内容正文:
专题03 复数
内容导航
01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 6
考点一:复数的概念 6
考点二:复数的四则运算【核心重点】 6
考点三:共轭复数与复数的模【高频考点】 7
考点四:复平面与几何意义 8
考点五:i的幂与复数范围内的方程 8
04 实战演练 9
考情解读
考试要求
理解复数的基本概念,理解复数相等的充要条件;掌握复数的代数形式的四则运算;了解复数的代数表示及其几何意义,理解共轭复数的概念,会求复数的模。
命题分析
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
复数的概念
5年2考
实部、虚部、模、共轭复数
预测2027年在选择题中考查虚数的实部、虚部、模、共轭复数
复数的四则运算
5年2考
复数的加减乘除运算
预测2027年在选择题中考查复数的四则运算
复平面与几何意义
5年1考
判断对应点所在象限
预测2027年在选择或填空题中考查复数对应点所在象限
知识梳理
知识点1、复数的概念
(1)数系的扩充与虚数单位:为了解方程,引入新数,规定;形如(a,b∈R)的数叫做复数,叫做虚数单位;全体复数构成的集合叫做复数集 C。
(2)实部与虚部:在复数(a,b∈R)中,a 叫做复数 z 的实部,b 叫做复数 z 的虚部。
(3)复数相等:a+bi 与 c+di 相等当且仅当 a=c 且 b=d,即两个复数相等等价于实部、虚部分别相等。
(4)复数的分类:当 b=0 时 z 为实数;当 b≠0 时 z 为虚数;当 a=0 且 b≠0 时 z 为纯虚数;当 a=b=0 时 z 为实数 0。实数集 R 是复数集 C 的真子集。
类别
条件(z=a+bi,a,b∈R)
说明
实数
b=0
z=a 就是实数
虚数
b≠0
z=a+bi(b≠0)
纯虚数
a=0 且 b≠0
z=bi(b≠0)
零
a=0 且 b=0
z=0
(5)复平面与几何意义:建立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。复数 z=a+bi 与复平面内的点 Z(a,b) 一一对应,也与以原点为起点的向量 OZ 一一对应;实轴上的点都表示实数,除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数。
(6)复数的模:向量 OZ 的模叫做复数 z=a+bi 的模(或绝对值),记作 |z|,即;当 b=0 时,|z|=|a|。
(7)共轭复数: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;若 z=a+bi,则其共轭复数为 a−bi;虚部不等于 0 的两个共轭复数也叫做共轭虚数。
①判断实、虚、纯虚数示例:当 m 取何值时,z=(m+1)+(m−1)i 是实数、虚数、纯虚数?由 m−1=0 得 m=1 时为实数;由 m−1≠0 得 m≠1 时为虚数;由 m+1=0 且 m−1≠0 得 m=−1 时为纯虚数。
②模的几何意义:|z|=1 表示复平面内以原点为圆心、1 为半径的圆;1<|z|<2 表示以原点为圆心、1 与 2 为半径的两个圆所夹的圆环(不含边界)。
③两点间距离:复平面内两点、的距离为,即两复数差的模。
必记结论
1.复数相等等价于实部、虚部分别相等,复数问题实数化就是列两个实数方程;
2. z与其共轭复数 a−bi 之积为 a²+b²=|z|²;
3.|z₁−z₂| 等于复平面内两点间的距离。
⚠️避坑指南
❌ 复数的虚部是实数 b,而不是 bi;a=0 且 b≠0 才是纯虚数,只说 a=0 不成立。
❌ 两个复数一般不能比较大小,只有相等与不等关系。
❌ 0的辐角任意,不要按一个固定角处理。
自主检测已知复数是纯虚数,则实数( )
