第5章 第5节 复数(学用讲义)-【优学精研】2027年高考数学一轮总复习学用Word(创新版)
2026-08-14
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习学案系统梳理复数专题,涵盖概念(实部虚部、相等共轭、模)、四则运算(法则及运算律)、几何意义(复平面点与向量)、实系数一元二次方程虚根等核心考点,通过填空式梳理和题组练透引导学生自主构建知识网络,体现考点的系统性与层次性。
亮点在于诊断性题组和方法指导结合,如开篇4道概念辨析题帮助学生自主诊断,运算模块配有“i的周期性”等结论总结培养数学思维,几何意义部分通过复平面点轨迹问题发展数学眼光。教师可依据学生错题精准指导,助力个性化复习,提升自主备考能力。
内容正文:
第5节 复数
1.通过方程的解,认识复数.
2.理解复数的代数表示及其几何意义,理解两个复数相等的含义.
3.掌握复数代数表示式的四则运算,了解复数加、减运算的几何意义.
复数的有关概念
1.复数的概念:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,a,b分别是它的 与 .当且仅当b=0时,a+bi是实数;当b≠0时,a+bi叫做虚数;当a=0且b≠0时,a+bi叫做纯虚数.
2.复数相等:a+bi=c+di⇔ (a,b,c,d∈R).
3.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.
4.复数的模:向量的模叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|= .
题组练透
1.(2026·海南海口模拟)下列关于复数的说法,正确的是( )
A.复数i是最小的纯虚数
B.在复数范围内,模为1的复数共有1,-1,i和-i四个
C.i与-i是一对共轭复数
D.虚轴上的点都表示纯虚数
2.(2025·新高考Ⅰ卷1题)(1+5i)i的虚部为( )
A.-1 B.0
C.1 D.6
3.已知复数z=m2-7m+6+(m2-36)i是纯虚数,则实数m的值为( )
A.±6 B.1或6
C.-6 D.1
4.设(1+i)x=1+yi,其中x,y是实数,则|x+yi|=( )
A.1 B. C. D.2
解决复数概念问题的两个注意事项
复数的四则运算
1.复数的加、减、乘、除运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R).
(1)z1±z2=(a+bi)±(c+di)= ;
(2)z1·z2=(a+bi)·(c+di)= ;
(3)== = (c+di≠0).
2.复数加法的运算律
设z1,z2,z3∈C,则复数加法满足以下运算律:
(1)交换律:z1+z2= ;
(2)结合律:(z1+z2)+z3= .
3.复数乘法的运算律
设z1,z2,z3∈C,则复数乘法满足以下运算律:
(1)交换律:z1z2= ;
(2)结合律:(z1z2)z3= ;
(3)乘法对加法的分配律:z1(z2+z3)= .
结论:(1)i的乘方具有周期性
i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0,n∈N*;
(2)(1±i)2=±2i,=i,=-i.
(1)(2025·全国Ⅱ卷2题)已知z=1+i,则=( )
A.-i B.i
C.-1 D.1
(2)已知z=,则+z2 026=( )
A.-i B.2i
C.i-1 D.i+1
听课记录
复数代数形式运算的策略
练1 (1)〔一题多解〕(2024·新高考Ⅰ卷2题)若=1+i,则z=( )
A.-1-i B.-1+i
C.1-i D.1+i
(2)(2026·甘肃白银模拟)已知复数z=,i为虚数单位,是z的共轭复数,则= .
复数的几何意义
1.复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b).
2.复数z=a+bi平面向量.
3.复数z的方程在复平面上表示的图形
(1)a≤|z|≤b表示以原点O为圆心,以a和b为半径的两圆所夹的圆环;
(2)|z-(a+bi)|=r(r>0)表示以(a,b)为圆心,r为半径的圆.
4.复数加减运算的几何意义:复数加、减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
如图给出的平行四边形OZ1ZZ2可以直观地反映出复数加、减法的几何意义,
即=+,=-.
提醒:复数z=a+bi(a,b∈R)在复平面内对应点的坐标为(a,b),而不是(a,bi).
(1)(2026·北京丰台模拟)在复平面内,复数z=i(1-i)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
(2)(2026·湖南长沙模拟)在复平面内,复数z1对应的点与复数z2=对应的点关于实轴对称,则z1=( )
A.1+i B.-1-i
C.-1+i D.1-i
听课记录
对复数几何意义的再理解
(1)复数z、复平面上的点Z及向量相互联系,即z=a+bi(a,b∈R)⇔Z(a,b)⇔;
(2)由于|z1-z2|表示z1,z2在复平面内对应点Z1,Z2之间的距离,因此可由此判断复数对应点的轨迹问题,并结合平面解析几何知识解决最值问题.
