内容正文:
专题03 复数(期末复习讲义)
内 容 导 航
明·期末考情 把握命题趋势,明确备考路径
记·必备知识 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01复数的概念与分类 题型02复数与复平面内的点一一对应
题型03复数与复平面内的向量一一对应 题型04复数的四则运算综合
题型05复数的高次方运算 题型06复数范围内解方程
题型07复数的模长及应用 题型08与复数模有关的最值问题
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
复数的概念
1、能准确识别复数的实部和虚部,明确虚数、纯虚数的定义;
2、能利用复数相等的条件(实部相等、虚部相等)求解参数值;
3、能判断两个复数是否相等,区分实数、虚数、纯虚数
基础必考小题,以选择、填空为主,题型简单固定。主要考查复数分类辨析、利用复数相等求参数。
易错点:纯虚数忽略虚部不为0;错判虚部构成;参数求解遗漏限制条件。
趋势:侧重基础概念严谨性考查,无复杂综合题型,为基础送分题。
复数的几何意义
1、能明确复平面的构成,掌握复数与复平面内点的一一对应关系;
2、能将复数转化为对应向量,理解复数的模的几何意义;
3、能根据复数的几何意义判断点的位置、求向量模长
中频基础考点,仅考选择、填空。依托复平面,考查复数对应点象限、向量坐标、模的几何意义,常结合平面向量简单命题。
易错点:混淆复平面横纵坐标对应关系;模长与向量运算公式混用;不会利用几何意义解最值、轨迹题。
趋势:侧重数形结合思想,命题小幅灵活,侧重几何应用考查
复数的四则运算
1、能熟练掌握复数加减运算的法则,准确计算两个复数的和与差;
2、能运用乘法法则进行复数乘法运算,掌握共轭复数的性质并灵活运用;
3、能熟练进行复数除法运算(分母实数化),准确化简复数表达式;
4、能利用i的幂运算性质(iⁿ的周期性)求解简单问题
核心必考重难点,覆盖选择、填空、解答全题型。重点考查复数四则运算、i的周期性幂运算、代数式化简。
易错点:除法分母实数化计算失误;记错i的循环周期;乘法公式误用、共轭复数概念混淆。
趋势:以基础运算为核心,题型套路固定,偶尔结合概念、几何意义综合命题,侧重运算熟练度考查
复数的模与共轭复数
1、能准确计算复数的模,掌握复数模的性质(|z₁z₂|=|z₁||z₂|、|z₁/z₂|=|z₁|/|z₂|等);
2、能准确求出一个复数的共轭复数,掌握共轭复数的运算性质;
3、能利用模与共轭复数的性质解决简单的求值、判断问题
中频工具型考点,极少单独命题。多嵌套在复数运算、几何类题目中,考查模长计算、共轭复数求解及相关运算性质。
易错点:模与共轭复数运算公式混淆、记错;混淆复数平方与模的平方。
趋势:弱化单独考查,强化综合应用,作为解题关键步骤出现,侧重解题工具性使用
知识点01 复数的概念
1、复数的有关概念
(1)定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,实部是,虚部是.
(2)虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1,我们把i叫作虚数单位.
(3)表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
(4)复数集:①定义:全体复数所成的集合.②表示:通常用大写字母C表示.
2、复数的分类:对于复数a+bi,
(1)当且仅当b=0时,它是实数;
(2)当且仅当a=b=0时,它是实数0;
(3)当b≠0时,叫做虚数;
(4)当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:.
【注意】复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系
3、复数相等
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
4、共轭复数
如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则这两个复数叫做互为共轭复数.
复数z的共轭复数用表示,即当z=a+bi(a,b∈R)时,=a-bi.
·示例:z=2+3i的共轭复数是=2-3i.
【注意】(1)当复数z=a+bi的虚部b=0时,有z=,也就是,任一实数的共轭复数是它本身;(2)在复平面内,表示两个共轭复数的点关于实轴对称,并且它们的模相等.
知识点02 复数的几何意义
1、复平面定义:当用直角坐标平面内的点来表示复数时,称这个直角坐标系为复平面,x轴为实轴,y轴为虚轴.
2、复数的几何意义
(1)任一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)是一一对应的.