A. B. C. D.
知识点2、复数的四则运算
(1)加减法:(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i,两个复数相加减类似多项式相加减,分别合并实部与虚部;复数加法满足交换律、结合律。
(2)乘除法与共轭:(a+bi)(c+di)=(ac−bd)+(ad+bc)i,按多项式相乘后把 i² 换成 −1,乘法满足交换律、结合律与分配律;除法是乘法的逆运算,把分式的分子、分母同乘分母的共轭复数 c−di,使分母实数化为 c²+d²(c+di≠0)。
(3)复平面上的几何意义:复数加减对应平面向量的加减;两复数差的模即对应两点间距离。
(4)实系数一元二次方程:当 Δ=b²−4ac<0 时,方程 ax²+bx+c=0(a≠0)在复数范围内的根为,两根互为共轭复数;如 x²+2=0 的根为。
运算
法则(z₁=a+bi,z₂=c+di)
要点
加法
z₁+z₂=(a+c)+(b+d)i
类比多项式相加;对应向量加法
减法
z₁−z₂=(a−c)+(b−d)i
差的模即两点距离
乘法
z₁·z₂=(ac−bd)+(ad+bc)i
i²=−1,合并实虚部
除法
乘分母共轭复数实数化
①乘法示例:(1+i)²=1+2i+i²=2i;(2+3i)(2−3i)=2²−(3i)²=4+9=13,即两个共轭复数之积为实数。
②除法示例:,分母化为 3²+4²=25。
③实系数方程求根:Δ<0 时根为一对共轭复数,可借助 a²+b²=(a+bi)(a−bi) 在复数范围内因式分解,如 x²+4=(x+2i)(x−2i)。
必记结论
1. 复数除法的核心是分母实数化;
2. 分子、分母同乘分母的共轭复数;
3. 共轭复数之积为。
⚠️避坑指南
❌ 乘法展开后勿忘 i²=−1 的负号。
❌ 除法必须乘“分母”的共轭复数,不是乘分子的。
自主检测( )
A. B. C. D.
知识点3、复数的三角表示
(1)复数的三角形式:复数 z=a+bi 可表示为 z=r(cosθ+i sinθ),其中 r=|z|=是复数的模,cosθ=a/r,sinθ=b/r;r(cosθ+i sinθ) 叫做复数的三角形式,a+bi 叫做代数形式。
(2)辐角与辐角主值:以 x 轴非负半轴为始边、向量 OZ 所在射线为终边的角 θ 叫做复数 z 的辐角。任何一个非零复数的辐角有无限多个,且相差 2π 的整数倍;规定 0≤arg z<2π 的辐角值为辐角主值,如 arg 1=0,arg i=,arg(−1)=π,arg(−i)=;复数 0 的辐角任意。
内容
法则
代数形式 → 三角形式
r=,cosθ=a/r,sinθ=b/r
三角形式 → 代数形式
a=r cosθ,b=r sinθ
乘法 / 除法
模相乘(除),辐角相加(减)
(3)乘法的三角法则:r₁(cosθ₁+i sinθ₁)·r₂(cosθ₂+i sinθ₂)=r₁r₂[cos(θ₁+θ₂)+i sin(θ₁+θ₂)],即积的模等于各复数模的积,积的辐角等于各复数辐角的和。
(4)除法的三角法则:r₁(cosθ₁+i sinθ₁)÷r₂(cosθ₂+i sinθ₂)=(r₁/r₂)[cos(θ₁−θ₂)+i sin(θ₁−θ₂)],即商的模等于被除数模除以除数模,商的辐角等于被除数辐角减去除数辐角。
(5)乘除的几何意义:两个复数相乘,相当于把对应向量绕原点旋转辐角 θ₂,再把模伸缩为原来的 r₂ 倍;除法相当于反向旋转。
必记结论
1. 三角形式乘除口诀——模相乘(除)、辐角相加(减);
2. 两个非零复数相等等价于模相等且辐角主值分别相等。
⚠️避坑指南
❌ 三角形式必须满足 r≥0 且为 r(cosθ+i sinθ) 的结构。
❌ 辐角主值范围是 [0,2π);辐角有无限多个,比较复数相等时要看模与辐角主值是否分别相等。
自主检测规定:,其中e是自然对数的底数,i是虚数单位.则( )
A.i B. C.1 D.
