内容正文:
第七章 复数
7.1.2 复数的几何意义
【课标要求】
1.了解复平面的概念.
2.理解复数、复平面内的点、复平面内的向量之间的对应关系.
3.掌握复数模和共轭复数的概念,会求复数的模和共轭复数.
基础落实•必备知识全过关
知识点一 复数的几何意义
1.复平面
(1)复平面:建立了直角坐标系来表示 的平面叫做复平面;
(2)实轴:坐标系中的x轴叫做 ,实轴上的点都表示 ;
(3)虚轴:坐标系中的y轴叫做 ,除了原点外,虚轴上的点都表示 .
复数
实轴
实数
虚轴
纯虚数
2.复数的几何意义
(1)复数集C中的数与复平面内的点一一对应:
复数z=a+bi(a,b∈R) 复平面内的点Z(a,b);
(2)复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量一一对应:
复数z=a+bi(a,b∈R) 平面向量.
实数0对应零向量
5
名师点睛
1.为了方便起见,我们常把复数z=a+bi说成点Z或说成向量,并且规定,相等的向量表示同一个复数.
2.复数与平面向量建立一一对应关系的前提是向量的起点为原点,否则,不能建立一一对应关系.
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)在复平面内,直角坐标系的实轴和虚轴的交点是原点.( )
(2)复数z=3-2i在复平面内对应的点是(3,-2).( )
(3)复数与复平面内以原点为起点的向量一一对应.( )
√
√
√
2.虚轴上的点对应的复数都是纯虚数吗?
提示 不都是,虚轴上的点除了原点外都表示纯虚数,原点表示实数0.
知识点二 复数的模
1.定义:向量的 叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|.
2.求法:|z|=|a+bi|=,其中a,b∈R.
模
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)复数的模一定是正实数.( )
(2)两个复数相等,它们的模一定相等,反之也成立.( )
×
×
2.复数的模的几何意义是什么?
提示 复数的模就是该复数在复平面内对应的点到原点的距离.
知识点三 共轭复数
一般地,当两个复数的实部 ,虚部 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____________.复数z的共轭复数用 表示,即如果z=a+bi,那么=a-bi.
名师点睛
1.设z1=a+bi,对应的点为Z1(a,b),z2=a-bi,对应的点为Z2(a,-b),点Z1与Z2关于实轴对称.
2.若复数z=a+bi(a,b∈R),则z=⇔b=0.
相等
互为相反数
共轭虚数
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)复数z=3-2i的共轭复数为3+2i.( )
(2)两个复数互为共轭复数,它们的模相等.( )
√
√
2.复数z在复平面内对应的点在第二象限,它的共轭复数对应的点在第几象限?
提示 第三象限,因为复数与其共轭复数在复平面内对应的点关于实轴对称
重难探究·能力素养速提升
探究点一 复数与复平面内点的对应
【例1】 在复平面内,若复数z=(m2-2m-8)+(m2+3m-10)i对应的点:
(1)在虚轴上;
(2)在第二象限;
(3)在第二象限或第四象限;
(4)在直线y=x上,分别求实数m的取值范围.
解 复数z=(m2-2m-8)+(m2+3m-10)i的实部为m2-2m-8,虚部为m2+3m-10.
(1)由题意得m2-2m-8=0,解得m=-2或m=4.
(2)由题意得,
∴2<m<4,即m的取值范围为(2,4).
(3)由题意得,(m2-2m-8)(m2+3m-10)<0,
∴2<m<4或-5<m<-2,
即m的取值范围为(2,4)∪(-5,-2).
(4)由已知得m2-2m-8=m2+3m-10,解得m=.
规律方法 利用复数与复平面内点的对应的解题步骤
(1)首先确定复数的实部与虚部,从而确定复数对应点的坐标.
(2)根据已知条件,确定实部与虚部满足的关系.
变式训练1已知i为虚数单位,复数z1=1-2i,z2=a+bi(a,b∈R)对应的复平面内的点分别为M,N,若M,N关于实轴对称,则a= ,b= .
1
2
解析 由已知,有M(1,-2),N(a,b),又M,N关于实轴对称,所以a=1,b=2.
探究点二 复数与复平面内向量的对应
【例2】 在复平面内,点A,B对应的复数分别为1+4i,-3i,O为复平面的坐标原点.求平行四边形OABC的顶点C对应的复数.
解 由于分别对应复数1+4i,-3i,则对应的复数为(1+4i)+(-3i)=1+i,即点C所对应的复数.
规律方法 1.复数与复平面内向量的对应和转化
(1)对应:复数z与向量是一一对应关系.
(2)转化:复数的有关问题可转化为向量问题求解.
2.解决复数问题的主要思想方法
(1)转化思想:复数问题实数化;
(2)数形结合思想:利用复数的几何意义数形结合解决;
(3)整体化思想:利用复数的特征整体处理.
变式训练2已知复数z1=-3+4i,z2=2a+i(a∈R)对应的复平面内的点分别为Z1和Z2,O为原点,且,求实数a的值.
解 依题意可知=(-3,4),=(2a,1).因为,所以=0,
即-6a+4=0,解得a=.
探究点三 复数的模及其应用
【例3】 若复数z=(a+2)-2ai的模等于,求实数a的值.
解 由已知得,即5a2+4a-1=0,解得a=或a=-1,故实数a的值等于或-1.
规律方法 1.计算复数的模时,应先确定其实部与虚部,再套用公式计算.
2.两个复数相等,其模必相等,反之,两个复数的模相等,这两个复数不一定相等.
3.两个复数不一定能够比较大小,但两个复数的模一定可以比较大小.
变式训练3若复数z对应的点在直线y=2x上,且|z|=,则复数z= .
1+2i或-1-2i
解析 依题意可设复数z=a+2ai(a∈R),由|z|=,
解得a=±1,故z=1+2i或z=-1-2i.
探究点四 共轭复数及其应用
【例4】 设z=-3+2i,则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
C
解析 由z=-3+2i,得=-3-2i,则在复平面内对应的点(-3,-2)位于第三象限,故选C.
规律方法 共轭复数的关注点
本节内容对共轭复数的要求有两点:一是会利用定义写出已知复数的共轭复数;二是明确互为共轭的两个复数表示的点的对称关系.
变式训练4已知z为复数,为z的共轭复数,且=|z|-1+5i,则z的虚部是( )
A.5i B.-5i C.5 D.-5
解析 设z=a+bi,a,b∈R,
∴=a-bi,|z|=,
∵a-bi=-1+5i,
∴
故z=12-5i,虚部为-5.故选D.
D
本节要点归纳
1.知识清单:
(1)复数与复平面内的点、向量之间的对应关系.
(2)复数的模及几何意义.
(3)共轭复数.
2.方法归纳:待定系数法、数形结合.
3.常见误区:虚数不能比较大小,虚数的模可以比较大小.
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