摘要:
**基本信息**
聚焦复数6大核心考点,构建“概念-运算-几何-应用”四层方法体系,通过典例示范与跟踪训练实现知识逻辑与解题能力的双提升,培养数学眼光与思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|加减运算几何意义|1典例+7题|数形结合,复数、点、向量转化,距离公式应用|从复数几何表示到距离问题,体现数学眼光|
|乘方运算|1典例+8题|iⁿ周期性,(1±i)²公式,代数变形技巧|基于虚数单位性质,培养数学思维的逻辑性|
|复数方程根|1典例+9题|实系数方程虚根共轭,判别式分类,求根公式|从实数方程拓展到复数域,构建知识迁移|
|新定义问题|1典例+8题|欧拉公式应用,信息提取与知识整合|结合创新情境,提升数学语言表达能力|
|三角表达式|1典例+8题|模与辐角转化,棣莫弗定理,三角形式特征|从代数形式到三角形式,深化数学表征|
|模的轨迹问题|1典例+9题|模的几何意义,圆/椭圆/直线轨迹转化|从代数条件到几何图形,体现数形结合思维|
内容正文:
考点培优练03 复数中的运算、几何意义、复数方程及新定义问题6大考点
考点预览
目录
考点01 复数加减运算的几何意义 1
考点02 复数的乘方运算 2
考点03 复数范围内方程的根 3
考点04 复数中的新定义问题 4
考点05 复数的三角表达式 7
考点06 复数模相关的轨迹(图形)问题 9
考点通关
考点01 复数加减运算的几何意义
复数的几何意义及应用
(1)复数、复平面上的点及向量相互联系,即.
(2)由于复数、点、向量之间建立了一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观.
(3)()的几何意义
在复平面内,设复数,()对应的点分别是,,则,故,即表示复数在复平面内对应的点之间的距离.
【典例1】(2026·陕西西安·三模)(多选)设,,则( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练】1.(25-26高三下·湖南长沙·开学考试)(多选)已知,则( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三下·河南信阳·阶段检测)(多选)复数(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·江西赣州·期中)(多选)已知复数,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4.(22-23高三上·湖南长沙·阶段检测)(多选)已知复数,则下列结论中正确的是( )
A. B.的虚部为1
C. D.
5.(25-26高一下·重庆·期中)设复数,满足,且,则____________.
6.(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)若复数满足,则__________.
7.(2025·上海嘉定·二模)已知复数满足,则的值为______.
考点02 复数的乘方运算
虚数单位i的乘方
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2】(2026·浙江温州·二模)若i为虚数单位,则________.
【跟踪训练】1.(2026高三·全国·专题练习)若复数为纯虚数,则的值为( )
A. B.1 C. D.以上都不对
2.(25-26高三·全国·一轮复习)若复数满足,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·湖南郴州·三模)已知复数满足,且,则( )
A.1 B. C. D.
4.(25-26高三下·河北邯郸·阶段检测)已知复数,则( )
A. B.2 C. D.
5.(2026·吉林白山·二模)若复数(其中为虚数单位),则的共轭复数的虚部是( )
A.1 B. C. D.
6.(2026·新疆·二模)(多选)已知复数z满足,,则( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高三下·北京·强基计划)已知复数满足,则满足该方程的复数的个数为________.
8.(2026·广东广州·模拟预测)已知数列(为虚数单位),则的前项和为___________.
考点03 复数范围内方程的根
1、实系数一元二次方程中的为根的判别式,那么
(1)方程有两个不相等的实根;
(2)方程有两个相等的实根;
(3)方程有两个共轭虚根,
求解复数集上的方程的方法:
①设化归为实数方程来解决.
②把看成一个未知数(而不是实部和虚部两个未知数),用复数的性质来变形.
③对二次方程,直接用一元二次方程的求根公式.
【典例3】(25-26高三下·上海·阶段检测)若实系数方程有一个虚数根的模为4,则实数的取值范围为___________.
【跟踪训练】1.(2026·广东·模拟预测)在复数集范围内,若是的一个根,则( )
A.0或3 B.1或2 C.2或0 D.3或1
2.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)已知是实数,是关于的方程的一个根,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)(多选)已知为实数,若在复数范围内,方程存在两个虚数根分别为 ,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.的取值范围为
4.(2026·山东济南·二模)(多选)已知复数是方程的两根,则( )
A. B. C. D.
5.(2026·湖北·二模)(多选)已知复数、是方程的两根,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.若,则
6.(25-26高三上·吉林·阶段检测)(多选)在复平面内,下列说法正确的是( )
A.复数,则在复平面内对应的点位于第一象限
B.若复数,满足,则
C.若,,则的最小值为1
D.若是关于x的方程(p,)的根,则
7.(24-25高三下·海南·阶段检测)(多选)在复数范围内,关于的方程的其中一个根为,另一根为,则下列结论正确的是( )
A., B.
C. D.
8.(2026·上海·三模)已知,方程的一个根为(为虚数单位),则________.