(2)一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的向量是一一对应的.
【注意】实轴、虚轴上的点与复数的对应关系
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.
3、复数的模
(1)定义:向量的r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值
(2)记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
(3)公式:|z|=|a+bi|=r=(r≥0,r∈R).
知识点03 复数的四则运算
1、复数的加法
(1)加法法则:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,规定z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,即两个复数相加,就是实部与实部、虚部与虚部分别相加,显然两个复数的和仍然是复数.
注意:对于复数的加法可以推广到多个复数相加的情形,
即z1=1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,
则z1+z2+…+zn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)i.
(2)加法运算律:复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的z1、z2、z3∈C,
有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
2、复数的减法
(1)相反数:已知复数a+bi(a,b∈R),根据复数加法的定义,存在唯一的复数-a-bi,
使(a+bi)+(-a-bi)=0.其中-a-bi叫做a+bi的相反数.
(2)减法法则:规定两个复数的减法法则,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,则
z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b+d)i,即两个复数相减,就是实部与实部、虚部与虚部分别相减,显然两个复数的差仍是一个复数.
3、复数的乘法
(1)运算法则:两个复数的乘法可以按照多项式的乘法运算来进行,只是把i2换成-1,并把最后结果写成a+bi(a、b∈R)的形式.设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c∈R),
则z1z2=(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi2=(ac-bd)+(ad+bc)i,显然两个复数的积仍是复数.
(2)复数乘法的运算律:对于任意z1、z2、z3∈C,有
①z1·z2=z2·z1(交换律);②(z1·z2)·z3=z1·(z2·z3)(结合律);③z1·(z2+z3)=z1z2+z1z3(分配律).
(3)复数的乘方:复数的乘方也就是相同复数的乘积,根据乘法的运算律,实数范围内正整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立.即对复数z1、z2、z和自然数m、n有
zm·zn=zm+n,(zm)n=zm·n,(z1·z2)n=z·z,z0=1;z-m=(z≠0).
4、复数的除法
规定两个复数除法的运算法则:(a、b、c、d∈R,c+di≠0)
在进行复数除法运算时,通常先把(a+bi)÷(c+di)写成的形式,
再把分子、分母同乘分母的共轭复数c-di,把分母变为实数,化简后就可得到所求结果.
【注意】(1)两个复数相除(除数不为0),所得的商仍是一个复数.
(2)z=a+bi(a,b∈R),z·=a2+b2是复数除法运算中实现分母“实数化”的一个手段.
题型一 复数的概念与分类
解|题|技|巧
判断复数的实部、虚部的关键:(1)看形式:看复数的表示是否是的形式;(2)看属性:看,是否都是实数;(3)看符号:复数的实部和虚部的符号是易错点.
【典例1】(24-25高一下·浙江宁波·期末)若复数z满足,则z的虚部为( )
A.1 B. C.i D.
【变式1-1】(24-25高一下·陕西咸阳·期末)若复数(其中为虚数单位)为纯虚数,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.0
【变式1-2】(24-25高一下·湖南郴州·期末)已知,为实数,(为虚数单位),则( )
A., B.,
C., D.,
【变式1-3】(25-26高一下·上海普陀·期末)若复数,则实数的取值为__________.
题型二 复数与复平面内的点一一对应
解|题|技|巧
复数.
【典例2】(24-25高一下·福建福州·期末)已知(i是虚数单位),则z的共轭复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式2-1】(24-25高一下·北京西城·期末)在复平面内,复数z对应点的坐标为,则z的共轭复数对应的点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(24-25高一下·河南郑州·期末)已知,复数 在复平面内对应的点位于第一象限,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(24-25高一下·辽宁朝阳·期末)(多选)下列使得复数对应的点在第三象限的的值为( )
A. B. C.0 D.1
题型三 复数与复平面的向量一一对应
解|题|技|巧
在平面直角坐标系中,每一个平面向量都可以用一个有序实数对来表示,而有序实数对与复数是一一对应的.这样就可以用平面向量来表示复数.
【典例3】(24-25高一下·湖北黄冈·期末)已知在复平面内,为原点,向量对应的复数分别为,,那么向量对应复数的虚部为( )
A.1 B.9 C. D.