考点精讲
考点一 复数的概念
例1已知,是虚数单位,若复数是纯虚数,则( )
A.-1 B.1 C. D.0
例2若复数,则实数的值为________.
解题策略 复数的相关概念
· 标准形式:( 为实部, 为虚部),。
· 分类判断:
实数
虚数
纯虚数 且 ( 不够,还要 )
· 复数相等: 且 (实部、虚部分别相等)。
· 易错:纯虚数漏掉 ;虚部是实数 ,不是 。
【变式1】已知复数,(,),且,则( )
A. B. C. D.
【变式2】复数的虚部为_________.
考点二 复数的四则运算
例3若复数满足,则( )
A. B. C.1 D.
例4的虚部是______.
解题策略 复数的四则运算
· 加减:实部加减、虚部加减,合并同类项。
· 乘法:按多项式展开,遇 换成 。
· 除法(重点):分子分母同乘分母的共轭复数,分母化为实数。
· 常用结论:,
· 易错:除法忘记乘共轭;展开后 符号出错。
【变式1】已知复数,则的虚部为( )
A. B.
C. D.
【变式2】若复数z满足(其中i表示虚数单位),则复数z的虚部为________.
考点三 共轭复数与复数的模
例5设复数,则复数的模为( )
A.7 B.1 C.5 D.25
例6已知为虚数单位,若复数满足,则________.
解题策略 共轭复数与复数的模
· 共轭: 的共轭为 (虚部变号)。
· 模公式:(复平面上点到原点的距离)。
· 模的性质:
(求模长平方的利器)
,
为实数; 为纯虚数
· 易错: 是实数非负; 是实数不是模。
【变式1】若复数满足,则的共轭复数是( )
A. B.
C. D.
【变式2】若复数的模为5,且,则_____.
考点四 复平面与几何意义
例7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
例8已知复数满足,则______.
解题策略 复平面与几何意义
· 一一对应:复数 复平面点 向量 。
· 几何含义:
向量 的长度
两点间距离
以 为圆心、 为半径的圆
· 象限判断:看 所在象限,实部定 轴,虚部定 轴。
· 易错:虚轴上的点除原点外都是纯虚数;原点是实数也是纯虚数的边界。
【变式1】已知复数,则z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】设,则满足条件的点的集合表示的图形的面积为______.
考点五 i的幂与复数范围内的方程
例9已知是虚数单位,则化简的结果为( )
A.i B. C. D.1
例10若虚数是实系数一元二次方程的一个根,且,则______.
解题策略 i的幂与复数范围内的方程
· 的幂周期(4 循环):
,,,
的结果: 除以 4,余 1 ,余 2 ,余 3 ,整除
· 复数方程:
实系数方程虚根共轭成对(若 是根,则 也是根)
设 ,利用复数相等列实部、虚部两个方程求解
· 韦达定理仍适用:复系数/实系数方程,根与系数关系不变。
· 易错: 算错周期;解复数方程忘设 而硬凑。
【变式1】已知复数是关于的方程(R,R)的一个根,则________.
【变式2】复数,则在复平面内对应的点所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
实战训练
1.(2026高三上·广东·学业考试)已知复数,则在复平面上所对应的点为( )
A. B. C. D.
2.(2025高三上·广东·学业考试)复数在复平面的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.已知复数满足,则的虚部是( )
A. B. C. D.
4.在复平面内,复数z满足 ,则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
5.已知是关于的方程的一个根,则( )
A. B. C. D.
6.已知是虚数单位,复数,则以下说法错误的是( )
A.的虚部为
B.
C.的共轭复数
D.在复平面内对应的点在第三象限
7.(2024高三上·广东·学业考试)若复数,则______.
8.复数,则的值为______.
9.已知,则______.
10.已知复数是关于的实系数方程的一个根,则实数的值为________.
