内容正文:
期末复习讲义04 复数
【考点一】复数的引入与复数的四则运算
【考点四】复数的模
【考点二】复数的实部、虚部与共轭
【考点五】复数的三角形式
【考点三】复平面与复数的坐标表示
一、数系的扩充与复数的概念(基础必考,选填为主)
1. 虚数单位i的定义与性质(核心基础)
定义:引入虚数单位,规定,可以与实数进行四则运算,且运算律保持不变。
i的幂次周期性(高频考点):
;;;;
周期性:对于任意整数n,,,,。
2. 复数的定义与代数形式
定义:形如(其中)的数叫做复数,全体复数构成的集合叫做复数集。
代数形式:,其中:
实部:(实数部分);
虚部:(虚数部分,仅指实数b,不包含i)。
特殊说明:虚部是实数,例如复数的虚部是2,而非。
3. 复数的分类(核心考点)
复数()的分类:
实数:,此时(与实数集重合);虚数:,
其中纯虚数:且,此时;非纯虚数:且。
集合关系:(实数集是复数集的真子集)。
4. 复数相等的条件(高频计算)
若两个复数,(),则:
推论:
若(),则且;
两个虚数不能比较大小,但可以判断是否相等。
5. 易错点
混淆虚部的定义:虚部是实数b,而非;
纯虚数的条件遗漏:需同时满足且,缺一不可;
误将虚数与实数比较大小:只有实数才能比较大小,虚数无法比较。
二、复数的四则运算(核心必考,大题+选填)
1. 复数的加减运算(基础)
法则:设,(),则:
加法:;
减法:。
运算律:
交换律:;
结合律:。
2. 复数的乘法运算(高频必考)
法则:设,(),类比多项式乘法展开,再利用化简:
运算律:
交换律:;
结合律:;
分配律:。
特殊乘法:
平方公式:;
共轭复数乘法:若(z的共轭复数),则(结果为实数,高频用途:分母实数化)。
3. 复数的除法运算(高频难点)
法则:实质是分母实数化,即分子、分母同乘分母的共轭复数,再化简:
(其中,即)
关键步骤:
找出分母的共轭复数;
分子、分母同乘该共轭复数,分母化为实数;
分子展开并化简,分离实部与虚部。
4. 共轭复数(核心辅助概念)
定义:设复数(),则其共轭复数为(实部不变,虚部互为相反数)。
核心性质(高频应用):
;;();(实数,等于2倍实部);
(纯虚数或0,等于2倍虚部乘i);(实数,常用作化简、求值)。
5. 易错点
乘法运算中,忘记,导致化简错误;
除法运算中,分母实数化时,分子、分母未同乘同一个共轭复数;
共轭复数性质记错,尤其是的应用遗漏;
复数加减运算中,误将实部与虚部混淆加减(实部加实部,虚部加虚部)。
三、复数的几何意义(基础高频,选填+中档大题)
1. 复数与复平面内点的对应关系
复平面:建立平面直角坐标系,横轴为实轴(x轴),纵轴为虚轴(y轴),该坐标系叫做复平面。
对应关系:复数()与复平面内的点一一对应。
实数()对应实轴上的点;
纯虚数()对应虚轴上的点(除原点,原点对应实数0);
非纯虚数()对应复平面内除实轴、虚轴外的点。
2. 复数与复平面内向量的对应关系
对应关系:复数()与复平面内以原点O为起点、点为终点的向量一一对应。
向量的坐标:向量的坐标为,与复数的实部、虚部一致。
3. 复数的模(核心高频)
定义:复数()的模(或绝对值)记作,表示复平面内对应点到原点O的距离,也等于对应向量的模。
核心公式:。
模的性质(高频应用):
;
;
();
(与共轭复数性质结合,高频化简);
三角不等式:(选填高频)。
4. 易错点
复平面与平面直角坐标系混淆:虚轴是y轴,实轴是x轴,原点对应复数0;
复数的模计算错误:忘记开平方,误将写成;
混淆复数与向量的对应关系:复数对应以原点为起点的向量,非任意向量。
四、复数范围内实系数一元二次方程的求解核心必考,大题为主)
1. 实系数一元二次方程的一般形式
一般形式:(其中,且)。
判别式:(与实数范围内一致,但解集扩展到复数集)。
2. 方程的解(分情况讨论,高频大题)
情况1:(有两个实数根,与实数范围内一致):
情况2:(有两个共轭虚根,实数范围内无解,复数范围内有解):
令(实数);
两根为:。
3. 根与系数的关系(韦达定理,高频应用)
无论取值如何,韦达定理均成立:
两根之和:;
两根之积:。
特殊结论:当时,两根为共轭虚数,即。
4. 解题步骤(规范书写,大题得分关键)
1:确定方程系数,计算判别式;
2:分情况讨论的取值:
若,代入实数根公式求解,写出两个实数根;
若,化简,代入虚根公式求解,写出两个共轭虚根;
3:(可选)利用韦达定理验证根的正确性。
5. 易错点
当时,误将根号下负数直接写出,忘记转化为虚数形式;
虚根书写不规范,未写成的标准形式;
韦达定理应用错误,记错两根之和、两根之积的符号;
忽略方程是“实系数”这一条件,误将虚系数方程按此方法求解(仅实系数方程有共轭虚根性质)。
【考点一】复数的引入与复数的四则运算
1.设是虚数单位,则的值为( )
A. B. C. D.0
2.(23-24高一下·上海·期末)“”是“实系数一元二次方程有虚根”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不是充分条件也不是必要条件
3.(24-25高一下·上海·期末)______.