【变式3-1】(24-25高一下·四川达州·期末)已知是坐标原点,向量,对应的复数分别为,,则________.
【变式3-2】(24-25高一下·广东广州·期末)已知向量对应的复数为,将绕点O按顺时针方向旋转,得到,则向量对应的复数是( ).
A. B. C. D.
【变式3-3】(24-25高一下·辽宁·期末)已知复数在复平面内对应的向量为(为坐标原点),在复平面内对应的向量为,则的最大值为( )
A. B. C. D.2
题型四 复数的四则运算综合
解|题|技|巧
复数运算的几个重要结论
(1)|z1+z2|2+|z1-z2|2=2(|z1|2+|z2|2);(2)·z=|z|2=||2
(3)若z为虚数,则|z|2≠z2;(4)(1±i)2=±2i;(5)=i;=-i
【典例4】(24-25高一下·湖南岳阳·期末)已知是虚数单位,则_______.
【变式4-1】(24-25高一下·江苏南京·期末)已知复数( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·福建厦门·期末)已知复数,则等于( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(25-26高一上·湖南邵阳·期末)已知复数满足,则( )
A.1 B. C.2 D.
题型五 复数的高次方运算
解|题|技|巧
计算复数的乘积要用到虚数的单位i的乘方,in有如下性质:
i1=i,i2=-1,i3=i·i2=-i,i4=i3·i=-i·i=1,从而对于任何n∈N+,都有i4n+1=i4n·i=(i4)n·i=i;
同理可证i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1
这就是说,如果n∈N+,那么有i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1
由此可进一步得(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i,=-1,=i,=-i
【典例5】(24-25高一下·江苏常州·期末)设复数(为虚数单位),则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(24-25高一下·江西九江·期末)已知复数满足,则,,,…不同的数有( )
A.6个 B.4个 C.2024个 D.以上答案都不正确
【变式5-2】(24-25高一下·黑龙江·期末)已知是虚数单位,则___________.
【变式5-3】(24-25高一下·湖北武汉·期末)若i为虚数单位,则复数的虚部为( )
A. B.1 C. D.i
题型六 复数范围内解方程
解|题|技|巧
在复数范围内,实系数一元二次方程的求解方法:
(1)求根公式法:①当时, ②当时,
(2)利用复数相等的定义求解,设方程的根为,
将此代入方程,化简后利用复数相等的定义求解.
【典例6】(24-25高一下·甘肃定西·期末)已知是虚数单位,是关于的方程(其中)的一个根,则=__________.
【变式6-1】(24-25高一下·福建厦门·期末)已知是关于的方程一个根,则( )
A.-2 B.3 C.6 D.7
【变式6-2】(24-25高一下·山东临沂·期末)若是关于x的方程的一个根,则_______.
【变式6-3】(24-25高一下·河北沧州·期末)已知复数是关于x的方程的根,则______.
题型七 复数的模长及应用
解|题|技|巧
(1)定义:向量的模r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值;
(2)记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|;
(3)公式:|z|=|a+bi|=r=(r≥0,r∈R).
【典例7】(24-25高一下·内蒙古·期末)________.
【变式7-1】(24-25高一下·贵州安顺·期末)已知纯虚数z满足,则z可以是______.
【变式7-2】(24-25高一下·广东潮州·期末)已知是虚数单位,复数z满足,请写出一个满足条件的复数______
【变式7-3】(24-25高一下·辽宁·期末)已知复数满足,且,则=______.
题型八 与复数模有关的最值问题
解|题|技|巧
1、复数的模的几何意义
(1)复数的模就是复数在复平面内对应的点到坐标原点的距离,这是复数的模的几何意义.
(2)复数在复平面内对应的点为,表示一个大于0的常数,则满足条件的点组成的集合是以原点为圆心,为半径的圆,表示圆的内部,表示圆的外部.
2、两个复数差的模的几何意义
(1)表示复数,对应的点之间的距离,在应用时,要把绝对值号内变为两复数差的形式.
(2)表示以对应的点为圆心,为半径的圆.
(3)涉及复数模的最值问题以及点的集合所表示的图形问题,均可从两点间距离公式的复数表达形式入手进行分析判断,然后通过几何方法进行求解.
