内容正文:
复习专题2 复数
【思维导图】
【考点分类】
【知识梳理】
7.1 复数的概念
【知识点1 数系的扩充和复数的概念】
1.数系的扩充与复数的相关概念
(1)复数的引入
为了解决这样的方程在实数系中无解的问题,我们引入一个新数i,规定:
①,即i是方程的根;
②实数可以和数i进行加法和乘法运算,且加法和乘法的运算律仍然成立.
在此规定下,实数a与i相加,结果记作a+i;实数b与i相乘,结果记作bi;实数a与bi相加,结果
记作a+bi.注意到所有实数以及i都可以写成a+bi(a,b∈R)的形式,从而这些数都在扩充后的新数集中.
(2)复数的概念
我们把形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫
做复数集.这样,方程在复数集C中就有解x=i了.
(3)复数的表示
复数通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R).以后不作特殊说明时,复数z=a+bi都有a,b∈R,其中的a与b分别叫做复数z的实部与虚部.
(4)复数的分类
对于复数a+bi,当且仅当b=0时,它是实数;当且仅当a=b=0时,它是实数0;当b≠0时,它叫做虚数;当a=0且b≠0时,它叫做纯虚数.
显然,实数集R是复数集C的真子集,即.
复数z=a+bi可以分类如下:
复数,
复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,可用图表示.
2.复数相等
在复数集C={a+bi|a,b∈R}中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等当且仅当
a=c且b=d,即当且仅当两个复数的实部与实部相等、虚部与虚部相等时,两个复数才相等.
【知识点2 复数的几何意义】
1.复数的几何意义
(1)复平面
根据复数相等的定义,可得复数z=a+bi有序实数对(a,b),而有序实数对(a,b)平面
直角坐标系中的点,所以复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应关系.
如图所示,点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi可用点Z(a,b)表示,这个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.
(2)复数的几何意义——与点对应
由上可知,每一个复数,有复平面内唯一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有唯一
的一个复数和它对应.复数集C中的数和复平面内的点是一一对应的,即复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b),这是复数的一种几何意义.
(3)复数的几何意义——与向量对应
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.
如图所示,设复平面内的点Z表示复数z=a+bi,连接OZ,显然向量由点Z唯一确定;反过来,点Z(相对于原点来说)也可以由向量唯一确定.
因此,复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量是一一对应的(实数0与零向量对应),即复数z=a+bi平面向量,这是复数的另一种几何意义.
2.复数的模
向量的模r叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|.如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它
的模等于|a|(就是a的绝对值).由模的定义可知,|z|=|a+bi|=r=(r0,r∈R).
3.共轭复数
(1)定义
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0
的两个共轭复数也复数z的共轭复数用表示,即若z=a+bi,则.特别地,实数a的共轭复数仍是a本身.
(2)几何意义
互为共轭复数的两个复数在复平面内所对应的点关于实轴对称(如图).特别地,实数和它的共轭复数在复
平面内所对应的点重合,且在实轴上.
(3)性质
①.
②实数的共轭复数是它本身,即z∈R,利用这个性质可证明一个复数为实数.
4.复数的模的几何意义
(1)复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|就是复数z=a+bi在复平面内对应的点Z(a,b)到坐标原点的距离,这是复数
的模的几何意义.
(2)复数z在复平面内对应的点为Z,r表示一个大于0的常数,则满足条件|z|=r的点Z组成的集合是以
原点为圆心,r为半径的圆,|z|<r表示圆的内部,|z|>r表示圆的外部.
7.2 复数的四则运算
【知识点1 复数的四则运算】
1.复数的加法运算及其几何意义
(1)复数的加法法则
设,(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
(2)复数的加法满足的运算律
对任意∈C,有
①交换律:;
②结合律:.
(3)复数加法的几何意义
在复平面内,设,(a,b,c,d∈R)对应的向量分别为,,则=(a,b),=(c,d).以,对应的线段为邻边作平行四边形 (如图所示),则由平面向量的坐标运算,可得=(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d),即z=(a+c)+(b+d)i,即对角线OZ对应的向量就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量.
2.复数的减法运算及其几何意义
(1)复数的减法法则
类比实数减法的意义,我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足(c+di)+(x+yi)=a+bi的复数
x+yi(x,y∈R)叫做复数a+bi(a,b∈R)减去复数c+di(c,d∈R)的差,记作(a+bi)-(c+di).
根据复数相等的定义,有c+x=a,d+y=b,因此x=a-c,y=b-d,所以x+yi=(a-c)+(b-d)i,即(a+bi) -(c+di)
=(a-c)+(b-d)i.这就是复数的减法法则.
(2)复数减法的几何意义
两个复数,(a,b,c,d∈R)在复平面内对应的向量分别是,,那么这两个复
数的差对应的向量是,即向量.
如果作,那么点Z对应的复数就是(如图所示).
这说明两个向量与的差就是与复数(a-c)+(b-d)i对应的向量.因此,复数的减法可以按照向
量的减法来进行,这是复数减法的几何意义.
3.复数的乘法运算
(1)复数的乘法法则
设,(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=ac+bci+adi+bdi2
=(ac-bd)+(ad+bc)i.
可以看出,两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部与
虚部分别合并即可.
(2)复数乘法的运算律
对于任意∈C,有
①交换律:;
②结合律:;
③分配律:.
在复数范围内,正整数指数幂的运算律仍然成立.即对于任意复数z,z1,z2和正整数m,n,有,
,.
4.复数的除法
(1)定义
我们规定复数的除法是乘法的逆运算.即把满足(c+di)(x+yi)=a+bi(c+di≠0)的复数x+yi叫做复数a+bi除
以复数c+di的商,记作(a+bi)÷(c+di)或(a,b,c,d∈R,且c+di≠0).
(2)复数的除法法则
(a+bi)÷(c+di)====+i(a,b,c,d∈R,且
c+di≠0).
由此可见,两个复数相除(除数不为0),所得的商是一个确定的复数.
5.|z-z0| (z, z0∈C ) 的几何意义
设复数,(a,b,c,d∈R)在复平面内对应的点分别是Z1(a,b),Z2(c,d),则
,又复数=(a-c)+(b-d)i,则.