9.(2025高三下·重庆·竞赛)若实数使得关于的方程有模为的虚根,则的取值范围为_______.
考点04 复数中的新定义问题
【典例4】(23-24高三上·山东青岛·期末)(多选)欧拉公式(其中为虚数单位,)是由瑞士著名数学家欧拉创立的,它把自然对数的底数、虚数单位、三角函数联系在一起,充分体现了数学的和谐美.已知实数指数幂的运算性质同样也适用于复数指数幂,根据欧拉公式,下列结论正确的是( )
A.在复平面内对应的点在第三象限
B.
C.的共轭复数为1
D.复数的实部为
【跟踪训练】1.(25-26高一下·安徽阜阳·期末)(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e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.
B.在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
2.(24-25高一下·江苏·期中)(多选)瑞士数学家欧拉是史上最伟大的数学家之一,他发现了被人们称为“世界上最完美的公式”——欧拉公式:(其中是虚数单位,是自然对数的底数),它也满足实数范围内指数的运算性质,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若复数的虚部为,,则的实部为
D.已知,,复数,在复平面内对应的点分别为,,则三角形面积的最大值为
3.(25-26高一下·福建泉州·期末)(多选)欧拉公式是虚数单位巧妙地将复数、指数函数与三角函数联系起来,在涉及波动、振动、周期信号、交变场等理工领域应用广泛,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.复数的模等于 D.
4.(24-25高三上·湖南长沙·阶段检测)(多选)1748年,瑞士数学家欧拉发现了复指数函数和三角函数的关系,并写下公式(为虚数单位),这个公式在复变函数中有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,据此公式,则有( )
A. B.
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
6.(24-25高二上·安徽·开学考试)(多选)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中e是自然对数的底数,i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,在复变函数论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为1
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若,在复平面内分别对应点,,则面积的最大值为1
7.(疑难压轴8跨模块知识交汇的创新定义问题(小题狂练)--题型破局系列【北京专版】)定义域是复数集的子集的函数称为复变函数,就是一个多项式复变函数.给定多项式复变函数之后,对任意一个复数,通过计算公式可以得到一列值.如果存在一个正数,使得对任意都成立,则称为的收敛点;否则,称为的发散点.则下列选项中是的收敛点的是____________.(填序号)
① ②. ③ ④
8.(23-24高一下·陕西西安·阶段检测)对任意复数,定义.
(1)若,求相应的复数;
(2)若中的为常数,则令,对任意,是否一定有常数使得?这样的是否唯一?说明理由.
(3)计算,并建立它们之间的一个等式.由此发现一个一般的等式,并证明之.
考点05 复数的三角表达式
定义:一般地,任何一个复数都可以表示成的形式.其中,是复数的模;是复数的辐角.叫做复数的三角表示式,简称三角形式.
注意:复数三角形式的特点:模非负,角相同,余弦前,加号连
两个用三角形式表示的复数相等的充要条件
它们的模与辐角的主值分别相等
复数的辐角
以x轴的正半轴为始边、向量所在的射线为终边的角,叫做复数的辐角。
辐角的主值:,记作:
将复数的代数形式转化为三角形式的步骤
1.求出模;2.确定辐角的主值;3.写出其三角形式
【典例5】(2025高三下·甘肃·竞赛)已知复数z满足,是虚数单位,则的最大值为_________.
【跟踪训练】1.(2026·湖北·模拟预测)已知复数,则( )
A.1 B. C. D.
2.(25-26高三上·河南南阳·期末)任何一个复数(其中,i为虚数单位)都可以表示成三角形式(其中,),数学家棣莫弗由此还发现了棣莫弗定理:.已知复数,则的虚部为( )
A. B. C. D.
3.(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.
4.(25-26高三上·浙江宁波·期末)(多选)已知为虚数单位,复数,则下列说法正确的是( )
A.的三角形式为
B.若,则实数的值为3
C.,,……,中有44个正整数
D.
5.(2025·河北·模拟预测)(多选)已知复数,则( )
A.的虚部是 B.
C. D.
6.(20-21高三上·山东菏泽·期中)(多选)已知复数(其中i为虚数单位),下列说法正确的是
A.复数z在复平面上对应的点可能落在第二象限 B.
C. D.为实数
7.(2026·浙江嘉兴·二模)(多选)已知是由复数组成的数列,(i为虚数单位),且,则( )
A.
B.
C.
D.若,则的最小值为
8.(25-26高三下·贵州·阶段检测)(多选)设 ,则以下选项正确的是( )
A.
B.
C.
D.