4.(24-25高一下·上海浦东新·期末)在复数范围内分解因式______.
5.(24-25高一下·上海·期末)已知,若,其中为虚数单位,则__________.
6.(24-25高一下·上海·期末)已知实数、使得,则_______.
7.(24-25高一下·上海·期末)已知a是实数,并且是实数,则______.
8.(24-25高一下·上海浦东新·期末)如果复平面上的向量所对应的复数是,那么向量所对应的复数是_________.
9.(24-25高一下·上海·期末)设,是实系数一元二次方程的两个虚根,且,满足:,求实数,的值.
10.(24-25高一下·上海·期末)设,已知、是关于的方程的两个虚根.
(1)若,求的值;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,,求和的值.
11.(24-25高一下·上海嘉定·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若一根为,求,的值;
(2)设,是虚数根,记,,在复平面上对应点分别为,,,求的值.
12.(23-24高一下·上海·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若方程有一个根(是虚数单位),求的值;
(2)若方程有两虚根,且,求的值.
13.(23-24高一下·上海松江·期末)已知为虚数单位,复数.
(1)当实数取何值时,是纯虚数;
(2)当时,复数是关于的方程的一个根,求实数与的值.
14.(24-25高一下·上海浦东新·期末)已知方程有两个根,.
(1)若是此方程的一个虚根,分别求实数的值;
(2)若且,求实数的值.
15.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,是关于的方程的两根,且满足.
(1)若,求与的值;
(2)若,求的值.
【考点二】复数的实部、虚部与共轭
16.(24-25高一下·上海·期末)已知为虚数单位,复数的虚部为( )
A.1 B. C. D.
17.(24-25高一下·上海·期末)已知复数,以下关于复数运算性质的表述,正确的是( ).
A.若,则 B.
C.若,则 D.
18.(23-24高一下·上海宝山·期末)如果两个复数的实部互为相反数,虚部相等,那么这两个复数互为“共胚复数”.已知与互为“共胚复数”,其中,,为虚数单位,则的值为( )
A. B.0 C.3 D.
19.(24-25高一下·上海·期末)若复数满足,为虚数单位,则的实部为________.
20.(24-25高一下·上海·期末)设复数满足. 若为实数,则________
21.已知为虚数单位,复数,则_________.
22.已知复数满足,则__________.
23.若,且,则的最大值是_______.
24.(24-25高一下·上海浦东新·期末)设,则______.
25.(23-24高一下·上海·期末)若关于x的实系数方程有两实部为1的共轭虚根,则_____.
26.(24-25高一下·上海·期末)已知复数是关于的方程的一个根,则_______.
27.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足.
(1)求的共轭复数;
(2)若是关于的方程的一个根,求实数,的值.
28.(24-25高一下·上海青浦·期末)已知复数,,是虚数单位.
(1)若是实系数一元二次方程的一个根,求实数和的值;
(2)当为何值时,关于的二次方程有一个实根.
29.(23-24高一下·上海·期末)已知复数,其中为虚数单位,
(1)若,求实数的值;
(2)求的最小值,并指出取到最小值时实数的值.
30.(23-24高一下·上海闵行·期末)已知关于x的实系数一元二次方程有一对共轭虚根,.
(1)当时,求共轭虚根和;
(2)若,求实数a的值.
【考点三】复平面与复数的坐标表示
31.在复平面中,复数(为虚数单位)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
32.复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是( )
A.正数 B.负数
C.实部不为零的虚数 D.纯虚数
33.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,若复数为纯虚数,则复数在复平面上所对应的点在( ).
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
34.(24-25高一下·上海·期末)设,, 若复数(其中为虚数单位)在复平面上对应的点位于第四象限,则( )
A., B.,
C., D.,
35.在复平面内,复数对应点的坐标为,则___________.