故,即表示复数z1,z2在复平面内对应的点之间的距离.
6.复数运算的常用技巧
(1)复数常见运算小结论
①;
②;
③;
④;
⑤.
(2)常用公式
;
;
.
【知识点2 复数范围内方程的根】
1.复数范围内实数系一元二次方程的根
若一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,且a,b,c∈R),则当∆>0时,方程有两个不相等的实根
,;
当∆=0时,方程有两个相等的实根;
当∆<0时,方程有两个虚根,,且两个虚数根互为共轭
复数.
2.复数的方程的解题策略
(1)对实系数二次方程来说,求根公式、韦达定理、判别式的功能没有变化,仍然适用.
(2)对复系数(至少有一个系数为虚数)方程,判别式判断根的功能失去了,其他仍适用.
7.3 复数的三角表示
【知识点1 复数的三角表示式】
1.复数的三角表示式
(1)复数的三角表示式
如图,我们可以用刻画向量大小的模r和刻画向量方向的角θ来表示复数z.
一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cosθ+isinθ)的形式.
概念名称
概念的说明
模r
r是复数z的模,)
辐角θ
θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,且
三角形式
r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,该式的结构特征是:模非负,角相同,余弦前,加号连
(2)辅角的主值
显然,任何一个不为零的复数的辐角有无限多个值,且这些值相差2π的整数倍.例如,复数i的辐角是
,其中k可以取任何整数.对于复数0,因为它对应着零向量,而零向量的方向是任意的,所以复数0的辐角也是任意的.我们规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值.通常记作argz,即0≤argz<2π.
(3)三角形式下的复数相等
每一个不等于零的复数有唯一的模与辐角的主值,并且由它的模与辐角的主值唯一确定.因此,两个非零复数相等当且仅当它们的模与辐角的主值分别相等.
【知识点2 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义】
1.复数乘法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数乘法运算的三角表示
根据复数的乘法法则以及两角和的正弦、余弦公式,可以得到
,
即.
这就是说,两个复数相乘,积的模等于各复数的模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
(2)几何意义
两个复数z1,z2相乘时,可以像图那样,先分别画出与z1,z2对应的向量,,然后把向量
绕点O按逆时针方向旋转角θ2(如果θ2<0,就要把绕点O按顺时针方向旋转角|θ2|),再把它的模变为原来的r2倍,得到向量,表示的复数就是积z1z2.这是复数乘法的几何意义.
2.复数除法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数除法运算的三角表示
设,,且,因为,所以根据复数除法的定义,有.
这就是说,两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐
角减去除数的辐角所得的差.
(2)几何意义
如图,两个复数z1,z2相除时,先分别画出与z1,z2对应的向量,,然后把向量绕点O按
顺时针方向旋转角θ2(如果θ2<0,就要把绕点O按逆时针方向旋转角|θ2|),再把它的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是商.这是复数除法的几何意义.
【考点1:复数的有关概念】
1.(25-26高二下·浙江·阶段检测)复数(其中为虚数单位)的虚部为( )
A. B. C.1 D.2
2.(2026·山西忻州·模拟预测)已知复数,则的虚部为( )
A.-1 B.1 C.2 D.4
3.(25-26高一下·山东泰安·阶段检测)参加某次数学竞赛的10名学生的成绩(单位:分)如下:71,86,76,80,96,81,84,83,92,88,则以这10人成绩的第60百分位数为实部,第75百分位数为虚部的复数是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一下·江西新余·阶段检测)复数的虚部为______.
5.(25-26高一下·上海·期中)已知,其中为虚数单位,则 ______.
【考点2:复数的分类】
1.(25-26高一下·安徽蚌埠·阶段检测)已知,则“”是“复数为纯虚数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2026·安徽合肥·二模)(多选)已知复数(,为虚数单位),则( )
A.当时,
B.当为纯虚数时,
C.在复平面内对应的点恒在直线上
D.当时,
3.(25-26高一下·上海普陀·期末)若复数,则实数的取值为__________.
4.(25-26高一下·四川广安·阶段检测)已知复数,其中.
(1)设,若是纯虚数,求实数m的值;
(2)设,分别记复数在复平面上对应的点为A、B,若,求点P坐标.
5.(25-26高一下·天津宝坻·期中)已知是虚数单位,复数.
(1)若是实数,求的值;
(2)若是纯虚数,求的值;
(3)若在复平面内对应的点位于第二象限,求的取值范围.
【考点3:复数的几何意义】
1.(25-26高二下·贵州·阶段检测)已知复数,,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
2.(25-26高一下·黑龙江大庆·阶段检测)复数,,为虚数单位,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.(25-26高一下·海南·阶段检测)(多选)已知复数(为虚数单位),下列说法正确的是( )
A.的对应点在第三象限
B.的虚部为
C.
D.满足的复数对应的点在以原点为圆心,为半径的圆上
4.(25-26高一下·江西新余·阶段检测)(多选)如图,每个小方格的边长均为1,复数,在复平面内的对应点分别为A,B,则( )
A. B.
C.为纯虚数 D.在复平面内的对应点位于第三象限
5.(25-26高一下·河北邢台·阶段检测)(多选)若复数,则()
A. B.的虚部为
C.在复平面内对应的点位于第四象限 D.是方程的复数根
【考点4:复数的模】
1.(25-26高一下·陕西榆林·期中)若复数满足,则的最大值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
2.(25-26高二下·广东广州·期末)复数z满足,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一下·江西新余·阶段检测)已知复数z的共轭复数为,且,则( )
A. B.5 C. D.6
4.(25-26高一下·湖北十堰·阶段检测)(多选)设,为复数,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则的取值范围是
5.(25-26高一下·上海·期中)已知复数满足(其中为虚数单位),,若.
(1)求复数;
(2)求的取值范围.
【考点5:复数的三角表示】
1.(2026·山东潍坊·三模)在复平面内,把与复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,得到的向量对应的复数为,则( )
A. B. C. D.
2.(2026·云南保山·二模)棣莫弗公式是由法国数学家棣莫弗发现的.若复数,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·湖北·模拟预测)已知复数,则( )
A.1 B. C. D.