考点06 复数模相关的轨迹(图形)问题
复数模的轨迹问题
(1)代表复平面内以原点为圆心,为半径的圆;是以对应点为圆心、为半径的圆。
(2)表示两点垂直平分线;为椭圆类轨迹。
(3)设代入模长公式,转化为的直角坐标方程,判断曲线类型。
【典例6】(25-26高三上·贵州安顺·期末)(多选)设复数(为虚数单位,),则下列结论正确的是( )
A.当时,为纯虚数 B.一定是实数
C.的最小值为2 D.在复平面内对应点的轨迹是圆
【跟踪训练】1.(25-26高三下·陕西榆林·期中)已知复数满足,则在复平面内对应的点形成的轨迹为( )
A.一条直线 B.一条线段 C.一个圆 D.一段圆弧
2.(2026·河北沧州·一模)已知复数,其中,则在复平面内所对应点的轨迹为( )
A.线段 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
3.(2026·辽宁朝阳·三模)(多选)已知复数在复平面内对应的点分别为,且点连接后构成三角形,则下列结论正确的是( )
A.若复数满足,则是一个等腰三角形
B.若复数满足,则在复平面内对应的点的轨迹是以为直径的圆
C.若复数满足,则在复平面内对应的点为的内心
D.若复数满足,则在复平面内对应的点为的重心
4.(25-26高三下·浙江丽水·期中)(多选)已知为虚数单位,下列说法正确的是( )
A.若复数,则
B.若复数满足,则或
C.若复数满足,则
D.若复数满足,则在复平面内对应的点的轨迹为直线
5.(2026·陕西·二模)(多选)已知复数在复平面上对应的点为,且满足,则( )
A. B.的轨迹是
C.到直线的距离的最大值为 D.到圆上点的距离的最大值为
6.(2025·河南郑州·二模)(多选)已知复数满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
7.(2025·广东汕头·一模)(多选)已知复数,(x,),则下列结论正确的是( )
A.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是圆
B.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是椭圆
C.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是双曲线
D.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是直线
8.(2024·江西·二模)(多选)设为复数,且,下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则最大值为3
C.若,则
D.若,则在复平面对应的点在一条直线上
9.(25-26高三下·福建龙岩·期末)(多选)已知复数z在复平面内对应的点为P,且满足,则( )
A.点P的轨迹是一条直线 B.复数z可以为纯虚数
C.的最小值为1 D.复数z的实部和虚部之和为0
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考点培优练03 复数中的运算、几何意义、复数方程及新定义问题6大考点
考点预览
目录
考点01 复数加减运算的几何意义 1
考点02 复数的乘方运算 5
考点03 复数范围内方程的根 9
考点04 复数中的新定义问题 14
考点05 复数的三角表达式 23
考点06 复数模相关的轨迹(图形)问题 29
考点通关
考点01 复数加减运算的几何意义
复数的几何意义及应用
(1)复数、复平面上的点及向量相互联系,即.
(2)由于复数、点、向量之间建立了一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观.
(3)()的几何意义
在复平面内,设复数,()对应的点分别是,,则,故,即表示复数在复平面内对应的点之间的距离.
【典例1】(2026·陕西西安·三模)(多选)设,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】分别求出和,即可判断A,求出,即可判断B;求出,并求出它的模,即可判断C;分别求出和,即可判断D.
【详解】因为,,所以,
,所以,故A正确;
因为,故B错误;
因为,
所以,故C正确;
因为,,
所以,
,
所以,故D错误.
故选:AC
【跟踪训练】1.(25-26高三下·湖南长沙·开学考试)(多选)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】利用复数模的意义、乘法运算,结合共轭复数的意义逐项计算判断.
【详解】对于A,,,A正确;
对于B,,则,B正确;
对于C,,则,C正确;
对于D,,,,D错误.
故选:ABC
2.(24-25高三下·河南信阳·阶段检测)(多选)复数(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据共轭复数的定义,复数的模及复数的运算求解即可.
【详解】对于A,根据共轭复数的定义知,,故A正确;
对于B,互为共轭复数的两个复数的模相等,,
所以,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D错误.
故选:AB.
3.(25-26高三上·江西赣州·期中)(多选)已知复数,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】根据复数的模、复数的四则运算规则和共轭复数的性质求解判断各选项.
【详解】对于A,由,,则,
所以,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,,故C正确;
对于D,由,则,
,则,故D正确.
故选:BCD
4.(22-23高三上·湖南长沙·阶段检测)(多选)已知复数,则下列结论中正确的是( )
A. B.的虚部为1
C. D.
【答案】AC
【分析】先化简复数,然后求出的共轭复数即可验证选项AB,
求出复数的模验证选项C,化简选项D即可
【详解】因为,
所以,故A正确;
的虚部为,故选项B错误;
由,故选项C正确,
由,
所以,
故选项D错误,
故选:AC.
5.(25-26高一下·重庆·期中)设复数,满足,且,则____________.
【答案】
【分析】法一:设,,借助模长公式及复数加减运算法则计算即可得;法二:借助复数模长性质有,再利用模长公式计算即可得.
【详解】法一:设,,,
由,则,
则,
即,,
则,,
即,
故,
又,
则
.
法二:由复数模长性质可得,
则,
故.
6.(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)若复数满足,则__________.
【答案】3
【分析】由求解即可.
【详解】由复数的几何意义得
所以.
故答案为:3
7.(2025·上海嘉定·二模)已知复数满足,则的值为______.
【答案】
【分析】利用复数的几何意义,把复数和平面向量建立一一对应关系,再利用向量的加减运算及平行四边形的性质即可.