【典例8】(24-25高一下·江苏南通·期末)已知i为虚数单位,复数z满足,则的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式8-1】(24-25高一下·甘肃白银·期末)已知复数满足,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式8-2】(24-25高一下·吉林长春·阶段检测)复数满足,则的最大值为________.
【变式8-3】(24-25高一下·辽宁抚顺·期末)已知复数满足,则的最小值为______.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·广东汕尾·期末)已知复数与互为共轭复数,则的值是( )
A.4 B.6 C.9 D.13
2.(23-24高一下·吉林四平·期末)已知复数满足,则复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.(24-25高一下·山东青岛·期末)在复平面中,为坐标原点,,,Z所对应的复数分别为,,,且,的面积为,则的面积为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·江苏常州·期末)已知复数满足,则的值为______.
5.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末)已知,,,则的最大值为______.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·山东青岛·期末)在复平面内,复数,,,对应的点,,,在同一个圆周上,则实数( )
A. B. C.或2 D.或2
2.(24-25高一下·江苏无锡·期末)(多选)下列关于非零复数、的结论正确的有( )
A.若,则、互为共轭复数
B.
C.在复平面内对应的点为,且满足,则点所在的区域的面积为
D.若,则
3.(24-25高一下·山东潍坊·期末)已知复数(,为虚数单位),其共轭复数为.
(1)若复数是实数,求实数的值;
(2)若,且复数在复平面内所对应的点位于第四象限,求实数的取值范围;
(3)已知实系数一元二次方程的两根为和,若,求m的值.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)若,则( )
A. B. C. D.
2.(2025·全国二卷·高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.1
3.(2025·全国一卷·高考真题)的虚部为( )
A. B.0 C.1 D.6
4.(2024·全国甲卷·高考真题)若,则( )
A. B. C.10 D.
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专题03 复数(期末复习讲义)
内 容 导 航
明·期末考情 把握命题趋势,明确备考路径
记·必备知识 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01复数的概念与分类 题型02复数与复平面内的点一一对应
题型03复数与复平面内的向量一一对应 题型04复数的四则运算综合
题型05复数的高次方运算 题型06复数范围内解方程
题型07复数的模长及应用 题型08与复数模有关的最值问题
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
复数的概念
1、能准确识别复数的实部和虚部,明确虚数、纯虚数的定义;
2、能利用复数相等的条件(实部相等、虚部相等)求解参数值;
3、能判断两个复数是否相等,区分实数、虚数、纯虚数
基础必考小题,以选择、填空为主,题型简单固定。主要考查复数分类辨析、利用复数相等求参数。
易错点:纯虚数忽略虚部不为0;错判虚部构成;参数求解遗漏限制条件。
趋势:侧重基础概念严谨性考查,无复杂综合题型,为基础送分题。
复数的几何意义
1、能明确复平面的构成,掌握复数与复平面内点的一一对应关系;
2、能将复数转化为对应向量,理解复数的模的几何意义;
3、能根据复数的几何意义判断点的位置、求向量模长
中频基础考点,仅考选择、填空。依托复平面,考查复数对应点象限、向量坐标、模的几何意义,常结合平面向量简单命题。
易错点:混淆复平面横纵坐标对应关系;模长与向量运算公式混用;不会利用几何意义解最值、轨迹题。
趋势:侧重数形结合思想,命题小幅灵活,侧重几何应用考查
复数的四则运算
1、能熟练掌握复数加减运算的法则,准确计算两个复数的和与差;
2、能运用乘法法则进行复数乘法运算,掌握共轭复数的性质并灵活运用;
3、能熟练进行复数除法运算(分母实数化),准确化简复数表达式;
4、能利用i的幂运算性质(iⁿ的周期性)求解简单问题
核心必考重难点,覆盖选择、填空、解答全题型。重点考查复数四则运算、i的周期性幂运算、代数式化简。
易错点:除法分母实数化计算失误;记错i的循环周期;乘法公式误用、共轭复数概念混淆。
趋势:以基础运算为核心,题型套路固定,偶尔结合概念、几何意义综合命题,侧重运算熟练度考查
复数的模与共轭复数
1、能准确计算复数的模,掌握复数模的性质(|z₁z₂|=|z₁||z₂|、|z₁/z₂|=|z₁|/|z₂|等);
2、能准确求出一个复数的共轭复数,掌握共轭复数的运算性质;
3、能利用模与共轭复数的性质解决简单的求值、判断问题
中频工具型考点,极少单独命题。多嵌套在复数运算、几何类题目中,考查模长计算、共轭复数求解及相关运算性质。
易错点:模与共轭复数运算公式混淆、记错;混淆复数平方与模的平方。
趋势:弱化单独考查,强化综合应用,作为解题关键步骤出现,侧重解题工具性使用
知识点01 复数的概念
1、复数的有关概念
(1)定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,实部是,虚部是.