4.(2026·山东济南·模拟预测)(多选)已知方程在复数范围内有n个根,且这n个根在复平面内对应的点n等分单位圆.下列复数是方程的根的是( )
A.1 B.i C. D.
5.(2026·山东滨州·一模)(多选)在量子计算的理论研究中,量子比特的相位演化可以用复指数形式描述.瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:为量子态的叠加与演化提供了重要的数学基础.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.依据欧拉公式,则下列结论正确的是( )
A.的虚部为
B.在复平面内对应的点位于第一象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【考点6:复数的运算】
1.(2026·山西忻州·模拟预测)若,则( )
A. B. C. D.
2.(2026高三·全国·专题练习)已知的展开式中第五项与第七项的系数之和为0,其中i为虚数单位,则展开式中常数项为( )
A.45 B. C.90 D.
3.(25-26高一下·河北沧州·阶段检测)已知复数,.
(1)求;
(2)求;
(3)若,求.
4.(25-26高一下·宁夏银川·期中)已知复数,复数在复平面内对应的点为.
(1)若复数是关于的方程的一个根,,求的值:
(2)若复数满足,求复数的共轭复数.
5.(25-26高一下·上海·阶段检测)已知的实系数一元二次方程.
(1)若复数是该方程的一个虚根,且,求复数z:
(2)记方程的两虚根为和,若,且,求实数的值:
(3)在(2)的前提下,对任意,存在使得成立,求实数的取值范围.
【考点7:共轭复数】
1.(25-26高一下·四川泸州·期中)已知为虚数单位,复数满足,则的共轭复数的模为( )
A. B. C. D.
2.(2026·北京·三模)已知复数,则复平面内,复数z的共轭复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
3.(2026·江西南昌·模拟预测)已知复数满足条件,则( )
A. B. C. D.
4.(2026·山西忻州·模拟预测)已知复数满足,,且的虚部为正,则( )
A. B. C. D.6
5.(25-26高一下·广东广州·期中)(多选)已知,都是复数,下列选项中正确的有( )
A.若,则或
B.若,则是实数
C.
D.若,则
【考点8:复数的平方根与立方根】
1.(24-25高二下·广东广州·期末)已知复数满足,则( )
A.2 B. C.3 D.
2.(2025高三·全国·竞赛)关于的方程存在一个模为1的虚根,则正整数的最小值是_____.
3.(23-24高一下·上海·期末)计算:______.
4.(25-26高一下·重庆万州·阶段检测)(1)已知,复数在复平面内对应的点位于第四象限,求的取值范围.
(2)已知,方程是否存在纯虚数根?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
5.(24-25高一下·福建南平·期末)已知复数,,是虚数单位.
(1)若复数z是纯虚数,求m的值:
(2)当时,复数是关于x的方程的一个根,求实数p,q的值.
【考点9:复数的综合运算】
1.(25-26高三上·北京海淀·开学考试)若复数满足,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·上海徐汇·阶段检测)已知复数、满足,,,求、.
3.(24-25高二下·上海闵行·期末)已知复数满足,,.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若是关于的方程()的一个根,求实数与的值.
4.(25-26高二下·上海宝山·阶段检测)已知、均为复数,且,记、在复平面上对应的点分别为、.
(1)若,求的值;
(2)若点在轴上运动,求点的轨迹方程;
(3)点在圆上运动,点的轨迹记为曲线,求的值;使得圆与曲线只有一个公共点.
【达标检测】
一、单选题
1.(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)已知复数满足,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.2
2.(25-26高一下·天津河西·期中)是虚数单位,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.(2026·内蒙古赤峰·一模)复数,则( )
A. B. C.2 D.
4.(25-26高一下·福建宁德·期中)在复平面内,复数所对的向量为,将逆时针旋转得到,则所对应的复数为( )
A. B. C. D.
5.(2026·海南·模拟预测)已知是关于的实系数方程的一个根,则为( )
A.10 B. C.6 D.
6.(2026·安徽合肥·模拟预测)复数z满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(2026·甘肃金昌·模拟预测)已知复数z满足,i为虚数单位,是z的共轭复数,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.在复平面上对应的点在第二象限
8.(25-26高三上·江苏泰州·阶段检测)已知是复数,则下列说法一定正确的有( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则至少有一个是虚数
三、填空题
9.(2026·天津河北·模拟预测)已知是虚数单位,则___________.
10.(25-26高一下·广东东莞·期中)复平面上两个点分别对应两个复数,它们满足下列两个条件:①;②两点连线的中点对应的复数为,若为坐标原点,则的面积为______
四、解答题
11.(25-26高一下·天津宝坻·期中)已知是虚数单位,复数.
(1)若是实数,求的值;
(2)若是纯虚数,求的值;
(3)若在复平面内对应的点位于第二象限,求的取值范围.
12.(25-26高一下·上海·期中)已知复数满足(其中为虚数单位),,若.
(1)求复数;
(2)求的取值范围.
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复习专题2 复数
【思维导图】
【考点分类】
【知识梳理】
7.1 复数的概念
【知识点1 数系的扩充和复数的概念】
1.数系的扩充与复数的相关概念
(1)复数的引入
为了解决这样的方程在实数系中无解的问题,我们引入一个新数i,规定:
①,即i是方程的根;
②实数可以和数i进行加法和乘法运算,且加法和乘法的运算律仍然成立.
在此规定下,实数a与i相加,结果记作a+i;实数b与i相乘,结果记作bi;实数a与bi相加,结果
记作a+bi.注意到所有实数以及i都可以写成a+bi(a,b∈R)的形式,从而这些数都在扩充后的新数集中.
(2)复数的概念
我们把形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数构成的集合C={a+bi|a,b∈R}叫
做复数集.这样,方程在复数集C中就有解x=i了.
(3)复数的表示
复数通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R).以后不作特殊说明时,复数z=a+bi都有a,b∈R,其中的a与b分别叫做复数z的实部与虚部.
(4)复数的分类
对于复数a+bi,当且仅当b=0时,它是实数;当且仅当a=b=0时,它是实数0;当b≠0时,它叫做虚数;当a=0且b≠0时,它叫做纯虚数.
