内容正文:
第七章 复数
7.1.2 复数的几何意义
目 标 素 养
1.理解复数的几何意义,能画出复数对应的点和向量,提升数学抽象和直观想象素养.
2.知道复数的模的含义,会求复数的模,提升直观想象和数学运算素养.
3.知道共轭复数的含义,会求一个复数的共轭复数,提升数学运算素养.
知 识 概 览
课前·基础认知
1.复平面
建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做 实轴 ,y轴叫做 虚轴 .实轴上的点都表示实数;除了 原点 外,虚轴上的点都表示纯虚数.
微思考 实轴上的点表示实数,虚轴上的点表示虚数,这句话对吗?
提示:不正确.实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数,原点对应的有序实数对为(0,0),它所确定的复数是z=0+0i=0,表示的是实数.
2.复数的几何意义
z=a+bi(a,b∈R),O为坐标原点.
微训练1 在复平面内,复数z=1-i对应的点的坐标为( )
A.(1,i) B.(1,-i)
C.(1,1) D.(1,-1)
答案:D
3.复数的模
设z=a+bi(a,b∈R).
(1)定义:向量 的 模 叫做复数z=a+bi的模或绝对值.
(2)记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
即|z|=|a+bi|= ,其中a,b∈R.
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它的模就等于|a|(a的绝对值).
微训练2 (2025广西崇左期末)若复数2+ai的模为,则实数a的值为( )
A.3 B.±3
C. D.±
答案:D
解析:复数2+ai的模为,则|2+ai|=,解得a=±.故选D.
4.共轭复数
一般地,当两个复数的实部相等,虚部 互为相反数 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共轭虚数.
复数z的共轭复数用 表示,即如果z=a+bi(a,b∈R),那么 = a-bi .
微拓展 设R>r>0,则根据复数z的模的几何意义可知:
(1)|z|=R表示以原点为圆心,半径为R的圆.
(2)|z|<R表示以原点为圆心,半径为R的圆面(不含边界线).
(3)r<|z|<R表示以原点为圆心,介于半径为r的小圆和半径为R的大圆之间的圆环(不含边界线).
课堂·重难突破
一 复数与复平面内的点的对应关系
典例剖析
1.当实数a分别取何值时,复数z= +(a2-2a-15)i(a∈R)对应的点Z满足下列条件:
(1)在复平面的第二象限内?
(2)在复平面内的x轴上方?
规律总结 利用复数与点的对应关系求参数的值或取值范围的步骤
(1)确定复数的实部与虚部,从而确定复数对应点的横、纵坐标.
(2)根据已知条件,确定复数的实部与虚部满足的条件.
(3)求解参数的值或取值范围.
学以致用
1.已知复数z=(m+3)+(m-1)i在复平面内对应的点在第四象限,则实数m的取值范围是( )
A.(-3,1) B.(-1,3)
C.(1,+∞) D.(-∞,-3)
答案:A
解析:由复数z=(m+3)+(m-1)i在复平面内对应的点在第四象
限,得 解得-3<m<1,故选A.
二 复数与复平面内的向量的对应关系
典例剖析
2.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)求平行四边形ABCD的顶点D对应的复数.
规律总结
复数与向量的对应和转化
(1)对应:若复数z在复平面内对应的点为Z,O为原点,则复数z与向量 是一一对应关系.
(2)转化:把复数的有关问题转化为向量问题求解.
学以致用
2.在复平面内,O为原点,A,B,C三点对应的复数分别为1,2+i,-1+2i.
(2)判断△ABC的形状.
三 复数的模及几何意义
典例剖析
3.(1)设x+xi=1+yi,其中x,y是实数,则|x+yi|=( )
A.1
B.
C.
D.2
解析:因为x+xi=1+yi,
所以x=y=1,|x+yi|=|1+i|= ,故选B.
B
(2)设z∈C,且z在复平面内对应点Z,O为原点,试说明分别满足下列条件的点Z的集合是什么图形.
①|z|=2;②|z|<3.
解:①|z|=2说明复数z在复平面内对应的点Z到原点O的距离为2,这样的点Z的集合是以原点O为圆心,2为半径的圆.
②由|z|<3得向量 的模小于3,所以复数z对应的点Z的集合是以原点O为圆心,3为半径的圆面,不包括边界.
规律总结 1.复数z=a+bi(a,b∈R)的模为|z|= .
2.复数的模的几何意义:在复平面内,复数|z|表示所对应的点Z到原点的距离.
学以致用
3.若复数z= +(a2-a-6)i(a∈R)是实数,则z1=(a-1)+(1-2a)i的模为 .
解析:∵z为实数,∴a2-a-6=0,且a+2≠0,
解得a=3,
随堂训练
1.(2025广西青秀区校级期末)已知复数z在复平面内对应的点的坐标是(-1,2),则i·=( )
A.1+2i B.1-2i
C.2-i D.-2+i
答案:C
解析:因为复数z在复平面内对应的点的坐标是(-1,2),
所以z=-1+2i.
所以i·=i·(-1-2i)=-i+2.
故选C.
A.-1+i B.1-i
C.-5-5i D.5+5i
答案:D
3.已知复数z=(m-3)+(m-1)i的模等于2,则实数m的值为( )
A.1或3 B.1
C.3 D.2
答案:A
4.已知i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2= ,|z2|= .
解析:∵z1=2-3i,∴z1在复平面内对应的点为(2,-3),此点关于原点的对称点为(-2,3).
∴z2=-2+3i.
5.若复数z=(m2+m-1)+(4m2-8m+3)i(m∈R)在复平面内对应的点在第一象限,则实数m的取值范围为 .
解析:因为z=(m2+m-1)+(4m2-8m+3)i(m∈R)在复平面内对应的点在第一象限,
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