(2)虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1,我们把i叫作虚数单位.
(3)表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
(4)复数集:①定义:全体复数所成的集合.②表示:通常用大写字母C表示.
2、复数的分类:对于复数a+bi,
(1)当且仅当b=0时,它是实数;
(2)当且仅当a=b=0时,它是实数0;
(3)当b≠0时,叫做虚数;
(4)当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:.
【注意】复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系
3、复数相等
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
4、共轭复数
如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则这两个复数叫做互为共轭复数.
复数z的共轭复数用表示,即当z=a+bi(a,b∈R)时,=a-bi.
·示例:z=2+3i的共轭复数是=2-3i.
【注意】(1)当复数z=a+bi的虚部b=0时,有z=,也就是,任一实数的共轭复数是它本身;(2)在复平面内,表示两个共轭复数的点关于实轴对称,并且它们的模相等.
知识点02 复数的几何意义
1、复平面定义:当用直角坐标平面内的点来表示复数时,称这个直角坐标系为复平面,x轴为实轴,y轴为虚轴.
2、复数的几何意义
(1)任一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)是一一对应的.
(2)一个复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的向量是一一对应的.
【注意】实轴、虚轴上的点与复数的对应关系
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.
3、复数的模
(1)定义:向量的r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值
(2)记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|.
(3)公式:|z|=|a+bi|=r=(r≥0,r∈R).
知识点03 复数的四则运算
1、复数的加法
(1)加法法则:设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,规定z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i,即两个复数相加,就是实部与实部、虚部与虚部分别相加,显然两个复数的和仍然是复数.
注意:对于复数的加法可以推广到多个复数相加的情形,
即z1=1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,
则z1+z2+…+zn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)i.
(2)加法运算律:复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的z1、z2、z3∈C,
有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
2、复数的减法
(1)相反数:已知复数a+bi(a,b∈R),根据复数加法的定义,存在唯一的复数-a-bi,
使(a+bi)+(-a-bi)=0.其中-a-bi叫做a+bi的相反数.
(2)减法法则:规定两个复数的减法法则,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,则
z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b+d)i,即两个复数相减,就是实部与实部、虚部与虚部分别相减,显然两个复数的差仍是一个复数.
3、复数的乘法
(1)运算法则:两个复数的乘法可以按照多项式的乘法运算来进行,只是把i2换成-1,并把最后结果写成a+bi(a、b∈R)的形式.设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c∈R),
则z1z2=(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi2=(ac-bd)+(ad+bc)i,显然两个复数的积仍是复数.
(2)复数乘法的运算律:对于任意z1、z2、z3∈C,有
①z1·z2=z2·z1(交换律);②(z1·z2)·z3=z1·(z2·z3)(结合律);③z1·(z2+z3)=z1z2+z1z3(分配律).
(3)复数的乘方:复数的乘方也就是相同复数的乘积,根据乘法的运算律,实数范围内正整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立.即对复数z1、z2、z和自然数m、n有
zm·zn=zm+n,(zm)n=zm·n,(z1·z2)n=z·z,z0=1;z-m=(z≠0).
4、复数的除法
规定两个复数除法的运算法则:(a、b、c、d∈R,c+di≠0)
在进行复数除法运算时,通常先把(a+bi)÷(c+di)写成的形式,
再把分子、分母同乘分母的共轭复数c-di,把分母变为实数,化简后就可得到所求结果.
【注意】(1)两个复数相除(除数不为0),所得的商仍是一个复数.
(2)z=a+bi(a,b∈R),z·=a2+b2是复数除法运算中实现分母“实数化”的一个手段.