练2 (1)(2026·广东佛山模拟)复平面上A,B两点对应的复数分别是1+3i,-2+i,向量对应的复数为z,则|z|=( )
A.17 B.
C.13 D.
(2)〔一题多解〕已知i是虚数单位,复数z=a+bi(a,b∈R),且|z-i|=|z+2-i|,试求|z-3+i|的最小值.
复数集内一元二次方程的解
实系数一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)若存在虚根,则两根必为共轭复数.
(1)(2026·湖南怀化模拟)若复数z是x2+x+1=0的根,则|z|=( )
A. B.1
C.2 D.3
(2)〔多选〕已知关于x的方程x2+tx+1=0(-2<t<2)的两复数根为z1和z2,则( )
A.z1= B.z1·z2=1
C.|z1|=|z2| D.=
听课记录
1.对实系数一元二次方程来说,求根公式、根与系数的关系、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.
练3 若关于x的方程x2+(k+2i)x+2+ki=0有实根.求这个实根及相应的实数k的值.
提示:完成课后作业 第五章 第5节
双休检测13
答案
第5节 复数
考点一
1.实部 虚部 2.a=c且b=d
4.
题组练透
1.C 虚数不能比大小,故A错误;对于复数z=a+bi(a,b∈R),但凡满足a2+b2=1,其模均为1,显然不仅四个,比如a=,b=时,|z|=1,故B错误;由共轭复数的定义可知C正确;原点(0,0)也在虚轴上,但不表示纯虚数,故D错误.
2.C 因为(1+5i)i=i+5i2=-5+i,所以其虚部为1.故选C.
3.D 由题意可得m2-7m+6=0且m2-36≠0,则m=1.
4.B 因为(1+i)x=1+yi,x,y∈R,所以x+xi=1+yi,所以解得所以|x+yi|=.
考点二
1.(1)(a±c)+(b±d)i (2)(ac-bd)+(ad+bc)i (3) +i
2.(1)z2+z1 (2)z1+(z2+z3)
3.(1)z2z1 (2)z1(z2z3) (3)z1z2+z1z3
【例1】 (1)A (2)C 解析:(1)==-i.故选A.
(2)由=-i可得z=-i,所以=i,由z2 026=(-i)2 026=(-i)2 024·(-i)2=i2 024·(-1)=-1可得+z2 026=i-1.故选C.
练1 (1)C (2)+i
解析:(1)法一 因为==1+=1+i,所以z=1+=1-i.故选C.
法二 由=1+i,得z=(z-1)(1+i),即zi=1+i,z==1-i.
(2)z====-i,所以=+i,所以====+i.
考点三
【例2】 (1)D (2)C 解析:(1)因为z=i(1-i)=1+i,所以=1-i,共轭复数对应的点坐标为(1,-1),位于第四象限.故选D.
(2)由z2====-1-i,所以z1=-1+i.故选C.
练2 (1)D 由题意可得A(1,3),B(-2,1),则=(-3,-2),所以z=-3-2i,得|z|==.故选D.
(2)解:法一 由|z-i|=|z+2-i|,得复数z在复平面内对应的点Z到点(0,1)与点(-2,1)的距离相等,
则点Z在直线x=-1上.|z-3+i|表示点Z与点(3,-)的距离,
过点(3,-)作直线x=-1的垂线,垂足为P(图略),
当点Z与点P重合时,|z-3+i|取得最小值4.
法二 因为z=a+bi(a,b∈R),则z-i=a+(b-1)i,z+2-i=(a+2)+(b-1)i,
由|z-i|=|z+2-i|,可得
=,
解得a=-1,则z=-1+bi,
所以z-3+i=-4+(b+)i,
因此|z-3+i|
=≥4,当且仅当b=-时,等号成立,
故|z-3+i|的最小值为4.
考点四
【例3】 (1)B (2)ABC 解析:(1)∵x2+x+1=0,∴由求根公式得x==,即z=,∴当z=-+i时,|z|==1;当z=--i时,|z|==1.综上,|z|=1.
(2)实系数一元二次方程的虚根互为共轭复数,所以A、C正确;由根与系数的关系知B正确;==,D错误.故选A、B、C.
练3 解:设x=x0是方程的实根,代入方程并整理得(+kx0+2)+(2x0+k)i=0.
由复数相等的条件得+kx0+2=2x0+k=0,解得或
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