题:
·
解方程 .
·
解:,,
·
.
1. 思考:
(1) 为什么虚部会互为相反数?
· (因为系数为实数,虚根必成对共轭出现.)
(2) 你能用韦达定理验证吗?
·
(两根之和 ,两根之积 ,符合原方程.)
【自主梳理】
1.
实系数一元二次方程当判别式 时,在复数范围内有两个共轭虚根.
2.
求根公式仍为 ,但 .
【自查自纠】(正误判断)
1. 复数乘法满足交换律、结合律和分配律. ( )
1.
,,. ( )
1. 共轭复数之积等于模的平方. ( )
1.
. ( )
1. 实系数一元二次方程在复数范围内总有解. ( )
答案:1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.√
【典例分析】
例1:计算 .
解:.
例2:计算 .
解:分子分母同乘 :.
例3:在复数范围内解方程 .
解:,,,
.
【习题巩固】
1.
计算 的结果是( )
·
A. B. C. D.
1.
复数 的共轭复数是( )
·
A. B. C. D.
1.
已知复数 ,则 的值为( )
·
A. B. C. D.
1.
若复数 满足 ,则 的虚部为( )
·
A. B. C. D.
1.
(选做)在复数范围内解方程 ,并写出根.
【参考答案】
自查自纠:已附.
习题巩固:
1.
B()
1.
A(,其共轭是 ,故选B.)
1.
C()
1.
A(,虚部为 )
解:,,,.
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