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专题03 复数
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01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 6
考点一:复数的概念 6
考点二:复数的四则运算【核心重点】 7
考点三:共轭复数与复数的模【高频考点】 9
考点四:复平面与几何意义 10
考点五:i的幂与复数范围内的方程 11
04 实战演练 13
考情解读
考试要求
理解复数的基本概念,理解复数相等的充要条件;掌握复数的代数形式的四则运算;了解复数的代数表示及其几何意义,理解共轭复数的概念,会求复数的模。
命题分析
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
复数的概念
5年2考
实部、虚部、模、共轭复数
预测2027年在选择题中考查虚数的实部、虚部、模、共轭复数
复数的四则运算
5年2考
复数的加减乘除运算
预测2027年在选择题中考查复数的四则运算
复平面与几何意义
5年1考
判断对应点所在象限
预测2027年在选择或填空题中考查复数对应点所在象限
知识梳理
知识点1、复数的概念
(1)数系的扩充与虚数单位:为了解方程,引入新数,规定;形如(a,b∈R)的数叫做复数,叫做虚数单位;全体复数构成的集合叫做复数集 C。
(2)实部与虚部:在复数(a,b∈R)中,a 叫做复数 z 的实部,b 叫做复数 z 的虚部。
(3)复数相等:a+bi 与 c+di 相等当且仅当 a=c 且 b=d,即两个复数相等等价于实部、虚部分别相等。
(4)复数的分类:当 b=0 时 z 为实数;当 b≠0 时 z 为虚数;当 a=0 且 b≠0 时 z 为纯虚数;当 a=b=0 时 z 为实数 0。实数集 R 是复数集 C 的真子集。
类别
条件(z=a+bi,a,b∈R)
说明
实数
b=0
z=a 就是实数
虚数
b≠0
z=a+bi(b≠0)
纯虚数
a=0 且 b≠0
z=bi(b≠0)
零
a=0 且 b=0
z=0
(5)复平面与几何意义:建立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。复数 z=a+bi 与复平面内的点 Z(a,b) 一一对应,也与以原点为起点的向量 OZ 一一对应;实轴上的点都表示实数,除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数。
(6)复数的模:向量 OZ 的模叫做复数 z=a+bi 的模(或绝对值),记作 |z|,即;当 b=0 时,|z|=|a|。
(7)共轭复数: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;若 z=a+bi,则其共轭复数为 a−bi;虚部不等于 0 的两个共轭复数也叫做共轭虚数。
①判断实、虚、纯虚数示例:当 m 取何值时,z=(m+1)+(m−1)i 是实数、虚数、纯虚数?由 m−1=0 得 m=1 时为实数;由 m−1≠0 得 m≠1 时为虚数;由 m+1=0 且 m−1≠0 得 m=−1 时为纯虚数。
②模的几何意义:|z|=1 表示复平面内以原点为圆心、1 为半径的圆;1<|z|<2 表示以原点为圆心、1 与 2 为半径的两个圆所夹的圆环(不含边界)。
③两点间距离:复平面内两点、的距离为,即两复数差的模。
必记结论
1.复数相等等价于实部、虚部分别相等,复数问题实数化就是列两个实数方程;
2. z与其共轭复数 a−bi 之积为 a²+b²=|z|²;
3.|z₁−z₂| 等于复平面内两点间的距离。
⚠️避坑指南
❌ 复数的虚部是实数 b,而不是 bi;a=0 且 b≠0 才是纯虚数,只说 a=0 不成立。
❌ 两个复数一般不能比较大小,只有相等与不等关系。
❌ 0的辐角任意,不要按一个固定角处理。
自主检测已知复数是纯虚数,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对复数进行化简,根据纯虚数的定义列出方程求解即可.
【详解】由已知,
因为,复数是纯虚数,所以,所以.