【详解】设对应的复数为,对应的复数为,
则对应的复数为,对应的复数为,
因为,
由平行四边形的性质可得:
所以
故答案为:
考点02 复数的乘方运算
虚数单位i的乘方
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2】(2026·浙江温州·二模)若i为虚数单位,则________.
【答案】
【分析】设,利用错位相减法求得,进而求解即可.
【详解】由,,
设,
则,
两式相减得,
,
所以.
【跟踪训练】1.(2026高三·全国·专题练习)若复数为纯虚数,则的值为( )
A. B.1 C. D.以上都不对
【答案】A
【分析】由复数的除法运算和纯虚数的概念,求得,再由复数的乘方运算即可求解.
【详解】由题意得,
因为该复数是纯虚数, 所以,解得,即,
又 ,代入,得,
因为,所以,
所以 .
2.(25-26高三·全国·一轮复习)若复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】法一:设,
因为复数满足,即,
化简得,所以,解方程组得或,
所以.
法二:由求根公式可得,所以.
3.(2026·湖南郴州·三模)已知复数满足,且,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】复数,根据题意求得,再计算即可得答案.
【详解】设复数,则,因为,所以,
因为,所以,即,
所以.
4.(25-26高三下·河北邯郸·阶段检测)已知复数,则( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【分析】根据复数的运算法则,求得,结合复数模的计算公式,即可求解..
【详解】由复数,所以.
5.(2026·吉林白山·二模)若复数(其中为虚数单位),则的共轭复数的虚部是( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】先确定满足关系,,,,再证明,由此求结论.
【详解】因为,所以,
所以,,,,
所以,
所以复数,,
所以
即,
所以的共轭复数为,其虚部为.
6.(2026·新疆·二模)(多选)已知复数z满足,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】因式分解求解判断A;利用实系数一元二次方程韦达定理判断B;变形判断C;利用等式性质推理判断D.
【详解】对于A,由,得,而,因此,A正确;
对于B,由,得,
则方程的两个虚根互为共轭复数,因此,B正确;
对于C,由,得,因此,C错误;
对于D,由,得,因此,
则,D正确.
7.(25-26高三下·北京·强基计划)已知复数满足,则满足该方程的复数的个数为________.
【答案】7
【详解】当时,,,满足;
当时,则,因为,所以,所以,,
当时,有,则得,即,
而方程在复数范围内有6个不同的根,
综上所述,满足条件的复数的个数为7个.
8.(2026·广东广州·模拟预测)已知数列(为虚数单位),则的前项和为___________.
【答案】
【分析】利用复数的乘方运算化简数列的通项,再利用分组求和法,结合等差、等比数列的前项和公式求解.
【详解】数列中,,
显然数列为等比数列,是等差数列,
所以.
考点03 复数范围内方程的根
1、实系数一元二次方程中的为根的判别式,那么
(1)方程有两个不相等的实根;
(2)方程有两个相等的实根;
(3)方程有两个共轭虚根,
求解复数集上的方程的方法:
①设化归为实数方程来解决.
②把看成一个未知数(而不是实部和虚部两个未知数),用复数的性质来变形.
③对二次方程,直接用一元二次方程的求根公式.
【典例3】(25-26高三下·上海·阶段检测)若实系数方程有一个虚数根的模为4,则实数的取值范围为___________.
【答案】
【分析】因为实系数的一元二次方程若有虚数根,则两根共轭,可设两根分别为和,则,结合,再由可求b的取值范围.
【详解】由题意可知实系数方程有两个虚数根,
设实系数一元二次方程的两个虚数根为和,
则.
所以,则,
实系数方程有虚数根,
则,
则实数的取值范围为.
【跟踪训练】1.(2026·广东·模拟预测)在复数集范围内,若是的一个根,则( )
A.0或3 B.1或2 C.2或0 D.3或1
【答案】A
【详解】由,得,所以或,
又是的一个根,所以或,
所以或.
2.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)已知是实数,是关于的方程的一个根,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】是方程的根,代入方程求解即可.
【详解】因为是关于的方程的一个根,
所以,所以,解得,
故选:C
3.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)(多选)已知为实数,若在复数范围内,方程存在两个虚数根分别为 ,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.的取值范围为
【答案】ACD
【详解】方程存在两个虚数根分别为 ,
是共轭虚数,,故选项A正确;
虚数不能比较大小,故选项B错误;
方程存在两个虚数根分别为 ,
,,,故选项C正确;
方程存在两个虚数根分别为 ,
,,,
,故选项D正确.
4.(2026·山东济南·二模)(多选)已知复数是方程的两根,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】对A,由题知,方程的两根为,则,正确;
对B,若,则,
若,则,错误;
对CD,由韦达定理可知,,,C错误,D正确.
5.(2026·湖北·二模)(多选)已知复数、是方程的两根,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.若,则
【答案】AD
【详解】实系数一元二次方程的虚根共轭成对,因此,A正确
由韦达定理可知,,所以B错误;
,C错误,
,可得,由韦达定理可知,所以, D正确.