显然,实数集R是复数集C的真子集,即.
复数z=a+bi可以分类如下:
复数,
复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,可用图表示.
2.复数相等
在复数集C={a+bi|a,b∈R}中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),我们规定:a+bi与c+di相等当且仅当
a=c且b=d,即当且仅当两个复数的实部与实部相等、虚部与虚部相等时,两个复数才相等.
【知识点2 复数的几何意义】
1.复数的几何意义
(1)复平面
根据复数相等的定义,可得复数z=a+bi有序实数对(a,b),而有序实数对(a,b)平面
直角坐标系中的点,所以复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应关系.
如图所示,点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi可用点Z(a,b)表示,这个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.
(2)复数的几何意义——与点对应
由上可知,每一个复数,有复平面内唯一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有唯一
的一个复数和它对应.复数集C中的数和复平面内的点是一一对应的,即复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b),这是复数的一种几何意义.
(3)复数的几何意义——与向量对应
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.
如图所示,设复平面内的点Z表示复数z=a+bi,连接OZ,显然向量由点Z唯一确定;反过来,点Z(相对于原点来说)也可以由向量唯一确定.
因此,复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量是一一对应的(实数0与零向量对应),即复数z=a+bi平面向量,这是复数的另一种几何意义.
2.复数的模
向量的模r叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|.如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它
的模等于|a|(就是a的绝对值).由模的定义可知,|z|=|a+bi|=r=(r0,r∈R).
3.共轭复数
(1)定义
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0
的两个共轭复数也复数z的共轭复数用表示,即若z=a+bi,则.特别地,实数a的共轭复数仍是a本身.
(2)几何意义
互为共轭复数的两个复数在复平面内所对应的点关于实轴对称(如图).特别地,实数和它的共轭复数在复
平面内所对应的点重合,且在实轴上.
(3)性质
①.
②实数的共轭复数是它本身,即z∈R,利用这个性质可证明一个复数为实数.
4.复数的模的几何意义
(1)复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|就是复数z=a+bi在复平面内对应的点Z(a,b)到坐标原点的距离,这是复数
的模的几何意义.
(2)复数z在复平面内对应的点为Z,r表示一个大于0的常数,则满足条件|z|=r的点Z组成的集合是以
原点为圆心,r为半径的圆,|z|<r表示圆的内部,|z|>r表示圆的外部.
7.2 复数的四则运算
【知识点1 复数的四则运算】
1.复数的加法运算及其几何意义
(1)复数的加法法则
设,(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
(2)复数的加法满足的运算律
对任意∈C,有
①交换律:;
②结合律:.
(3)复数加法的几何意义
在复平面内,设,(a,b,c,d∈R)对应的向量分别为,,则=(a,b),=(c,d).以,对应的线段为邻边作平行四边形 (如图所示),则由平面向量的坐标运算,可得=(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d),即z=(a+c)+(b+d)i,即对角线OZ对应的向量就是与复数(a+c)+(b+d)i对应的向量.
2.复数的减法运算及其几何意义
(1)复数的减法法则
类比实数减法的意义,我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足(c+di)+(x+yi)=a+bi的复数
x+yi(x,y∈R)叫做复数a+bi(a,b∈R)减去复数c+di(c,d∈R)的差,记作(a+bi)-(c+di).
根据复数相等的定义,有c+x=a,d+y=b,因此x=a-c,y=b-d,所以x+yi=(a-c)+(b-d)i,即(a+bi) -(c+di)
=(a-c)+(b-d)i.这就是复数的减法法则.
(2)复数减法的几何意义
两个复数,(a,b,c,d∈R)在复平面内对应的向量分别是,,那么这两个复
数的差对应的向量是,即向量.
如果作,那么点Z对应的复数就是(如图所示).
这说明两个向量与的差就是与复数(a-c)+(b-d)i对应的向量.因此,复数的减法可以按照向
量的减法来进行,这是复数减法的几何意义.
3.复数的乘法运算
(1)复数的乘法法则
设,(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=ac+bci+adi+bdi2
=(ac-bd)+(ad+bc)i.
可以看出,两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把i2换成-1,并且把实部与
虚部分别合并即可.
(2)复数乘法的运算律
对于任意∈C,有
①交换律:;
②结合律:;
③分配律:.
在复数范围内,正整数指数幂的运算律仍然成立.即对于任意复数z,z1,z2和正整数m,n,有,
,.
4.复数的除法
(1)定义
我们规定复数的除法是乘法的逆运算.即把满足(c+di)(x+yi)=a+bi(c+di≠0)的复数x+yi叫做复数a+bi除
以复数c+di的商,记作(a+bi)÷(c+di)或(a,b,c,d∈R,且c+di≠0).
(2)复数的除法法则
(a+bi)÷(c+di)====+i(a,b,c,d∈R,且
c+di≠0).
由此可见,两个复数相除(除数不为0),所得的商是一个确定的复数.
5.|z-z0| (z, z0∈C ) 的几何意义
设复数,(a,b,c,d∈R)在复平面内对应的点分别是Z1(a,b),Z2(c,d),则
,又复数=(a-c)+(b-d)i,则.
故,即表示复数z1,z2在复平面内对应的点之间的距离.
6.复数运算的常用技巧
(1)复数常见运算小结论
①;
②;
③;
④;
⑤.
(2)常用公式
;
;
.
【知识点2 复数范围内方程的根】
1.复数范围内实数系一元二次方程的根
若一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,且a,b,c∈R),则当∆>0时,方程有两个不相等的实根
,;
当∆=0时,方程有两个相等的实根;
当∆<0时,方程有两个虚根,,且两个虚数根互为共轭
复数.
2.复数的方程的解题策略
(1)对实系数二次方程来说,求根公式、韦达定理、判别式的功能没有变化,仍然适用.
(2)对复系数(至少有一个系数为虚数)方程,判别式判断根的功能失去了,其他仍适用.
7.3 复数的三角表示
【知识点1 复数的三角表示式】
1.复数的三角表示式
(1)复数的三角表示式
如图,我们可以用刻画向量大小的模r和刻画向量方向的角θ来表示复数z.