36.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数单位,若复数满足:,则复数在复平面内所对应的点在第_____象限.
37.(23-24高一下·上海·期末)在复平面上,复数,对应的点分别为A、B,O为坐标原点,则_________.
38.(24-25高一下·上海浦东新·期末)设复数和复数在复平面上分别对应的向量分别是和,则______.
39.设、为实数,关于的方程有四个互不相同的根,它们在复平面上对应四个不同的点.
(1)当时,求方程在复数集上的解集,并求对应四点围成图形的面积;
(2)若对应的四个点构成正方形,求实数、的值.
40.已知复数(是虚数单位),且为纯虚数(是的共轭复数).
(1)求实数的值及复数的模;
(2)若复数在复平面内所对应的点在第二象限,求实数的取值范围.
【考点四】复数的模
41.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,的取值范围为( )
A. B. C. D.
42.(23-24高一下·上海·期末)若复数满足,则复数在复平面上对应的点的轨迹图形是( ).
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线的一支
43.(24-25高一下·上海·期末)若复数在复平面上所对应的向量分别是、,则与的大小关系是( )
A. B.
C. D.无法判定
44.设复数满足,则_________.
45.已知复数,则的模长为__________.
46.(24-25高一下·上海静安·期末)已知复数z满足(其中i为虚数单位),则=___________.
47.(24-25高一下·上海·期末)若,且,则的最小值是__________.
48.(24-25高一上·上海·期末)已知实系数一元二次方程的两个根、满足,,其中i是虚数单位,则的取值范围是_____.
49.(24-25高一下·上海·期末)已知复数满足,(是虚数单位),求的最小值.
50.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足为坐标原点,复数在复平面内对应的向量为.
(1)求;
(2)若向量绕逆时针旋转得到对应的复数为,求.
【考点五】复数的三角形式
51.设复数满足条件,则对应复平面上的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
52.(23-24高一下·上海松江·期末)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被举为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
53.(24-25高一下·上海·期末)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.若复数,复数满足,则的最大值为( ).
A.0 B.
C.1 D.2
54.复数的三角形式的辐角主值为___________.
55.若复数为虚数单位),则______.
56.已知复数,若复数z满足,则复数z的辐角主值为___________.
57.已知是复数的辐角主值,是向量和向量的夹角,则______.
58.已知复数、满足,若和的幅角之差为,则___________.
59.若是虚数单位,复数满足,则的取值范围是_____.
60.已知,且,若.
(1)求复数的三角形式与;
(2)求.
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期末复习讲义04 复数
【考点一】复数的引入与复数的四则运算
【考点四】复数的模
【考点二】复数的实部、虚部与共轭
【考点五】复数的三角形式
【考点三】复平面与复数的坐标表示
一、数系的扩充与复数的概念(基础必考,选填为主)
1. 虚数单位i的定义与性质(核心基础)
定义:引入虚数单位,规定,可以与实数进行四则运算,且运算律保持不变。
i的幂次周期性(高频考点):
;;;;
周期性:对于任意整数n,,,,。
2. 复数的定义与代数形式
定义:形如(其中)的数叫做复数,全体复数构成的集合叫做复数集。
代数形式:,其中:
实部:(实数部分);
虚部:(虚数部分,仅指实数b,不包含i)。
特殊说明:虚部是实数,例如复数的虚部是2,而非。
3. 复数的分类(核心考点)
复数()的分类:
实数:,此时(与实数集重合);虚数:,
其中纯虚数:且,此时;非纯虚数:且。
集合关系:(实数集是复数集的真子集)。
4. 复数相等的条件(高频计算)
若两个复数,(),则:
推论:
若(),则且;
两个虚数不能比较大小,但可以判断是否相等。
5. 易错点
混淆虚部的定义:虚部是实数b,而非;
纯虚数的条件遗漏:需同时满足且,缺一不可;
误将虚数与实数比较大小:只有实数才能比较大小,虚数无法比较。
二、复数的四则运算(核心必考,大题+选填)
1. 复数的加减运算(基础)