知识点2、复数的四则运算
(1)加减法:(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i,两个复数相加减类似多项式相加减,分别合并实部与虚部;复数加法满足交换律、结合律。
(2)乘除法与共轭:(a+bi)(c+di)=(ac−bd)+(ad+bc)i,按多项式相乘后把 i² 换成 −1,乘法满足交换律、结合律与分配律;除法是乘法的逆运算,把分式的分子、分母同乘分母的共轭复数 c−di,使分母实数化为 c²+d²(c+di≠0)。
(3)复平面上的几何意义:复数加减对应平面向量的加减;两复数差的模即对应两点间距离。
(4)实系数一元二次方程:当 Δ=b²−4ac<0 时,方程 ax²+bx+c=0(a≠0)在复数范围内的根为,两根互为共轭复数;如 x²+2=0 的根为。
运算
法则(z₁=a+bi,z₂=c+di)
要点
加法
z₁+z₂=(a+c)+(b+d)i
类比多项式相加;对应向量加法
减法
z₁−z₂=(a−c)+(b−d)i
差的模即两点距离
乘法
z₁·z₂=(ac−bd)+(ad+bc)i
i²=−1,合并实虚部
除法
乘分母共轭复数实数化
①乘法示例:(1+i)²=1+2i+i²=2i;(2+3i)(2−3i)=2²−(3i)²=4+9=13,即两个共轭复数之积为实数。
②除法示例:,分母化为 3²+4²=25。
③实系数方程求根:Δ<0 时根为一对共轭复数,可借助 a²+b²=(a+bi)(a−bi) 在复数范围内因式分解,如 x²+4=(x+2i)(x−2i)。
必记结论
1. 复数除法的核心是分母实数化;
2. 分子、分母同乘分母的共轭复数;
3. 共轭复数之积为。
⚠️避坑指南
❌ 乘法展开后勿忘 i²=−1 的负号。
❌ 除法必须乘“分母”的共轭复数,不是乘分子的。
自主检测( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的除法运算即可得到答案.
【详解】.
知识点3、复数的三角表示
(1)复数的三角形式:复数 z=a+bi 可表示为 z=r(cosθ+i sinθ),其中 r=|z|=是复数的模,cosθ=a/r,sinθ=b/r;r(cosθ+i sinθ) 叫做复数的三角形式,a+bi 叫做代数形式。
(2)辐角与辐角主值:以 x 轴非负半轴为始边、向量 OZ 所在射线为终边的角 θ 叫做复数 z 的辐角。任何一个非零复数的辐角有无限多个,且相差 2π 的整数倍;规定 0≤arg z<2π 的辐角值为辐角主值,如 arg 1=0,arg i=,arg(−1)=π,arg(−i)=;复数 0 的辐角任意。
内容
法则
代数形式 → 三角形式
r=,cosθ=a/r,sinθ=b/r
三角形式 → 代数形式
a=r cosθ,b=r sinθ
乘法 / 除法
模相乘(除),辐角相加(减)
(3)乘法的三角法则:r₁(cosθ₁+i sinθ₁)·r₂(cosθ₂+i sinθ₂)=r₁r₂[cos(θ₁+θ₂)+i sin(θ₁+θ₂)],即积的模等于各复数模的积,积的辐角等于各复数辐角的和。
(4)除法的三角法则:r₁(cosθ₁+i sinθ₁)÷r₂(cosθ₂+i sinθ₂)=(r₁/r₂)[cos(θ₁−θ₂)+i sin(θ₁−θ₂)],即商的模等于被除数模除以除数模,商的辐角等于被除数辐角减去除数辐角。
(5)乘除的几何意义:两个复数相乘,相当于把对应向量绕原点旋转辐角 θ₂,再把模伸缩为原来的 r₂ 倍;除法相当于反向旋转。
必记结论
1. 三角形式乘除口诀——模相乘(除)、辐角相加(减);
2. 两个非零复数相等等价于模相等且辐角主值分别相等。
⚠️避坑指南
❌ 三角形式必须满足 r≥0 且为 r(cosθ+i sinθ) 的结构。
❌ 辐角主值范围是 [0,2π);辐角有无限多个,比较复数相等时要看模与辐角主值是否分别相等。
自主检测规定:,其中e是自然对数的底数,i是虚数单位.则( )
A.i B. C.1 D.