题型一 复数的概念与分类
解|题|技|巧
判断复数的实部、虚部的关键:(1)看形式:看复数的表示是否是的形式;(2)看属性:看,是否都是实数;(3)看符号:复数的实部和虚部的符号是易错点.
【典例1】(24-25高一下·浙江宁波·期末)若复数z满足,则z的虚部为( )
A.1 B. C.i D.
【答案】B
【解析】由复数z满足,可得复数z的虚部为.故选:B.
【变式1-1】(24-25高一下·陕西咸阳·期末)若复数(其中为虚数单位)为纯虚数,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.0
【答案】A
【解析】若复数(是虚数单位)是纯虚数,
则,解得.故选:A
【变式1-2】(24-25高一下·湖南郴州·期末)已知,为实数,(为虚数单位),则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】因为,所以,.故选:B.
【变式1-3】(25-26高一下·上海普陀·期末)若复数,则实数的取值为__________.
【答案】
【解析】,
,解得,
故实数的取值为.
题型二 复数与复平面内的点一一对应
解|题|技|巧
复数.
【典例2】(24-25高一下·福建福州·期末)已知(i是虚数单位),则z的共轭复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【解析】由题设,对应点为,该点位于第四象限.故选:D
【变式2-1】(24-25高一下·北京西城·期末)在复平面内,复数z对应点的坐标为,则z的共轭复数对应的点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】在复平面内,复数z对应点的坐标为,
所以,,在复平面中对应的点坐标为.故选:A.
【变式2-2】(24-25高一下·河南郑州·期末)已知,复数 在复平面内对应的点位于第一象限,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由,
则在复平面内对应的点为,且位于第一象限,
所以,解得,
所以的取值范围为.故选:A.
【变式2-3】(24-25高一下·辽宁朝阳·期末)(多选)下列使得复数对应的点在第三象限的的值为( )
A. B. C.0 D.1
【答案】AB
【解析】若复数对应的点在第三象限,则,解得,
对比选项可知,只有AB符合题意.故选:AB.
题型三 复数与复平面的向量一一对应
解|题|技|巧
在平面直角坐标系中,每一个平面向量都可以用一个有序实数对来表示,而有序实数对与复数是一一对应的.这样就可以用平面向量来表示复数.
【典例3】(24-25高一下·湖北黄冈·期末)已知在复平面内,为原点,向量对应的复数分别为,,那么向量对应复数的虚部为( )
A.1 B.9 C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知:,
可得,
所以向量对应的复数为,
所以向量对应复数的虚部为.故选:B.
【变式3-1】(24-25高一下·四川达州·期末)已知是坐标原点,向量,对应的复数分别为,,则________.
【答案】2
【解析】由题可知,,,
,所以.
【变式3-2】(24-25高一下·广东广州·期末)已知向量对应的复数为,将绕点O按顺时针方向旋转,得到,则向量对应的复数是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
利用数形结合,可知:将绕点O按顺时针方向旋转,
得到对应的复数是,故选:A.
【变式3-3】(24-25高一下·辽宁·期末)已知复数在复平面内对应的向量为(为坐标原点),在复平面内对应的向量为,则的最大值为( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【解析】依题意,,则,
令,则,,
因此,则当时,取得最大值为2,
故的最大值为 2.故选:D
题型四 复数的四则运算综合
解|题|技|巧
复数运算的几个重要结论
(1)|z1+z2|2+|z1-z2|2=2(|z1|2+|z2|2);(2)·z=|z|2=||2
(3)若z为虚数,则|z|2≠z2;(4)(1±i)2=±2i;(5)=i;=-i
【典例4】(24-25高一下·湖南岳阳·期末)已知是虚数单位,则_______.
【答案】
【解析】.
【变式4-1】(24-25高一下·江苏南京·期末)已知复数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】.故选:A
【变式4-2】(25-26高一上·福建厦门·期末)已知复数,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以.故选:B
【变式4-3】(25-26高一上·湖南邵阳·期末)已知复数满足,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【解析】根据题意,,
.故选:A.