法则:设,(),则:
加法:;
减法:。
运算律:
交换律:;
结合律:。
2. 复数的乘法运算(高频必考)
法则:设,(),类比多项式乘法展开,再利用化简:
运算律:
交换律:;
结合律:;
分配律:。
特殊乘法:
平方公式:;
共轭复数乘法:若(z的共轭复数),则(结果为实数,高频用途:分母实数化)。
3. 复数的除法运算(高频难点)
法则:实质是分母实数化,即分子、分母同乘分母的共轭复数,再化简:
(其中,即)
关键步骤:
找出分母的共轭复数;
分子、分母同乘该共轭复数,分母化为实数;
分子展开并化简,分离实部与虚部。
4. 共轭复数(核心辅助概念)
定义:设复数(),则其共轭复数为(实部不变,虚部互为相反数)。
核心性质(高频应用):
;;();(实数,等于2倍实部);
(纯虚数或0,等于2倍虚部乘i);(实数,常用作化简、求值)。
5. 易错点
乘法运算中,忘记,导致化简错误;
除法运算中,分母实数化时,分子、分母未同乘同一个共轭复数;
共轭复数性质记错,尤其是的应用遗漏;
复数加减运算中,误将实部与虚部混淆加减(实部加实部,虚部加虚部)。
三、复数的几何意义(基础高频,选填+中档大题)
1. 复数与复平面内点的对应关系
复平面:建立平面直角坐标系,横轴为实轴(x轴),纵轴为虚轴(y轴),该坐标系叫做复平面。
对应关系:复数()与复平面内的点一一对应。
实数()对应实轴上的点;
纯虚数()对应虚轴上的点(除原点,原点对应实数0);
非纯虚数()对应复平面内除实轴、虚轴外的点。
2. 复数与复平面内向量的对应关系
对应关系:复数()与复平面内以原点O为起点、点为终点的向量一一对应。
向量的坐标:向量的坐标为,与复数的实部、虚部一致。
3. 复数的模(核心高频)
定义:复数()的模(或绝对值)记作,表示复平面内对应点到原点O的距离,也等于对应向量的模。
核心公式:。
模的性质(高频应用):
;
;
();
(与共轭复数性质结合,高频化简);
三角不等式:(选填高频)。
4. 易错点
复平面与平面直角坐标系混淆:虚轴是y轴,实轴是x轴,原点对应复数0;
复数的模计算错误:忘记开平方,误将写成;
混淆复数与向量的对应关系:复数对应以原点为起点的向量,非任意向量。
四、复数范围内实系数一元二次方程的求解核心必考,大题为主)
1. 实系数一元二次方程的一般形式
一般形式:(其中,且)。
判别式:(与实数范围内一致,但解集扩展到复数集)。
2. 方程的解(分情况讨论,高频大题)
情况1:(有两个实数根,与实数范围内一致):
情况2:(有两个共轭虚根,实数范围内无解,复数范围内有解):
令(实数);
两根为:。
3. 根与系数的关系(韦达定理,高频应用)
无论取值如何,韦达定理均成立:
两根之和:;
两根之积:。
特殊结论:当时,两根为共轭虚数,即。
4. 解题步骤(规范书写,大题得分关键)
1:确定方程系数,计算判别式;
2:分情况讨论的取值:
若,代入实数根公式求解,写出两个实数根;
若,化简,代入虚根公式求解,写出两个共轭虚根;
3:(可选)利用韦达定理验证根的正确性。
5. 易错点
当时,误将根号下负数直接写出,忘记转化为虚数形式;
虚根书写不规范,未写成的标准形式;
韦达定理应用错误,记错两根之和、两根之积的符号;
忽略方程是“实系数”这一条件,误将虚系数方程按此方法求解(仅实系数方程有共轭虚根性质)。
【考点一】复数的引入与复数的四则运算
1.设是虚数单位,则的值为( )
A. B. C. D.0
【答案】B
【分析】利用的周期性求解,连续4项的和为0.
【详解】,的取值周期为4,连续4项的和为0,所以,
故选:B.
2.(23-24高一下·上海·期末)“”是“实系数一元二次方程有虚根”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不是充分条件也不是必要条件
【答案】C
【分析】由和根的判别式得到充分性,再得到必要性,得到答案.
【详解】充分性,时,,故,
故,
故有虚根,充分性成立,
反之,有虚根,则,故,
,必要性成立,
“”是“实系数一元二次方程有虚根”的充分必要条件.
故选:C
3.(24-25高一下·上海·期末)______.
【答案】i
【分析】利用复数单位的整数次幂运算法则计算得解.
【详解】.
故答案为:
4.(24-25高一下·上海浦东新·期末)在复数范围内分解因式______.
【答案】
【分析】利用平方差公式以及复数运算来求得正确答案.
【详解】
.
故答案为:
5.(24-25高一下·上海·期末)已知,若,其中为虚数单位,则__________.
【答案】
【分析】根据复数的运算法则即可求解.
【详解】.
故答案为:.
6.(24-25高一下·上海·期末)已知实数、使得,则_______.
【答案】4
【分析】根据复数的运算公式,即可化简求值.
【详解】,
则,得.
故答案为:4
7.(24-25高一下·上海·期末)已知a是实数,并且是实数,则______.
【答案】
【分析】利用复数除法计算,再利用复数类型列式求解.
【详解】依题意,,
由是实数,得,所以.