一般地,任何一个复数z=a+bi都可以表示成r(cosθ+isinθ)的形式.
概念名称
概念的说明
模r
r是复数z的模,)
辐角θ
θ是以x轴的非负半轴为始边,向量所在射线(射线OZ)为终边的角,且
三角形式
r(cosθ+isinθ)叫做复数z=a+bi的三角表示式,简称三角形式,该式的结构特征是:模非负,角相同,余弦前,加号连
(2)辅角的主值
显然,任何一个不为零的复数的辐角有无限多个值,且这些值相差2π的整数倍.例如,复数i的辐角是
,其中k可以取任何整数.对于复数0,因为它对应着零向量,而零向量的方向是任意的,所以复数0的辐角也是任意的.我们规定在0≤θ<2π范围内的辐角θ的值为辐角的主值.通常记作argz,即0≤argz<2π.
(3)三角形式下的复数相等
每一个不等于零的复数有唯一的模与辐角的主值,并且由它的模与辐角的主值唯一确定.因此,两个非零复数相等当且仅当它们的模与辐角的主值分别相等.
【知识点2 复数乘、除运算的三角表示及其几何意义】
1.复数乘法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数乘法运算的三角表示
根据复数的乘法法则以及两角和的正弦、余弦公式,可以得到
,
即.
这就是说,两个复数相乘,积的模等于各复数的模的积,积的辐角等于各复数的辐角的和.
(2)几何意义
两个复数z1,z2相乘时,可以像图那样,先分别画出与z1,z2对应的向量,,然后把向量
绕点O按逆时针方向旋转角θ2(如果θ2<0,就要把绕点O按顺时针方向旋转角|θ2|),再把它的模变为原来的r2倍,得到向量,表示的复数就是积z1z2.这是复数乘法的几何意义.
2.复数除法运算的三角表示及其几何意义
(1)复数除法运算的三角表示
设,,且,因为,所以根据复数除法的定义,有.
这就是说,两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐
角减去除数的辐角所得的差.
(2)几何意义
如图,两个复数z1,z2相除时,先分别画出与z1,z2对应的向量,,然后把向量绕点O按
顺时针方向旋转角θ2(如果θ2<0,就要把绕点O按逆时针方向旋转角|θ2|),再把它的模变为原来的倍,得到向量,表示的复数就是商.这是复数除法的几何意义.
【考点1:复数的有关概念】
1.(25-26高二下·浙江·阶段检测)复数(其中为虚数单位)的虚部为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】由虚部的概念即可求解.
【详解】由虚部的概念可知:复数的虚部为1.
2.(2026·山西忻州·模拟预测)已知复数,则的虚部为( )
A.-1 B.1 C.2 D.4
【答案】C
【详解】,所以的虚部为2.
3.(25-26高一下·山东泰安·阶段检测)参加某次数学竞赛的10名学生的成绩(单位:分)如下:71,86,76,80,96,81,84,83,92,88,则以这10人成绩的第60百分位数为实部,第75百分位数为虚部的复数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将成绩从小到大排序,再根据百分位数的计算规则分别求出第60、75百分位数,组合得到对应复数即可
【详解】首先将10名学生的成绩按从小到大排序:.
由,故第60百分位数为排序后第6位和第7位数据的平均数,即,即所求复数的实部为85.
由,故第75百分位数为排序后第8位数据88,即所求复数的虚部为88.
因此所求复数为.
4.(25-26高一下·江西新余·阶段检测)复数的虚部为______.
【答案】
【详解】因为,所以的虚部为.
5.(25-26高一下·上海·期中)已知,其中为虚数单位,则 ______.
【答案】
【分析】根据复数相等得到的值,从而求出的值.
【详解】已知,其中,则,,
因此.
【考点2:复数的分类】
1.(25-26高一下·安徽蚌埠·阶段检测)已知,则“”是“复数为纯虚数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】当时,为纯虚数,故充分性成立;
当为纯虚数时,,解得,故必要性成立.
所以“”是“复数为纯虚数”的充要条件.
2.(2026·安徽合肥·二模)(多选)已知复数(,为虚数单位),则( )
A.当时,
B.当为纯虚数时,
C.在复平面内对应的点恒在直线上
D.当时,
【答案】BC
【分析】根据共轭复数和纯虚数的定义可判断A,B,求出复数对应的点可判断C,利用复数的乘法运算可判断D.
【详解】对于A,当时,,,A不正确;
对于B,,当为纯虚数时,,即,B正确;
对于C,,在复平面内对应的点的坐标为,
因为,所以C正确;
对于D,当时,,,D不正确.
3.(25-26高一下·上海普陀·期末)若复数,则实数的取值为__________.
【答案】
【分析】根据复数可比较大小的充要条件为该复数是正实数,则条件转化为实部大于0,且虚部等于0,化简求解即可.
【详解】,
,解得,
故实数的取值为.
4.(25-26高一下·四川广安·阶段检测)已知复数,其中.
(1)设,若是纯虚数,求实数m的值;
(2)设,分别记复数在复平面上对应的点为A、B,若,求点P坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知可得,根据是纯虚数即可求解;
(2)当时求得复平面上对应的点的坐标,利用向量的坐标表示,计算即可求解.
【详解】(1),
因为是纯虚数,所以且,解得;
(2)当时,,故得,,故.
设点,则 ,,
因为,所以,解得
所以点P的坐标为 .
5.(25-26高一下·天津宝坻·期中)已知是虚数单位,复数.
(1)若是实数,求的值;
(2)若是纯虚数,求的值;
(3)若在复平面内对应的点位于第二象限,求的取值范围.
【答案】(1)
或
(2)
(3)
【详解】(1)因为为实数,所以,即,所以或;
(2)因为为纯虚数,所以,即,所以;
(3)若在复平面内对应的点位于第二象限,所以,即,所以.
【考点3:复数的几何意义】
1.(25-26高二下·贵州·阶段检测)已知复数,,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
【答案】D
【分析】求出复数的和后根据复数的几何意义判断.
【详解】由已知,对应点坐标为,在第四象限.
2.(25-26高一下·黑龙江大庆·阶段检测)复数,,为虚数单位,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】D
【分析】根据复数的加减法和复数的几何意义即可得到答案.