6.(25-26高三上·吉林·阶段检测)(多选)在复平面内,下列说法正确的是( )
A.复数,则在复平面内对应的点位于第一象限
B.若复数,满足,则
C.若,,则的最小值为1
D.若是关于x的方程(p,)的根,则
【答案】AC
【分析】根据共轭复数的定义,复数模的运算公式,结合复数模的几何意义、实系数一元二次方程根的性质逐一判断即可.
【详解】A:,所以在复平面内对应的点位于第一象限,故A正确;
B:设,显然有,
但是,故B错误;
C:因为,所以设,
所以,
显然当时,的最小值为1,故C正确;
D:因为是关于的方程的根,
所以也是关于的方程的根,
于是有,故D错误.
故选:AC
7.(24-25高三下·海南·阶段检测)(多选)在复数范围内,关于的方程的其中一个根为,另一根为,则下列结论正确的是( )
A., B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】对于A将代入方程求解即可判断,对于B利用A选项得方程,求方程的根即可求,对于C计算即可判断,对于D先计算,最后利用即可求解.
【详解】对于A:是方程的根,则,
即,那么,所以,,故A错误;
对于B:由A知,,所以,,故B错误;
对于C:,故C正确;
对于D:,所以,故D正确.
故选:BCD.
8.(2026·上海·三模)已知,方程的一个根为(为虚数单位),则________.
【答案】
【详解】由方程的一个根为,可得方程的另一个根为,
根据根与系数的关系,可得.
9.(2025高三下·重庆·竞赛)若实数使得关于的方程有模为的虚根,则的取值范围为_______.
【答案】
【分析】法一:设出方程的根并代入方程求解,再根据复数相等列出方程,利用参数表示,再结合二次函数性质,可得答案;法二:根据三次方程的韦达定律,表示出参数,其余步骤同法一.
【详解】法一:设方程有模为的虚根,其中满足.
代入有,从而有且.
注意,所以.
注意,所以.
另一方面,对每一个,可找到一个,
使得,,,且使方程有模为的虚根.
故的取值范围为.
法二:由实系数多项式方程虚根成对原理,可设方程的两虚根为,
其中满足,由韦达定理知此三次方程三根之和为0,从而其唯一实根为.
再由韦达定理知,.
.
注意,所以.
另一方面,对每一个,可找到一个,
使得,,,且使方程有模为的虚根.
故的取值范围为.
故答案为:.
考点04 复数中的新定义问题
【典例4】(23-24高三上·山东青岛·期末)(多选)欧拉公式(其中为虚数单位,)是由瑞士著名数学家欧拉创立的,它把自然对数的底数、虚数单位、三角函数联系在一起,充分体现了数学的和谐美.已知实数指数幂的运算性质同样也适用于复数指数幂,根据欧拉公式,下列结论正确的是( )
A.在复平面内对应的点在第三象限
B.
C.的共轭复数为1
D.复数的实部为
【答案】BD
【分析】由复数几何意义可判断A,由复数模的运算可判断B,由共轭复数、实部的概念可判断CD.
【详解】对于A,在复平面对应的点为在第二象限(因为),故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,的共轭复数为,故C错误;
对于D,的实部为,故D正确.
故选:BD.
【跟踪训练】1.(25-26高一下·安徽阜阳·期末)(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e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.
B.在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若在复平面内分别对应点,则面积的最大值为
【答案】ACD
【分析】由新定义知识依次判断选项即可.
【详解】对于A,因为,所以,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错误;
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正确.
2.(24-25高一下·江苏·期中)(多选)瑞士数学家欧拉是史上最伟大的数学家之一,他发现了被人们称为“世界上最完美的公式”——欧拉公式:(其中是虚数单位,是自然对数的底数),它也满足实数范围内指数的运算性质,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若复数的虚部为,,则的实部为
D.已知,,复数,在复平面内对应的点分别为,,则三角形面积的最大值为
【答案】AB
【分析】根据欧拉公式及复数得模即可判断A;
,整理即可判断B;
根据欧拉公式及复数的虚部为,,结合三角恒等变换,求出,即可求出的实部,从而判断C;
根据题意可得,点得轨迹时以原点为圆心,1为半径的圆,根据三角形的面积公式即可求得三角形面积的最大值,从而判断D.
【详解】解:对于A,,故A正确;
对于B,
,故B正确;
对于C,
,
因为复数的虚部为,所以,
又,所以,
故,所以,
所以,
,
,
即的实部为,故C错误;
对于D,由题意,,
则点得轨迹时以原点为圆心,1为半径的圆,
又,,
当,即时,取最大值,
所以三角形面积的最大值为,故D错误.
故选:AB.
3.(25-26高一下·福建泉州·期末)(多选)欧拉公式是虚数单位巧妙地将复数、指数函数与三角函数联系起来,在涉及波动、振动、周期信号、交变场等理工领域应用广泛,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.复数的模等于 D.