故答案为:
8.(24-25高一下·上海浦东新·期末)如果复平面上的向量所对应的复数是,那么向量所对应的复数是_________.
【答案】/
【分析】根据相反向量及复数运算求解.
【详解】复平面上的向量所对应的复数是,
那么向量,
所以向量所对应的复数是.
故答案为:
9.(24-25高一下·上海·期末)设,是实系数一元二次方程的两个虚根,且,满足:,求实数,的值.
【答案】
【分析】设,,代入,根据复数相等计算得,再利用韦达定理计算即可.
【详解】因为,是实系数一元二次方程的两个虚根,
故设,,
因为,满足:,
所以,
化简得,
所以
所以,,
所以,.
10.(24-25高一下·上海·期末)设,已知、是关于的方程的两个虚根.
(1)若,求的值;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,,求和的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由韦达定理可求;
(2)根据题意可得,然后根据虚数根,利用判别式即可求解;
(3)设设,则,根据题意可求,再利用韦达定理求即可.
【详解】(1),方程为,
所以.
(2),、是关于的方程的两个虚根
所以,解得,
所以的取值范围为.
(3)设,则,
,
,
由韦达定理,
,
所以.
11.(24-25高一下·上海嘉定·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若一根为,求,的值;
(2)设,是虚数根,记,,在复平面上对应点分别为,,,求的值.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由实系数一元二次方程的一个虚数根即可得到另一虚数根,明确两根后,根据韦达定理求出,的值;
(2)解出方程的根,分别代入,,,利用复数在复平面上对应的点得到,,,再将三点坐标代入所求向量式即可.
【详解】(1)依题意可知,实系数一元二次方程的两根为,,
根据韦达定理,,解得,.
(2)若,则方程的根为,,
若,则,,则,,,
所以;
若,则,,则,,,
所以;
故.
12.(23-24高一下·上海·期末)已知关于的实系数一元二次方程.
(1)若方程有一个根(是虚数单位),求的值;
(2)若方程有两虚根,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知条件得是方程的另一复数根,再结合韦达定理即可得解.
(2)先设,再结合韦达定理和复数模长公式即可求解.
【详解】(1)由题意可知是方程的另一复数根,
所以,
所以.
(2)设,
则由题意且,
所以,
所以,
解得.
13.(23-24高一下·上海松江·期末)已知为虚数单位,复数.
(1)当实数取何值时,是纯虚数;
(2)当时,复数是关于的方程的一个根,求实数与的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由是纯虚数得到实部为,虚部不为,解方程组得到的值;
(2)将代入方程,实部和虚部均为,解方程组得到和的值.
【详解】(1)由是纯虚数得,解得.
所以当时,是纯虚数.
(2)当时,,
因为是关于的方程的一个根,所以,
即,整理得,
所以,解得.
14.(24-25高一下·上海浦东新·期末)已知方程有两个根,.
(1)若是此方程的一个虚根,分别求实数的值;
(2)若且,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)将代入方程,由复数相等列出等式求解即可;
(2)由韦达定理求解即可.
【详解】(1)因为是方程的一个虚根,
所以,
,
所以,
解得.
(2)方程两个根为,
因为,
所以,
,进而,
所以,
解得:或.
15.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,是关于的方程的两根,且满足.
(1)若,求与的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由,及,得,即可求解;
(2)当时,则是关于的方程的两根,则,进行分类讨论,即可求解.
【详解】(1)解:由,得,
而,得,
因为是关于的方程的两根,
所以,
得,由,得,
得,则;
(2)当时,则是关于的方程的两根,
则,
当时,则,不满足,
当时,得
得,
由得,
得,
得,
得,
当时,不成立,当时,得,
当时,得,
不妨记,
由得,
得,
故的值为:或
【考点二】复数的实部、虚部与共轭
16.(24-25高一下·上海·期末)已知为虚数单位,复数的虚部为( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【分析】由复数的乘法运算及复数的概念可得.
【详解】,所以的虚部为1.
故选:A.
17.(24-25高一下·上海·期末)已知复数,以下关于复数运算性质的表述,正确的是( ).
A.若,则 B.
C.若,则 D.
【答案】B
【分析】根据特例及复数的相关性质即可求解.
【详解】对于AD,若,
此时,则,,故AD错误;
对于B,,故B正确;
对于C,因为得,
题目未限定,使用无法推出,故C错误.
故选:B.
18.(23-24高一下·上海宝山·期末)如果两个复数的实部互为相反数,虚部相等,那么这两个复数互为“共胚复数”.已知与互为“共胚复数”,其中,,为虚数单位,则的值为( )
A. B.0 C.3 D.
【答案】D
【分析】借助复数的运算法则结合“共胚复数”的定义计算即可得.