题型五 复数的高次方运算
解|题|技|巧
计算复数的乘积要用到虚数的单位i的乘方,in有如下性质:
i1=i,i2=-1,i3=i·i2=-i,i4=i3·i=-i·i=1,从而对于任何n∈N+,都有i4n+1=i4n·i=(i4)n·i=i;
同理可证i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1
这就是说,如果n∈N+,那么有i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+4=1
由此可进一步得(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i,=-1,=i,=-i
【典例5】(24-25高一下·江苏常州·期末)设复数(为虚数单位),则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以,
所以复数的虚部是1,故选:A.
【变式5-1】(24-25高一下·江西九江·期末)已知复数满足,则,,,…不同的数有( )
A.6个 B.4个 C.2024个 D.以上答案都不正确
【答案】A
【解析】由可得,
所以,
,
,,,
则,
因此可得周期为6,即,
所以,,,…不同的数有6个,故选:A
【变式5-2】(24-25高一下·黑龙江·期末)已知是虚数单位,则___________.
【答案】0
【解析】根据虚数单位的幂次的运算性质得:
,
,
,
故
【变式5-3】(24-25高一下·湖北武汉·期末)若i为虚数单位,则复数的虚部为( )
A. B.1 C. D.i
【答案】A
【解析】由,
虚部为.故选:A
题型六 复数范围内解方程
解|题|技|巧
在复数范围内,实系数一元二次方程的求解方法:
(1)求根公式法:①当时, ②当时,
(2)利用复数相等的定义求解,设方程的根为,
将此代入方程,化简后利用复数相等的定义求解.
【典例6】(24-25高一下·甘肃定西·期末)已知是虚数单位,是关于的方程(其中)的一个根,则=__________.
【答案】
【解析】由是关于的方程的一个根,
可得,整理得,
所以,解得,所以,
则.
【变式6-1】(24-25高一下·福建厦门·期末)已知是关于的方程一个根,则( )
A.-2 B.3 C.6 D.7
【答案】B
【解析】将代入方程得,
即,则,解得,故,故选:B.
【变式6-2】(24-25高一下·山东临沂·期末)若是关于x的方程的一个根,则_______.
【答案】3
【解析】若是关于x的方程的一个根,
则也是关于x的方程的一个根,
所以,解得,
所以.
【变式6-3】(24-25高一下·河北沧州·期末)已知复数是关于x的方程的根,则______.
【答案】26
【解析】由题意可知关于x的方程的另一个根为,
则.
题型七 复数的模长及应用
解|题|技|巧
(1)定义:向量的模r叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值;
(2)记法:复数z=a+bi的模记为|z|或|a+bi|;
(3)公式:|z|=|a+bi|=r=(r≥0,r∈R).
【典例7】(24-25高一下·内蒙古·期末)________.
【答案】
【解析】.
【变式7-1】(24-25高一下·贵州安顺·期末)已知纯虚数z满足,则z可以是______.
【答案】(答也可以)
【解析】设纯虚数,,,
由于,所以或, 即或.
【变式7-2】(24-25高一下·广东潮州·期末)已知是虚数单位,复数z满足,请写出一个满足条件的复数______
【答案】(答案不唯一)
【解析】设,,即,
于是,取显然符合题意,即符合题意.
【变式7-3】(24-25高一下·辽宁·期末)已知复数满足,且,则=______.
【答案】
【解析】设,
又,所以,
又,所以,
所以,
所以,
所以.
题型八 与复数模有关的最值问题
解|题|技|巧
1、复数的模的几何意义
(1)复数的模就是复数在复平面内对应的点到坐标原点的距离,这是复数的模的几何意义.
(2)复数在复平面内对应的点为,表示一个大于0的常数,则满足条件的点组成的集合是以原点为圆心,为半径的圆,表示圆的内部,表示圆的外部.
2、两个复数差的模的几何意义
(1)表示复数,对应的点之间的距离,在应用时,要把绝对值号内变为两复数差的形式.
(2)表示以对应的点为圆心,为半径的圆.
(3)涉及复数模的最值问题以及点的集合所表示的图形问题,均可从两点间距离公式的复数表达形式入手进行分析判断,然后通过几何方法进行求解.