【答案】ABD
【详解】对于A选项,,,故A选项正确;
对于B选项,,故B选项正确;
对于C选项,解法一:,
解法二:,
所以,故C选项错误;
对于D选项,
,故D选项正确.
4.(24-25高三上·湖南长沙·阶段检测)(多选)1748年,瑞士数学家欧拉发现了复指数函数和三角函数的关系,并写下公式(为虚数单位),这个公式在复变函数中有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,据此公式,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】根据题设中的公式和复数运算法则,逐项计算后可得正确的选项.
【详解】对于A,当时,因为,所以,故选项A正确;
对于B,,故B正确;
对于C,由,,所以,得出,故选项C正确;
对于D,由C选项的分析得,推不出,故选项D错误.
故选:ABC.
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.
6.(24-25高二上·安徽·开学考试)(多选)瑞士数学家欧拉于1748年提出了著名的欧拉公式:,其中e是自然对数的底数,i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,在复变函数论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”.依据欧拉公式,下列选项正确的是( )
A.的虚部为1
B.复数在复平面内对应的点位于第二象限
C.
D.若,在复平面内分别对应点,,则面积的最大值为1
【答案】AC
【分析】A选项,根据题意得到,得到虚部;B选项,求出,故对应的点坐标为,得到B错误;C选项,计算出,故C正确;D选项,计算出,,则,故,得到面积最大值为.
【详解】A选项,,故的虚部为1,A正确;
B选项,,
故在复平面内对应的点坐标为,在第一象限,B错误;
C选项,,
故,C正确;
D选项,若,,
故,,
则,故,
当,即时,面积取得最大值,最大值为,D错误.
故选:AC
7.(疑难压轴8跨模块知识交汇的创新定义问题(小题狂练)--题型破局系列【北京专版】)定义域是复数集的子集的函数称为复变函数,就是一个多项式复变函数.给定多项式复变函数之后,对任意一个复数,通过计算公式可以得到一列值.如果存在一个正数,使得对任意都成立,则称为的收敛点;否则,称为的发散点.则下列选项中是的收敛点的是____________.(填序号)
① ②. ③ ④
【答案】②④
【分析】对由递推公式生成的不同数列情况进行分析,结合收敛点的定义判断即可.
【详解】对于①,由可得数列随的增大不断增大,①错误.
对于②,由可得数列,,当时,,则恒成立,存在一个正数,使得对任意都成立,②正确.
对于③,由可得数列,不满足题意,③错误.
对于④,由可得数列,,从第二项起为周期数列,周期为2,因为,所以存在一个正数,使得对任意都成立,④正确.
故选:②④
8.(23-24高一下·陕西西安·阶段检测)对任意复数,定义.
(1)若,求相应的复数;
(2)若中的为常数,则令,对任意,是否一定有常数使得?这样的是否唯一?说明理由.
(3)计算,并建立它们之间的一个等式.由此发现一个一般的等式,并证明之.
【答案】(1),
(2),,m不唯一,理由见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)由复数相等的性质分析可得到结果;
(2)利用诱导公式,即可说明理由.
(3)计算,发现,从而有,利用定义证明.
【详解】(1)由,,
得,
即,由得,进而,
当时,,解得,此时;
当时,,无解,舍去.
所以,,故.
(2)由题意得,,
因为,,,
所以,
所以令,,则有,
同时取不同值时,也有相应的不同值,故不唯一.
(3),
,
,
所以,
一般的,对于任意复数,有,
证明如下,
,
而,
所以.
【点睛】关键点点睛:利用已知中的定义:对任意复数,定义,对问题中的进行计算.
考点05 复数的三角表达式
定义:一般地,任何一个复数都可以表示成的形式.其中,是复数的模;是复数的辐角.叫做复数的三角表示式,简称三角形式.
注意:复数三角形式的特点:模非负,角相同,余弦前,加号连
两个用三角形式表示的复数相等的充要条件
它们的模与辐角的主值分别相等
复数的辐角
以x轴的正半轴为始边、向量所在的射线为终边的角,叫做复数的辐角。
辐角的主值:,记作:
将复数的代数形式转化为三角形式的步骤
1.求出模;2.确定辐角的主值;3.写出其三角形式
【典例5】(2025高三下·甘肃·竞赛)已知复数z满足,是虚数单位,则的最大值为_________.
【答案】37
【分析】设复数z的三角形式,计算,利用辅助角公式求最大值.
【详解】因为,令,则,.
令,
则,
(其中满足),
所以,当时,取得最大值,且.
【跟踪训练】1.(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.
2.(25-26高三上·河南南阳·期末)任何一个复数(其中,i为虚数单位)都可以表示成三角形式(其中,),数学家棣莫弗由此还发现了棣莫弗定理:.已知复数,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得,然后由棣莫弗定理得,即可求解其虚部.
【详解】由题意可得,
故,
即的虚部为.
故选:C.
3.(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.
4.(25-26高三上·浙江宁波·期末)(多选)已知为虚数单位,复数,则下列说法正确的是( )
A.的三角形式为
B.若,则实数的值为3
C.,,……,中有44个正整数
D.