【详解】,
则有,则.
故选:D.
19.(24-25高一下·上海·期末)若复数满足,为虚数单位,则的实部为________.
【答案】
【分析】利用复数的除法化简复数,结合复数的概念可得出复数的实部.
【详解】因为,则,故复数的实部为.
故答案为:.
20.(24-25高一下·上海·期末)设复数满足. 若为实数,则________
【答案】2或
【分析】先设,再根据为实数求出的值,进而得到的值.
【详解】因为,所以可设,
所以,
因为为实数,所以,所以或.
若,则;若,则.
故答案为:
21.已知为虚数单位,复数,则_________.
【答案】
【分析】先根据复数的乘法运算求出,再根据复数的模的计算公式即可得解.
【详解】,
则.
故答案为:.
22.已知复数满足,则__________.
【答案】
【分析】根据一元二次方程复数根的求解可得复数,即可由模长公式求解.
【详解】将看作是关于的一元二次方程的根,则 ,
所以,
故答案为:
23.若,且,则的最大值是_______.
【答案】/
【分析】由复数模的几何意义求解.
【详解】,则复平面上表示复数的点在以原点为圆心,1为半径的圆上,表示到点的距离,
∵,所以=的最大值为.
故答案为:.
24.(24-25高一下·上海浦东新·期末)设,则______.
【答案】
【分析】根据复数的除法运算及共轭复数的概念求解.
【详解】因为,
所以.
故答案为:
25.(23-24高一下·上海·期末)若关于x的实系数方程有两实部为1的共轭虚根,则_____.
【答案】
【分析】根据实系数一元二次方程有虚根的性质,结合判别式、根与系数关系、复数与其共轭复数和的关系,可以求出结果.
【详解】因为关于的实系数一元二次方程有两实部为1的共轭虚根,
所以方程的判别式小于零,即,
即,
解得:或
由已知两根是互为共轭的虚根,设为,而由题意可知:
由根与系数的关系可得:,解得.
舍去,满足题意.
故答案为:.
26.(24-25高一下·上海·期末)已知复数是关于的方程的一个根,则_______.
【答案】
【分析】将复数代入到方程中,得到复数等式,结合复数的模求解即可.
【详解】将复数代入到方程中,所以
化简整理得:
所以
解得:
所以
故答案为:.
27.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足.
(1)求的共轭复数;
(2)若是关于的方程的一个根,求实数,的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合复数的四则运算,以及共轭复数的定义,即可求解;
(2)将代入一元二次方程中,即可求解.
【详解】(1).
则,
, .
(2)由(1)得,
是关于的方程的一个根,
则,,
,解得.
28.(24-25高一下·上海青浦·期末)已知复数,,是虚数单位.
(1)若是实系数一元二次方程的一个根,求实数和的值;
(2)当为何值时,关于的二次方程有一个实根.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据是实系数一元二次方程的一个根,则是另一个根,利用韦达定理即可求解;
(2)根据题意得方程的一个实数根为,代入得,进而求解.
【详解】(1)若是实系数一元二次方程的一个根,则也是实系数一元二次方程的另一个根,
根据韦达定理得,
解得;
(2)由有,
所以,所以,
所以,
当时,原方程有一个实根为.
29.(23-24高一下·上海·期末)已知复数,其中为虚数单位,
(1)若,求实数的值;
(2)求的最小值,并指出取到最小值时实数的值.
【答案】(1)
(2)最小值为,此时
【分析】(1)化简得到,求出;
(2),从而得到时,取得最小值,最小值为.
【详解】(1),,
解得,
经检验,满足要求;
(2)
,
当时,取得最小值,最小值为,
故最小值为,此时.
30.(23-24高一下·上海闵行·期末)已知关于x的实系数一元二次方程有一对共轭虚根,.
(1)当时,求共轭虚根和;
(2)若,求实数a的值.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)由公式法求解即可;
(2)由题可知,求得的范围,由求根公式计算,进而可得 利用模长公式求解即可.
【详解】(1)当时,,则方程的根为
即
(2)有一对共轭虚根,所以,即.
∴,
整理得,即,解得:或.
故或.
【考点三】复平面与复数的坐标表示
31.在复平面中,复数(为虚数单位)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】D
【分析】利用复数的除法化简所求复数,利用复数的几何意义可得出结论.
【详解】因为,该复数在复平面内对应的点位于第四象限.
故选:D.
32.复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是( )
A.正数 B.负数
C.实部不为零的虚数 D.纯虚数
【答案】D
【分析】根据已知条件,结合纯虚数的定义,即可求解.
【详解】复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数实部为0,虚部为一个非0常数,即为纯虚数.
故选:D.