【典例8】(24-25高一下·江苏南通·期末)已知i为虚数单位,复数z满足,则的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】因为复数z满足,
所以复数对应的点的轨迹为单位圆,圆心为原点,半径,
圆心到复数对应的点的距离为,
所以的最大值为.故选:B
【变式8-1】(24-25高一下·甘肃白银·期末)已知复数满足,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】由,得,
所以复数在复平面内对应的点到点的距离恒等于1,
所以复数在复平面内对应的点的轨迹是以点为圆心,以1为半径的圆,
所以的最小值为圆心到原点的距离减去半径,
即.故选:B.
【变式8-2】(24-25高一下·吉林长春·阶段检测)复数满足,则的最大值为________.
【答案】
【解析】满足的复数所对应的点在以原点为圆心,1为半径的圆上,
的几何意义为所对应的点到点的距离,
因为,
所以的最大值为.
【变式8-3】(24-25高一下·辽宁抚顺·期末)已知复数满足,则的最小值为______.
【答案】4
【解析】,即,由复数的几何意义知,
复数对应的点的轨迹是以为圆心,半径的圆,
而的几何意义是:复数对应的点与点的距离.
又,点在圆外,
所以的最小值为.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·广东汕尾·期末)已知复数与互为共轭复数,则的值是( )
A.4 B.6 C.9 D.13
【答案】D
【解析】因为复数与互为共轭复数,所以,
所以,,所以.故选:D.
2.(23-24高一下·吉林四平·期末)已知复数满足,则复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【解析】因为,所以,
则复数在复平面内对应的点为,
复数在复平面内对应的点位于第二象限.故选:B.
3.(24-25高一下·山东青岛·期末)在复平面中,为坐标原点,,,Z所对应的复数分别为,,,且,的面积为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,与相交于点,
又,所以,
则,又三点共线,
所以,则,
所以,即的面积为.故选:B.
4.(24-25高一下·江苏常州·期末)已知复数满足,则的值为______.
【答案】
【解析】复数满足,即,
故,则,
5.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末)已知,,,则的最大值为______.
【答案】7
【解析】因为,所以设,
而,从而
,
其中,等号成立当且仅当,
所以的最大值为7.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·山东青岛·期末)在复平面内,复数,,,对应的点,,,在同一个圆周上,则实数( )
A. B. C.或2 D.或2
【答案】D
【解析】在复平面内与题中所给四个复数对应的点依次为,
得到对应的以原点为始点的向量依次为,
则,
可得,同理可得,
因为复数,,,对应的点,,,在同一个圆周上,
所以这些点都在以原点为圆心、半径为的圆上,
所以,解得.故选:D.
2.(24-25高一下·江苏无锡·期末)(多选)下列关于非零复数、的结论正确的有( )
A.若,则、互为共轭复数
B.
C.在复平面内对应的点为,且满足,则点所在的区域的面积为
D.若,则
【答案】BC
【解析】对于A选项,不妨取,,则,但、不互为共轭复数,A错;
对于B选项,取,,
所以,
,B对;
对于C选项,因为,
所以表示以点为圆心,半径为的圆及其内部,
表示以点为圆心,半径为的圆及其外部,
所以点所在的区域如下图所示:
故点所在的区域的面积为,C对;
对于D选项,不妨取,,则,
但,,即,D错.
3.(24-25高一下·山东潍坊·期末)已知复数(,为虚数单位),其共轭复数为.
(1)若复数是实数,求实数的值;
(2)若,且复数在复平面内所对应的点位于第四象限,求实数的取值范围;
(3)已知实系数一元二次方程的两根为和,若,求m的值.
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】(1)由可得,
所以,
若复数是实数,可得,解得;
(2),
易知复数在复平面内所对应的点坐标为,
又复数在复平面内所对应的点位于第四象限,可得,解得,
即实数的取值范围为.
(3)若方程的两根为实数根,
则,解得,
若方程的两根为虚数根,则设,,可得,
则,,,所以,所以,
由韦达定理可得,所以,
此时,满足题意,
综上,或.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以.故选:C.
2.(2025·全国二卷·高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】因为,所以.故选:A.
3.(2025·全国一卷·高考真题)的虚部为( )
A. B.0 C.1 D.6
【答案】C
【解析】因为,所以其虚部为1,故选:C.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)若,则( )
A. B. C.10 D.
【答案】A
【解析】由,则.故选:A
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