【答案】C
【详解】由已知,.
考点精讲
考点一 复数的概念
例1已知,是虚数单位,若复数是纯虚数,则( )
A.-1 B.1 C. D.0
【答案】A
【详解】若复数是纯虚数,则,解得.
例2若复数,则实数的值为________.
【答案】4
【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】若复数,,解得,
所以实数的值为4.
解题策略 复数的相关概念
· 标准形式:( 为实部, 为虚部),。
· 分类判断:
实数
虚数
纯虚数 且 ( 不够,还要 )
· 复数相等: 且 (实部、虚部分别相等)。
· 易错:纯虚数漏掉 ;虚部是实数 ,不是 。
【变式1】已知复数,(,),且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由.
【变式2】复数的虚部为_________.
【答案】
【详解】复数的标准代数形式为,其中,实数称为该复数的虚部.
复数可改写为,对应,
因此该复数的虚部为.
考点二 复数的四则运算
例3若复数满足,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【分析】由复数的运算代入计算,即可得到结果.
【详解】由可得,即,所以,
则
例4的虚部是______.
【答案】
【详解】
所以的虚部是
解题策略 复数的四则运算
· 加减:实部加减、虚部加减,合并同类项。
· 乘法:按多项式展开,遇 换成 。
· 除法(重点):分子分母同乘分母的共轭复数,分母化为实数。
· 常用结论:,
· 易错:除法忘记乘共轭;展开后 符号出错。
【变式1】已知复数,则的虚部为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将化简整理成的标准形式即可求解.
【详解】
.
所以的虚部为.
【变式2】若复数z满足(其中i表示虚数单位),则复数z的虚部为________.
【答案】/
【详解】,
因此复数z的虚部为.
考点三 共轭复数与复数的模
例5设复数,则复数的模为( )
A.7 B.1 C.5 D.25
【答案】C
【分析】复数已写成代数形式,直接利用复数模的公式计算.
【详解】由,得
例6已知为虚数单位,若复数满足,则________.
【答案】
【详解】因为,则,
可得,所以.
解题策略 共轭复数与复数的模
· 共轭: 的共轭为 (虚部变号)。
· 模公式:(复平面上点到原点的距离)。
· 模的性质:
(求模长平方的利器)
,
为实数; 为纯虚数
· 易错: 是实数非负; 是实数不是模。
【变式1】若复数满足,则的共轭复数是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用复数除法运算以及共轭复数的概念分析求解即可.
【详解】因为,所以,
所以.
【变式2】若复数的模为5,且,则_____.
【答案】
【分析】先设复数,再结合模长公式计算求解.
【详解】设,则,解得(负根舍去),所以,.
考点四 复平面与几何意义
例7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】A
【详解】复数的实部为,虚部为,对应点的坐标为,故该点位于第一象限.
例8已知复数满足,则______.
【答案】/
【分析】设,结合复数模长公式计算即可得.
【详解】设,
则,解得,
故.
解题策略 复平面与几何意义
· 一一对应:复数 复平面点 向量 。
· 几何含义:
向量 的长度
两点间距离
以 为圆心、 为半径的圆
· 象限判断:看 所在象限,实部定 轴,虚部定 轴。
· 易错:虚轴上的点除原点外都是纯虚数;原点是实数也是纯虚数的边界。
【变式1】已知复数,则z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
【详解】因为,所以在复平面内对应的点为,其横坐标为正,纵坐标为负,故该点位于第四象限.
【变式2】设,则满足条件的点的集合表示的图形的面积为______.
【答案】
【分析】设出复数的代数形式,根据复数模的定义推导点Z的轨迹方程,确定轨迹为圆后计算面积.
【详解】设,则,
由,根据复数模的计算公式可得,
两边平方得,即点的集合是以为圆心,半径为2的圆,
因此该图形的面积.