33.(23-24高一下·上海·期末)设是虚数单位,若复数为纯虚数,则复数在复平面上所对应的点在( ).
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】设,,根据复数的乘方运算以及复数的几何意义即可判断.
【详解】设,,则,因为,
则其在复平面上所对应的点在第二象限,
故选:B.
34.(24-25高一下·上海·期末)设,, 若复数(其中为虚数单位)在复平面上对应的点位于第四象限,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【分析】化简复数,再根据复数在复平面上对应的点位于第四象限,即可得出结论.
【详解】由题意,
∵,
∵复数在复平面上对应的点位于第四象限,
∴,解得,
故选:A.
35.在复平面内,复数对应点的坐标为,则___________.
【答案】
【分析】由对应点的坐标求出复数,代入算式中化简.
【详解】复数对应点的坐标为,∴,
.
故答案为:
36.(23-24高一下·上海·期末)已知为虚数单位,若复数满足:,则复数在复平面内所对应的点在第_____象限.
【答案】二
【分析】先根据复数的乘方及除法运算求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】由,得,
所以复数在复平面内所对应的点为,在第二象限.
故答案为:二.
37.(23-24高一下·上海·期末)在复平面上,复数,对应的点分别为A、B,O为坐标原点,则_________.
【答案】1
【分析】由复数几何意义即可得A、B两点坐标,再由向量坐标形式的数量积公式即可求解.
【详解】由题得,
所以.
故答案为:1.
38.(24-25高一下·上海浦东新·期末)设复数和复数在复平面上分别对应的向量分别是和,则______.
【答案】
【分析】根据题意,得到和的坐标,求得,结合向量模的计算公式,即可求解.
【详解】由复数和复数在复平面上分别对应的向量分别是和,
可得,,所以,
所以.
故答案为:.
39.设、为实数,关于的方程有四个互不相同的根,它们在复平面上对应四个不同的点.
(1)当时,求方程在复数集上的解集,并求对应四点围成图形的面积;
(2)若对应的四个点构成正方形,求实数、的值.
【答案】(1)复数集上的解集为四点围成的面积;
(2)或.
【分析】(1)代入,解方程求根,然后写出复数的坐标表示,根据图像求出面积.
(2)先通过四个点构成正方形得到点的坐标,再通过韦达定理求解.
【详解】(1)当时,方程为,
解得
其在复平面对应的点的坐标分别为:,如图
四点围成的图形为等腰梯形
面积为
(2)若对应的四个点构成正方形,
由(1)的解为,
则的解为或
则或,
解得或.
40.已知复数(是虚数单位),且为纯虚数(是的共轭复数).
(1)求实数的值及复数的模;
(2)若复数在复平面内所对应的点在第二象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据复数的乘法运算算出,然后可得答案;
(2)对进行运算化简,然后可得答案.
【详解】(1)由题意得为纯虚数,
所以,所以;
(2),
因为在复平面内所对应的点在第二象限,所以,
所以.
【考点四】复数的模
41.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足,的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,由复数的几何意义,代入计算,即可求解.
【详解】因为,所以在复平面对应的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
且表示圆上的点到原点的距离,
则,,
所以的取值范围为.
故选:A
42.(23-24高一下·上海·期末)若复数满足,则复数在复平面上对应的点的轨迹图形是( ).
A.直线 B.圆 C.椭圆 D.双曲线的一支
【答案】B
【分析】设,根据复数的几何意义可得,结合圆的一般方程即可下结论.
【详解】设,
由,得,
整理得,
所以复数在复平面上对应的点的轨迹图形为圆.
故选:B
43.(24-25高一下·上海·期末)若复数在复平面上所对应的向量分别是、,则与的大小关系是( )
A. B.
C. D.无法判定
【答案】C
【分析】由题可得,
,然后由基本不等式结合题意可判断选项正误.
【详解】,
则
,
则.
由基本不等式,.
当,且时,等号成立,则.
故选:C
44.设复数满足,则_________.
【答案】
【分析】利用复数的除法化简复数,利用复数的模长公式可求得的值.
【详解】因为,则,
因此,.
故答案为:.
45.已知复数,则的模长为__________.
【答案】5
【分析】根据复数的模长公式求解即可.
【详解】因为复数,
所以.
故答案为:.
46.(24-25高一下·上海静安·期末)已知复数z满足(其中i为虚数单位),则=___________.
【答案】
【分析】首先将复数化简为复数的代数形式,再计算模长即可.
【详解】由,可得,
所以.
故答案为:.
47.(24-25高一下·上海·期末)若,且,则的最小值是__________.
【答案】/
【分析】根据复数模的几何意义,数形结合,可求解.
【详解】因为,所以复数对应的点的轨迹是以原点为圆心,2为半径的圆.