【答案】BC
【分析】对于A,直接代入结合复数三角形式即可求解;对于B,根据复数运算得的虚部为,再由复数的概念即可求;对于C,根据题意,先求得,再判断即可;对于D,由即可判断.
【详解】对于A,当时,,
则对应的三角形式为,故A错误;
对于B,
,
又,
所以,
则的虚部为,
,,解得,B正确;
对于C,先求,根据复数模的性质:若,则,
对于,模为,
所以
,
要使为正整数,则必须是完全平方数,
即(),则,
因为,所以,即,
因为,,,
又因为,所以,故,
所以从到,共个正整数,选项C正确;
对于D,由,
,
,
,故D错误.
故选:BC.
5.(2025·河北·模拟预测)(多选)已知复数,则( )
A.的虚部是 B.
C. D.
【答案】AB
【分析】由复数的概念及四则运算逐个判断即可.
【详解】,其虚部是A正确;
B正确;
C不正确;
D不正确,
故选:AB.
6.(20-21高三上·山东菏泽·期中)(多选)已知复数(其中i为虚数单位),下列说法正确的是
A.复数z在复平面上对应的点可能落在第二象限 B.
C. D.为实数
【答案】CD
【解析】利用复数对应点,结合三角函数值的范围判断;复数的模判断;复数的乘法判断;复数的解法与除法,判断.
【详解】复数(其中为虚数单位),
复数在复平面上对应的点不可能落在第二象限,所以不正确;
,所以不正确;
.所以正确;
为实数,所以正确;
故选:CD
7.(2026·浙江嘉兴·二模)(多选)已知是由复数组成的数列,(i为虚数单位),且,则( )
A.
B.
C.
D.若,则的最小值为
【答案】BCD
【分析】化简得到,再根据数列的周期、复数的运算以及点到圆上一点的距离最值进行分析求解即可.
【详解】.
进一步,即数列周期为.
已知,计算得,,以此类推,奇数项都为,偶数项都为.
选项A.,A错误.
选项B.,因此,B正确.
选项C. .
因为,所以总和为,
模长,C正确.
选项D.,.
表示复平面上以为圆心、半径为的圆,是圆上点到的距离,
两定点距离为 ,因此的最小值为,D正确.
8.(25-26高三下·贵州·阶段检测)(多选)设 ,则以下选项正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【分析】根据复数的运算法则计算即可判断
【详解】对于A: ,A正确;
对于B:
,故B正确;
对于C:因为,
所以 ,故 C 错误;
对于 D:
,故 D 正确.
考点06 复数模相关的轨迹(图形)问题
复数模的轨迹问题
(1)代表复平面内以原点为圆心,为半径的圆;是以对应点为圆心、为半径的圆。
(2)表示两点垂直平分线;为椭圆类轨迹。
(3)设代入模长公式,转化为的直角坐标方程,判断曲线类型。
【典例6】(25-26高三上·贵州安顺·期末)(多选)设复数(为虚数单位,),则下列结论正确的是( )
A.当时,为纯虚数 B.一定是实数
C.的最小值为2 D.在复平面内对应点的轨迹是圆
【答案】AC
【分析】根据复数的分类判断A,特殊值法计算判断B,结合模长公式判断C,根据复数在复平面内对应点的轨迹判断D.
【详解】因为复数,
当时,为纯虚数,A选项正确;
当时,不是实数,B选项错误;
,所以的最小值为2,C选项正确;
设在复平面内对应点为,
所以在复平面内对应点的轨迹是直线,D选项错误.
故选:AC.
【跟踪训练】1.(25-26高三下·陕西榆林·期中)已知复数满足,则在复平面内对应的点形成的轨迹为( )
A.一条直线 B.一条线段 C.一个圆 D.一段圆弧
【答案】A
【详解】记复数在复平面中的点为,
表示点到原点的距离,表示点到的距离,
因为,所以在复平面内对应的点形成的轨迹为线段的中垂线,
即一条直线.
2.(2026·河北沧州·一模)已知复数,其中,则在复平面内所对应点的轨迹为( )
A.线段 B.圆 C.椭圆 D.双曲线
【答案】B
【分析】求出对应的坐标,消去,即可得到点的轨迹.
【详解】设对应点的坐标为,则,
消去得,则点的轨迹为圆.
故选:B.
3.(2026·辽宁朝阳·三模)(多选)已知复数在复平面内对应的点分别为,且点连接后构成三角形,则下列结论正确的是( )
A.若复数满足,则是一个等腰三角形
B.若复数满足,则在复平面内对应的点的轨迹是以为直径的圆
C.若复数满足,则在复平面内对应的点为的内心
D.若复数满足,则在复平面内对应的点为的重心
【答案】AD
【分析】对A、B和C,根据选项条件,利用复数的几何意义,即可求解;对D,根据条件,利用复数的几何意义及复数的运算,得到,即可求解.