考点五 i的幂与复数范围内的方程
例9已知是虚数单位,则化简的结果为( )
A.i B. C. D.1
【答案】C
【详解】,故.
例10若虚数是实系数一元二次方程的一个根,且,则______.
【答案】
【分析】利用实系数一元二次方程共轭虚根成对的性质,结合韦达定理与复数模的运算公式求解即可;
【详解】根据实系数一元二次方程的虚根性质:若虚数是实系数一元二次方程的根,
则其共轭复数也为该方程的根。
由韦达定理,.
解题策略 i的幂与复数范围内的方程
· 的幂周期(4 循环):
,,,
的结果: 除以 4,余 1 ,余 2 ,余 3 ,整除
· 复数方程:
实系数方程虚根共轭成对(若 是根,则 也是根)
设 ,利用复数相等列实部、虚部两个方程求解
· 韦达定理仍适用:复系数/实系数方程,根与系数关系不变。
· 易错: 算错周期;解复数方程忘设 而硬凑。
【变式1】已知复数是关于的方程(R,R)的一个根,则________.
【答案】
【分析】根据实系数一元二次方程虚根成对原理得到另一根,结合韦达定理求的值,再计算.
【详解】∵是实系数方程的根,
实系数一元二次方程的虚根互为共轭复数,因此另一根为,
由韦达定理得,,
解得,故.
【变式2】复数,则在复平面内对应的点所在的象限是( )
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】设,结合复数的乘方及周期性化简复数,再求其共轭复数,根据对应点的坐标判断所在象限即可.
【详解】设,则, ,,
故的幂次周期为3.
又,所以.
所以,其在复平面内对应的点坐标为,
横、纵坐标均为负,因此该点位于第三象限.
实战训练
1.(2026高三上·广东·学业考试)已知复数,则在复平面上所对应的点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由复数的几何意义易得.
【详解】因复数的实部为,虚部为,
故该复数在复平面内对应的点为.
故选:A.
2.(2025高三上·广东·学业考试)复数在复平面的点位于( )
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】利用复数的几何意义可得出结论.
【详解】复数在复平面内的点的坐标为,该点位于第四象限.
故选:D.
3.已知复数满足,则的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得,
则,所以的虚部是.
4.在复平面内,复数z满足 ,则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】先通过分母实数化求出复数,利用 “一个复数的共轭复数的共轭等于它本身” 这一性质,简化运算,再写出该复数在复平面对应的点坐标,最后根据横、纵坐标的正负判断点所在象限即可.
【详解】∵,
∴,
由共轭复数性质得:,
∴的共轭复数为:,
∴在复平面对应的点:,
∴该点在第三象限.
5.已知是关于的方程的一个根,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】将代入方程,
得,
即,
解得.
6.已知是虚数单位,复数,则以下说法错误的是( )
A.的虚部为
B.
C.的共轭复数
D.在复平面内对应的点在第三象限
【答案】D
【详解】.
选项A:复数标准形式为,虚部为,故虚部为,A正确;
选项B:,B正确;
选项C:的共轭复数,C正确;
选项D:对应复平面内的点为,该点在第四象限,D错误.
7.(2024高三上·广东·学业考试)若复数,则______.
【答案】/
【分析】利用复数的四则运算与复数模的运算公式即可得解.
【详解】因为,
所以.
故答案为:.
8.复数,则的值为______.
【答案】
【详解】由复数模的性质,得.
9.已知,则______.
【答案】16
【详解】由完全平方公式可得,
根据虚数单位的定义,代入化简得:
,
则,且,
根据复数相等的充要条件:两个复数相等当且仅当它们的实部和虚部分别相等,可得:
,.
将x、y代入计算得:
.
10.已知复数是关于的实系数方程的一个根,则实数的值为________.
【答案】1
【分析】利用实系数的一元二次方程的根的性质列式求解.
【详解】依题意,也是关于的实系数方程的一个根,
由韦达定理,,解得.
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