内容正文:
第七章 复数
7.2.1 复数的加、减运算及其几何意义
目 标 素 养
1.掌握复数代数表示式的加减运算,提升数学运算的素养.
2.了解复数加、减运算的几何意义,提升直观想象的素养.
知 识 概 览
课前·基础认知
1.复数的加法及其几何意义
(1)复数的加法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么它们的和(a+bi)+(c+di)= (a+c)+(b+d)i .
(2)复数加法的运算律
对任意z1,z2,z3∈C,有z1+z2= z2+z1 ,
(z1+z2)+z3= z1+(z2+z3) .
如图所示,这就是复数加法的几何意义.
微训练 已知复数z1=3+4i,z2=3-4i,则z1+z2等于( )
A.8i B.6 C.6+8i D.6-8i
答案:B
2.复数的减法及其几何意义
(1)复数的减法法则
(a+bi)-(c+di)= (a-c)+(b-d)i .
(2)复数减法的几何意义
微思考 类比绝对值|x-x0|(x,x0∈R)的几何意义,|z-z0| (z,z0∈C)的几何意义是什么?
提示:|z-z0|(z,z0∈C)的几何意义是复平面内点Z到点Z0的距离(点Z,Z0分别为复数z,z0的对应点).
课堂·重难突破
一 复数的加、减运算
典例剖析
规律总结 复数的加(减)法运算技巧
复数与复数相加(减),类似于多项式加(减)法的合并同类项,将两个复数的实部与实部相加(减),虚部与虚部相加(减).
学以致用
1.(1)计算:(2-3i)+(-4+2i)= .
(2)已知z1=(3x-4y)+(y-2x)i,z2=(-2x+y)+(x-3y)i,x,y为实数,若z1-z2=5-3i,则|z1+z2|= .
解析:(1)(2-3i)+(-4+2i)=(2-4)+(-3+2)i=-2-i.
(2)z1-z2=[(3x-4y)+(y-2x)i]-[(-2x+y)+(x-3y)i]
=[(3x-4y)-(-2x+y)]+[(y-2x)-(x-3y)]I
=(5x-5y)+(-3x+4y)i=5-3i,
二 复数加、减运算的几何意义
典例剖析
2.如图所示,平行四边形OABC的顶点O,A,C对应的复数分别为0,3+2i,-2+4i,试求
规律总结
复数z与复平面内的向量 是一一对应的关系,复数的加、减法可以按照向量的加、减法来进行运算,即复数的加、减法符合向量加、减法的三角形法则和平行四边形法则.
学以致用
2.已知复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=-1-2i,它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.
解:设复数z1,z2,z3在复平面内所对应的点分别为A,B,C,正方形的第四个顶点D对应的复数为x+yi(x,y∈R),如图所示.
三 复数模的综合问题
典例剖析
3.(1)如果复数z满足|z+i|+|z-i|=2,那么|z+i+1|的最小值是( )
A.1
B.
C.2
D.
A
解析:设复数-i,i,-1-i在复平面内对应的点分别为Z1,Z2,Z3,
则|Z1Z2|=2,
设复数z对应的点为Z,因为|z+i|+|z-i|=2,
所以满足条件的点Z的集合为线段Z1Z2.
问题转化为:如图,动点Z在线段Z1Z2上移动,
求|ZZ3|的最小值,
易知|ZZ3|min=|Z1Z3|=1,所以|z+i+1|min=1.
学以致用
3.设复数z满足|z-3-4i|=1,则|z|的最大值为 .
答案:6
解析:因为|z-3-4i|=1,
所以复数z在复平面内对应的点在以C(3,4)为圆心,1为半径的圆上,
规律总结 1.|z1-z2|表示复平面内z1,z2对应的两点间的距离.利用此性质,可把复数模的问题转化为复平面内两点间的距离问题,从而把复数问题转化为几何图形问题求解.
2.常用结论
在复平面内,若z1,z2对应的点分别为A,B,z1+z2对应的点为C,O为坐标原点,且点A,B,C不共线,则四边形OACB为平行四边形;若|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为矩形;若|z1|=|z2|,则四边形OACB为菱形;若|z1|=|z2|且|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为正方形.
随堂训练
1.复数(1+2i)+(3-4i)-(-5-3i)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:A
解析:(1+2i)+(3-4i)-(-5-3i)=9+i,其对应的点在第一象限.
2.已知复数z1=m2-3m+m2i,z2=4+(5m+6)i,m为实数.若z1-z2=0,则m的值为( )
A.4 B.-1
C.6 D.0
答案:B
A.2+8i B.-6-6i
C.4-4i D.-4+2i
答案:C
4.若|z-1|=|z+1|,则复数z在复平面内对应的点在( )
A.实轴上 B.虚轴上
C.第一象限 D.第二象限
答案:B
解析:∵|z-1|=|z+1|,∴复数z在复平面内对应的点Z到点(1,0)和(-1,0)的距离相等,∴点Z在以点(1,0)和(-1,0)为端点的线段的垂直平分线上,即在虚轴上.
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