【详解】对于A,由,知,故为等腰三角形,所以A正确;
对于B,设复数在复平面内对应的点为P,由,得到,
若与A,B两点重合,不满足,所以点P的轨迹一定不是以AB为直径的圆,故B错误;
对于C,设复数在复平面内对应的点为P,由,
得到,所以点P为的外心,故C错误;
对于D,设,设复数z在复平面内对应的点为P,
则,所以,
则,所以点P为的重心,D正确.
4.(25-26高三下·浙江丽水·期中)(多选)已知为虚数单位,下列说法正确的是( )
A.若复数,则
B.若复数满足,则或
C.若复数满足,则
D.若复数满足,则在复平面内对应的点的轨迹为直线
【答案】AD
【分析】由复数求出其共轭复数,并求出,即可判断A;设复数,根据复数模的几何意义,得到复数所对应的点的轨迹方程,即可判断B;取满足的特殊复数,,验证是否成立,即可判断C;设复数,分别求出和,并将等式变形化简得到,即可判断D.
【详解】若复数,则其共轭复数,所以,故A正确;
设复数,若,则,
所以复数所对应的点在以原点为圆心,1为半径的圆上,
所以复数不是只有或这4个值,故B错误;
设复数,,此时,满足,
但是,,显然,故C错误;
设复数,
则,,
若,将其两边平方可得,
即,即.
所以复数在复平面内对应的点的轨迹为直线,故D正确.
5.(2026·陕西·二模)(多选)已知复数在复平面上对应的点为,且满足,则( )
A. B.的轨迹是
C.到直线的距离的最大值为 D.到圆上点的距离的最大值为
【答案】AC
【分析】对A,利用复数模的三角不等式求解判断;对B,由复数的几何意义判断;对CD,数形结合求解判断.
【详解】对于A,因为,所以,即,故A正确;
对于B,设,则,
所以表示点与点距离之和等于2,
所以点的轨迹为线段,即,故B错误;
对于C,由前面知,的轨迹为线段,即,
如图,到直线的最大距离为点到直线的距离,即,故C正确;
对于D,因为点的轨迹为线段,即,且在圆内,
设点到圆上的点的距离为,则
所以到圆上点的距离的最大值为,此时的坐标为,故D错误.
6.(2025·河南郑州·二模)(多选)已知复数满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】ABC
【分析】设,得到其在复平面的点坐标,设,证明,从而得到点的轨迹为椭圆,然后得到椭圆方程.结合椭圆中线段分别计算各个选择中的结果即可.
【详解】设,则复数在复平面内对应点,设,
则,同理,
∴,即点的轨迹为椭圆,且椭圆长半轴,焦半径,
∴短半轴,∴点的轨迹方程为:,
A选项:,A选项正确;
B选项:,B选项正确;
C选项:若,即,令,则,∴,C选项正确;
D选项:,若,则或,当时,,此时;当时,,此时,D选项错误.
故选:ABC.
7.(2025·广东汕头·一模)(多选)已知复数,(x,),则下列结论正确的是( )
A.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是圆
B.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是椭圆
C.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是双曲线
D.方程表示的z在复平面内对应点的轨迹是直线
【答案】AD
【分析】根据复数的几何意义逐个选项判断即可.
【详解】根据复数的几何表示知:
对A,方程表示到定点的距离等于2的动点轨迹,即圆,A正确;
对B,方程表示到定点与距离的和为2的动点轨迹,而与的距离也为2,所以z在复平面内对应点的轨迹为线段,B错误;
对C,方程表示到定点与的距离的差为1的动点轨迹,即双曲线的一支,C错误;
对D,方程表示到定点与的距离相等的动点轨迹,即线段的中垂线,D正确.
故选:AD
8.(2024·江西·二模)(多选)设为复数,且,下列命题中正确的是( )
A.若,则
B.若,则最大值为3
C.若,则
D.若,则在复平面对应的点在一条直线上
【答案】BD
【分析】通过举反例判断A和C;由复数的几何意义判断B和D.
【详解】对于A,令,满足,但不成立,故A错误;
对于B,设,,
因为,则复数的对应点在以原点为圆心,1为半径的圆上,的几何意义为到的距离,其最大值为,故B正确;
对于C,令,则,,
满足,但,故C错误;
对于D,因为,设对应的点为,
若,则在复平面内对应点到和的距离相等,即在复平面内对应点在线段的垂直平分线上,所以在复平面对应的点在一条直线上,故D正确;
故选:BD.
9.(25-26高三下·福建龙岩·期末)(多选)已知复数z在复平面内对应的点为P,且满足,则( )
A.点P的轨迹是一条直线 B.复数z可以为纯虚数
C.的最小值为1 D.复数z的实部和虚部之和为0
【答案】AB
【分析】设出复数,根据条件代入解得,再根据复数的概念以及模求解即可.
【详解】设复数(),对应点.
因为,所以,整理得,即点的轨迹是复平面的虚轴,
选项A.点的轨迹是,即虚轴,是一条直线,正确.
选项B.因为,因此可以为纯虚数,正确.
选项C.,因此的最小值为,错误.
选项D.的实部为,虚部为,和为,可以是任意实数,不一定为,错误.
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