【详解】由题意得,
则在复平面内对应的点的坐标为,则其位于第四象限.
3.(25-26高一下·海南·阶段检测)(多选)已知复数(为虚数单位),下列说法正确的是( )
A.的对应点在第三象限
B.的虚部为
C.
D.满足的复数对应的点在以原点为圆心,为半径的圆上
【答案】ACD
【详解】由题可得:,
则复数在复平面内对应的点位于第三象限,A正确;
因为,则复数的虚部为,B错误;
,C正确;
由,
可知满足的复数对应的点在以原点为圆心,半径为的圆上,D正确.
4.(25-26高一下·江西新余·阶段检测)(多选)如图,每个小方格的边长均为1,复数,在复平面内的对应点分别为A,B,则( )
A. B.
C.为纯虚数 D.在复平面内的对应点位于第三象限
【答案】ACD
【分析】先根据点 , 在复平面内的坐标写出 ,,再分别进行复数的加法、数乘和除法运算,判断各选项.
【详解】由图可知,点的坐标为 ,点的坐标为 ,
所以因此A正确,B错误.
对于C,
的实部为0,虚部不为0,所以为纯虚数,C正确.
对于D,
其实部和虚部均为负数,所以其对应点位于第三象限,D正确.
5.(25-26高一下·河北邢台·阶段检测)(多选)若复数,则()
A. B.的虚部为
C.在复平面内对应的点位于第四象限 D.是方程的复数根
【答案】AC
【详解】.
选项A:,正确.
选项B:的虚部为,不是,错误.
选项C:在复平面内对应点为,位于第四象限,正确.
选项D:将代入方程可得:
,故不是该方程的根,错误.
【考点4:复数的模】
1.(25-26高一下·陕西榆林·期中)若复数满足,则的最大值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】先利用复数模的几何意义,将复数转化为复平面上的点,根据圆上点到定点的最大距离为圆心到定点的距离加半径求解即可.
【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,
表示圆上的点与定点的距离,
而圆心到定点的距离为4,
则的最大值为.
2.(25-26高二下·广东广州·期末)复数z满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,代入题干所给的等式求解,根据模长公式计算模长,代入即可求解.
【详解】设,则,则,
则,解得;
故,;
故.
3.(25-26高一下·江西新余·阶段检测)已知复数z的共轭复数为,且,则( )
A. B.5 C. D.6
【答案】A
【详解】设,,,则,,
所以,,
因为,所以,,
则,解得,故,.
4.(25-26高一下·湖北十堰·阶段检测)(多选)设,为复数,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则的取值范围是
【答案】BD
【分析】由复数的基本性质、几何意义与模的运算求解即可.
【详解】对于A选项,设,,则,,满足,但,,
复数不能比较大小,故A错误;
对于B选项,因为,所以,则,所以,故B正确;
对于C选项,设,,此时,但,故C错误;
对于D选项,设,,因为,所以,
则点在以为圆心,半径为的圆形区域内,
由可知(因为 ),故.
,所以,
该式表示圆形区域内的点到定点的距离,因为,
则,即的取值范围是,故D正确.
5.(25-26高一下·上海·期中)已知复数满足(其中为虚数单位),,若.
(1)求复数;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接利用复数的除法运算得到答案;
(2)利用共轭复数的定义和复数模的运算化简得到,解得答案.
【详解】(1)已知复数满足,则.
(2)由(1)可知,,则,
又因为,,所以,
由于,得,化简得,解得,
因此的取值范围是.
【考点5:复数的三角表示】
1.(2026·山东潍坊·三模)在复平面内,把与复数对应的向量绕原点按顺时针方向旋转,得到的向量对应的复数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将向量的顺时针旋转转化为复数乘法运算,通过复数除法的分母实数化求解原复数.
【详解】由复数乘法的几何意义,复数对应的向量绕原点顺时针旋转后,
所得向量对应的复数为,即.
因此,,分子分母同乘,得.
2.(2026·云南保山·二模)棣莫弗公式是由法国数学家棣莫弗发现的.若复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由棣莫弗公式,.
3.(2026·湖北·模拟预测)已知复数,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】借助复数运算法则计算即可得.
【详解】,
则.
4.(2026·山东济南·模拟预测)(多选)已知方程在复数范围内有n个根,且这n个根在复平面内对应的点n等分单位圆.下列复数是方程的根的是( )
A.1 B.i C. D.
【答案】ACD
【详解】,A正确;,B错误;
依题意方程的个根在复平面内对应的点九等分单位圆,
已知是其中一个根,则个根的幅角依次为,
即根为,
当时,有,C正确;
当时,有,D正确.
5.(2026·山东滨州·一模)(多选)在量子计算的理论研究中,量子比特的相位演化可以用复指数形式描述.瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:为量子态的叠加与演化提供了重要的数学基础.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.依据欧拉公式,则下列结论正确的是( )
A.的虚部为
B.在复平面内对应的点位于第一象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【答案】ABC
【分析】对于A,根据题意可得,即可得虚部;对于B,根据题意可得,结合复数的几何意义分析判断;对于C,根据题意结合诱导公式分析判断;对于D,由题意可得,结合面积公式分析判断.
【详解】对于A,因为,所以的虚部为,故A正确;
对于B,因为,
所以在复平面内对应的点为,位于第一象限,故B正确;
对于C,因为,,
所以,即,故C正确;
对于选项D:因为,,
则在复平面内分别对应点,
可得,,
则面积为,
当且仅当时,等号成立,
所以面积的最大值为,故D错误.
【考点6:复数的运算】
1.(2026·山西忻州·模拟预测)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先利用虚数单位的幂次周期性化简分子和分母,再通过分母实数化计算得到的代数形式
【详解】因为,,
所以.
2.(2026高三·全国·专题练习)已知的展开式中第五项与第七项的系数之和为0,其中i为虚数单位,则展开式中常数项为( )
A.45 B. C.90 D.
【答案】A
【分析】根据二项展开式可得,得到,再求常数项即可.
【详解】的展开式通项公式为:.
第五项的系数为,第七项的系数为,
由第五项与第七项的系数之和为0,
可得,解得.