表示点到点的距离.
如图:
可知当共线,且在之间时,取得最小值,为.
故答案为:
48.(24-25高一上·上海·期末)已知实系数一元二次方程的两个根、满足,,其中i是虚数单位,则的取值范围是_____.
【答案】
【分析】根据虚根特点及模的几何意义,分两种情况分别求出参数范围即可.
【详解】若方程有两个虚数根,设(且),
所以,,,两个根、满足,,
复数分别对应的点在以为圆心2为半径的圆上以及圆的内部,
易知且,且点关于轴对称,所以且,
故.
若方程有两个实数根,由可得,,
同理可得,,所以,
即,
综上,的取值范围是.
故答案为:.
49.(24-25高一下·上海·期末)已知复数满足,(是虚数单位),求的最小值.
【答案】
【分析】设,根据共轭复数的概念及复数乘法得,再求复数的模长,确定其最小值.
【详解】设,则,解得,
,
当,即时,的最小值为.
50.(23-24高一下·上海·期末)已知复数满足为坐标原点,复数在复平面内对应的向量为.
(1)求;
(2)若向量绕逆时针旋转得到对应的复数为,求.
【答案】(1)5
(2)
【分析】(1)求出对应复数,再利用模的公式求模即可.
(2)利用复数的几何意义结合旋转的性质求出对应复数,再求乘积即可.
【详解】(1)由得:,
.
(2)又,由复数的几何意义,
得向量绕原点逆时针旋转得到的,
则对应的复数为,则.
【考点五】复数的三角形式
51.设复数满足条件,则对应复平面上的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】设出复数的三角形式,利用复数的运算法则化简求解,即可判断出对应点所在的象限即可.
【详解】复数满足条件,所以可设
所以
所以
因为,所以,所以,
所以对应复平面上的点位于第四象限.
故选:D
52.(23-24高一下·上海松江·期末)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中是自然对数的底数,是虚数单位,该公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数与指数函数的关联,在复变函数论中占有非常重要的地位,被举为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【答案】D
【分析】代入即可判断A;代入即可判断B;对等式右边进行代换化解即可判断C;代入,再计算相应相应的模,再利用三角形面积公式即可判断D.
【详解】对于A,,其虚部为1,A错误;
对于B, ,复数在复平面内对应的点位于第一象限,B错误;
对于C,
,故C错误;
对于D,,,
,,
因此的面积为:,面积的最大值为,D正确.
故选:D
53.(24-25高一下·上海·期末)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.若复数,复数满足,则的最大值为( ).
A.0 B.
C.1 D.2
【答案】D
【分析】由题设新定义得,再应用乘方运算得,且,即可得.
【详解】由题设,则,
所以,
由,则,故时的最大值为2.
故选:D
54.复数的三角形式的辐角主值为___________.
【答案】/
【分析】直接由辐角主值的概念求解即可.
【详解】由辐角主值的概念知,的辐角主值为.
故答案为:.
55.若复数为虚数单位),则______.
【答案】
【分析】将复数化为三角形式即可得辐角.
【详解】设复数的辐角为,
由
所以
故答案为:
56.已知复数,若复数z满足,则复数z的辐角主值为___________.
【答案】/
【分析】根据复数的除法运算求出复数,再化为三角形式,即可得出答案.
【详解】解:因为,,
所以,
所以复数z的辐角主值为.
故答案为:.
57.已知是复数的辐角主值,是向量和向量的夹角,则______.
【答案】
【分析】根据复数的三角形式求出的值,根据向量的数量积求出,然后根据来求解.
【详解】复数,可写成
即,其中称为的辐角,在间的辐角称为辐角主值.又
则,则.
又因为是向量和向量的夹角,则
,又因为,所以.
则
故答案为:
58.已知复数、满足,若和的幅角之差为,则___________.
【答案】
【分析】分别设,,可得 ,由题意可得或,即可得,再代入计算即可求解.
【详解】因为,设,,
所以
由题意可知或,
当时,,
,
当时,,
,
综上所述:,
故答案为:.
59.若是虚数单位,复数满足,则的取值范围是_____.
【答案】
【分析】根据模长,设出,利用模长公式及三角恒等变换得到,由求出的取值范围.
【详解】因为,所以设,
故
,其中,
因为,所以.
故答案为:.
60.已知,且,若.
(1)求复数的三角形式与;
(2)求.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)求出复数的模和辐角主值后,可得复数的三角形式;
(2)根据,以及求出,将和代入可求出结果.
【详解】(1)因为,所以其模,设其辐角为,
则,,
因为复数对应的点在第四象限,所以,
所以复数的三角形式为.
(2)因为,所以,
因为,所以,
所以,所以,
所以.
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