令,解得,
故所求的常数项为.
3.(25-26高一下·河北沧州·阶段检测)已知复数,.
(1)求;
(2)求;
(3)若,求.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先求出,再根据复数模的计算公式求其模;
(2)根据复数乘法的运算法则计算;
(3)先求出,再根据共轭复数的定义求出.
【详解】(1),
.
(2).
(3)因为,
所以.
4.(25-26高一下·宁夏银川·期中)已知复数,复数在复平面内对应的点为.
(1)若复数是关于的方程的一个根,,求的值:
(2)若复数满足,求复数的共轭复数.
【答案】(1)20
(2)
【分析】(1)由题意,将代入方程,可得m,n的值,即可得答案.
(2)根据复数的运算法则,整理化简,可得复数,根据共轭复数的概念,即可得答案.
【详解】(1)由题意,将代入方程可得,
整理得,即,
所以,解得,
所以.
(2)由题意
,
所以,
则复数的共轭复数
5.(25-26高一下·上海·阶段检测)已知的实系数一元二次方程.
(1)若复数是该方程的一个虚根,且,求复数z:
(2)记方程的两虚根为和,若,且,求实数的值:
(3)在(2)的前提下,对任意,存在使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)4
(3)
【分析】(1)根据共轭复数的模的性质及复数相等求解即可;
(2)根据复数的加减乘法运算及实系数一元二次方程的韦达定理得解;
(3)分离参数,转化为存在,使成立,再由函数求最大值即可.
【详解】(1)设,由题意知也是方程的一个虚根,
由得.
因为,所以 ,解得,
故.
(2)设,则,得.
由 得.
因为,所以,
所以.
(3)当时, ,存在使 ,
即存在,使成立 .
因为在上单调递增,所以当时,,
所以,即,故的取值范围是.
【考点7:共轭复数】
1.(25-26高一下·四川泸州·期中)已知为虚数单位,复数满足,则的共轭复数的模为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题设,则.
2.(2026·北京·三模)已知复数,则复平面内,复数z的共轭复数对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】先通过复数的除法运算化简复数,再求出其共轭复数,结合复数的几何意义判断对应点所在象限.
【详解】由, 得,故对应的点为,
由其横、纵坐标均为负可知该点位于第三象限.
3.(2026·江西南昌·模拟预测)已知复数满足条件,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,由共轭复数以及乘法运算求解即可.
【详解】设,所以,又因为,
所以,
所以,解得.
4.(2026·山西忻州·模拟预测)已知复数满足,,且的虚部为正,则( )
A. B. C. D.6
【答案】B
【分析】由复数的相关概念可得.
【详解】设,则.由题意,
.
又,.
两式相加,得,
所以,
又,所以.
由,得.
即.
解得.
由于的虚部为正,所以.
于是.
因此.
5.(25-26高一下·广东广州·期中)(多选)已知,都是复数,下列选项中正确的有( )
A.若,则或
B.若,则是实数
C.
D.若,则
【答案】ABC
【分析】对A根据复数模的性质判断可得;对B由共轭复数的定义及复数的加法运算可得;对C由共轭复数的定义及运算可得;对D通过举反例判断可得.
【详解】选项A:复数的模满足,若,则,
所以或,即或,故A正确.
选项B:设(),由得,则,为实数,故B正确.
选项C:设(),
左边,
右边,左右两边相等,故C正确.
选项D:因为只有两个实数才能比较大小,若仅说明差为正实数,但可能含虚部,
比如,,但两个虚数和无法比较大小,故D错误.
【考点8:复数的平方根与立方根】
1.(24-25高二下·广东广州·期末)已知复数满足,则( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】B
【分析】根据一元二次方程的配方法求根得,进而求解复数模长得结论.
【详解】复数满足,
即,可得,
则.
故选:B.
2.(2025高三·全国·竞赛)关于的方程存在一个模为1的虚根,则正整数的最小值是_____.
【答案】7
【分析】由题意设,代入方程可得,即,利用三角恒等变换化简可求得,,从而有,即,表明或须是的倍数,经验证的最小值为7.
【详解】由于,则设,
原式,即,
联立得,
则有, 故
两式平方后相加整理得,所以
解得,
所以,因此,
此时,从而,
故,即,
因为,则或,
若,时,,不满足题意,
若,时,,满足题意,
时,,满足题意,
故答案为:7.
3.(23-24高一下·上海·期末)计算:______.
【答案】1000
【分析】利用复数的运算性质化简即可求解.
【详解】原式
.
故答案为:1000.
4.(25-26高一下·重庆万州·阶段检测)(1)已知,复数在复平面内对应的点位于第四象限,求的取值范围.
(2)已知,方程是否存在纯虚数根?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,
【分析】(1)先化简复数,再根据复平面第四象限点的坐标特征,列不等式组求解的取值范围;
(2)设方程存在纯虚数根,将其代入方程即可求解.
【详解】由,
因为复数在复平面内对应的点位于第四象限,
所以,解得,则m的取值范围为.
设方程存在纯虚数根,
则,即,
则,解得或,且,
此时方程为,则,
解得或,满足题意,则.
5.(24-25高一下·福建南平·期末)已知复数,,是虚数单位.
(1)若复数z是纯虚数,求m的值:
(2)当时,复数是关于x的方程的一个根,求实数p,q的值.
【答案】(1)1
(2)
【分析】(1)若复数是纯虚数,则其实部为0,且虚部不为0,据此列出方程组即可求出m的值;
(2)根据实系数一元二次方程虚根互为共轭求出另外一个根,再利用韦达定理即可求出p,q的值.
【详解】(1)因为复数是纯虚数,所以.
由,解得或.
当时, ,符合要求;
当时,,不符合要求,舍去,
所以m的值为1;
(2)当时,复数,
由题意知复数是关于x的方程的一个根.
因为方程的系数为实数,
所以方程的另外一个根是的共轭复数.
所以由韦达定理可得,
解得.
【考点9:复数的综合运算】
1.(25-26高三上·北京海淀·开学考试)若复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先根据题意得到,再化简即可.
【详解】由,得,
.
故选:C
【点睛】本题主要考查复数的运算,同时考查学生的计算能力,属于简单题.
2.(25-26高二下·上海徐汇·阶段检测)已知复数、满足,,,求、.
【答案】或
【分析】假设,,然后依据复数的模以及运算,可得结果.
【详解】设, .
由,,,
所以或,
所以或.
【点睛】本题考查复数的运算,属基础题.
3.(24-25高二下·上海闵行·期末)已知复数满足,,.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若是关于的方程()的一个根,求实数与的值.
【答案】(1)(2)或
【分析】(1)根据,得,所以,再由求解.
(2)根据是关于的方程()的一个根,知其共轭复数是方程的另一个根,再利用韦达定理求解.
【详解】(1)∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴的取值范围为,
(2)是关于的方程()的一个根,
则也是方程的另一个根,
根据韦达定理可得,
解的或
【点睛】本题主要考查了复数的运算及解一元二次方程,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
4.(25-26高二下·上海宝山·阶段检测)已知、均为复数,且,记、在复平面上对应的点分别为、.
(1)若,求的值;
(2)若点在轴上运动,求点的轨迹方程;
(3)点在圆上运动,点的轨迹记为曲线,求的值;使得圆与曲线只有一个公共点.
【答案】(1);(2);(3).
【分析】(1)根据复数相等的概念,即可求出;(2)设点的坐标为,点的坐标为,根据题意可得,,消参后即可求出;(3)设,根据题意,消参可得曲线为,根据两圆的位置关系即可求出.
【详解】(1),,
,
,
.
(2)设点的坐标为,点的坐标为,
,,
,
,
,,
,
点的轨迹方程为,.
(3)设,即,
则,
即,,
消参可得曲线为,
圆与曲线只有一个公共点,
两圆相切,
当两圆外切时,,此时无解,
当两圆内切时,,解得.
【点睛】本题考查了复数方程,参数方程,圆圆的位置关系,考查了运算能力和转化能力,属于中档题.
【达标检测】
一、单选题
1.(2026·海南省直辖县级单位·模拟预测)已知复数满足,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【详解】,,故的虚部为.
2.(25-26高一下·天津河西·期中)是虚数单位,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】C
【分析】求得对应的坐标,由此得出正确选项.
【详解】复数对应的坐标为,在第三象限.
故选:C.
3.(2026·内蒙古赤峰·一模)复数,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【详解】因,
则.
4.(25-26高一下·福建宁德·期中)在复平面内,复数所对的向量为,将逆时针旋转得到,则所对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用复数的几何意义结合旋转的性质求解即可.
【详解】由题意知,.
设,对应的复数为,则逆时针旋转后应在第一象限,所以,.
由旋转性质得旋转前后模长相等,且与垂直,
所以,解得.
所以逆时针旋转后,,对应的复数为.
5.(2026·海南·模拟预测)已知是关于的实系数方程的一个根,则为( )
A.10 B. C.6 D.
【答案】A
【详解】由题意可得也是关于的实系数方程的一个根,
则即,
,
所以.
6.(2026·安徽合肥·模拟预测)复数z满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】复数z满足,表示椭圆,求出它的长半轴长,短半轴长,可以利用的几何意义求出它的范围.
【详解】复数表示复平面上的点z到和的距离之和是4的轨迹是椭圆,则,的几何意义是复平面上的点到坐标原点的距离,所以.
故选:A.
二、多选题
7.(2026·甘肃金昌·模拟预测)已知复数z满足,i为虚数单位,是z的共轭复数,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.在复平面上对应的点在第二象限
【答案】BCD
【分析】利用复数的除法运算求出,再利用共轭复数判断A,利用复数模的运算判断B,利用复数与共轭复数乘积运算判断C,利用复数的平方运算来判断D.
【详解】对于A,由,则,
所以,故A错误;
对于B,由,故B正确;
对于C,由,故C正确;
对于D,由,故在复平面上对应的点在第二象限,故D正确.
故选:BCD.
8.(25-26高三上·江苏泰州·阶段检测)已知是复数,则下列说法一定正确的有( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则至少有一个是虚数
【答案】BD
【分析】举例说明,即可判断AC;由只有实数才能比较大小,复数不能比较大小判断B;利用用反证法即可判断D.
【详解】A:设,满足,但不满足,故A错误;
B:∵,∴都是实数,移项得,故B正确;
C:设,则满足,但不满足,故C错误;
D:假设中没有一个虚数(即全为实数),
则有,与矛盾,所以假设错误,原命题正确,故D正确.
故选:BD.
三、填空题
9.(2026·天津河北·模拟预测)已知是虚数单位,则___________.
【答案】
【分析】将原式先化简成复数的代数形式,然后利用复数的模长公式计算即可.
【详解】因为,,
所以,
故答案为:.
10.(25-26高一下·广东东莞·期中)复平面上两个点分别对应两个复数,它们满足下列两个条件:①;②两点连线的中点对应的复数为,若为坐标原点,则的面积为______
【答案】20
【分析】设,根据复数的运算及集合意义可得点的坐标,再根据中点坐标公式列方程求得的值,从而可得向量的坐标,根据向量的坐标运算确定模长与角度,从而得的面积.
【详解】设,
则.
所以点的坐标分别为
又两点连线的中点对应的复数为,
解得
.
又
的面积为.
故答案为:.
四、解答题
11.(25-26高一下·天津宝坻·期中)已知是虚数单位,复数.
(1)若是实数,求的值;
(2)若是纯虚数,求的值;
(3)若在复平面内对应的点位于第二象限,求的取值范围.
【答案】(1)
或
(2)
(3)
【详解】(1)因为为实数,所以,即,所以或;
(2)因为为纯虚数,所以,即,所以;
(3)若在复平面内对应的点位于第二象限,所以,即,所以.
12.(25-26高一下·上海·期中)已知复数满足(其中为虚数单位),,若.
(1)求复数;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接利用复数的除法运算得到答案;
(2)利用共轭复数的定义和复数模的运算化简得到,解得答案.
【详解】(1)已知复数满足,则.
(2)由(1)可知,,则,
又因为,,所以,
由于,得,化简得,解得,
因此的取值范围是.
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