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复数的基本概念和几何意义(最新整理)


B.线段
C.两点
D.两个圆
解析:∵|z|2-2|z|-3=0,
∴(|z|-3)(|z|+1)=0,
∴|z|=3,表示一个圆,故选 A.
答案:A
6.已知在△ABC 中,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为____________.
解析:因为对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,
(2)已知复数 1,-1+2i,-3i,6-7i,在复平面内画出这些复数对应的向量;
(3)在复平面内的长方形 ABCD 的四个顶点中,点 A,B,C 对应的复数分别是 2+3i,3+2i,-2-3i,求
点 D 对应的复数.



【解】 (1)OM表示的复数为 1+3i;ON表示的复数为 4-i;OP表示的复数为 2i;
6.复数的模
→→ 复数 z=a+bi(a,b∈R)对应的向量为OZ,则OZ的模叫做复数 z 的模,记作|z|,且|z|=
a2+b2.
注意:复数 a+bi(a,b∈R)的模|a+bi|= a2+b2,两个虚数不能比较大小,但它们的模表示实数,可以 比较大小.
二、典型例题
考点一、复数的概念 例 1、下列命题:
答案:D
2.已知集合 M={1,2,(m2-3m-1)+(m2-5m-6)i},N={-1,3},且 M∩N={3},则实数 m 的值为( )
A.4
B.-1
C.-1 或 4
D.-1 或 6
解析:由于 M∩N={3},故 3∈M,必有 m2-3m-1+(m2-5m-6)i=3,
所以得 m=-1.
答案:B
4.复平面的概念 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.实轴上的点都表示实数;除了 原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
5.复数的两种几何意义
一一对应
(1)复数 z=a+bi(a,b∈R)←――→复平面内的点 Z(a,b).
一一对应

(2)复数 z=a+bi(a,b∈R)←――→平面向量OZ.
→ OQ表示的复数为-4.


(2)复数 1 对应的向量为OA,其中 A(1,0);复数-1+2i 对应的向量为OB,其中 B(-1,2);


复数-3i 对应的向量为OC,其中 C(0,-3);复数 6-7i 对应的向量为OD,其中 D(6,-7).
如图所示.





(3)记 O 为复平面的原点,由题意得OA=(2,3),OB=(3,2),OC=(-2,-3).设OD=(x,y),则AD=(x-2,y
将|z|=17 代入(*)式得 z=-15+8i.
变式训练 6、已知复数 z=3+ai(a∈R),且|z|<4,求实数 a 的取值范围. 解:法一:因为 z=3+ai(a∈R),所以|z|= 32+a2, 由已知得 32+a2<42,所以 a2<7,所以 a∈(- 7,7). 法二:由|z|<4 知 z 在复平面内对应的点在以原点为圆心,以 4 为半径的圆内(不包括边界),由 z=3+ai 知 z
是纯虚数,即①错误.两个虚数不能比较大小,则②错误.对于③,若 x=-2,则 x2-4=0,x2+3x+2=0,此时(x2-4)
+(x2+3x+2)i=0,不是纯虚数,则③错误.显然,④正确.故选 D.
【答案】 D
变式训练 1、1.对于复数 a+bi(a,b∈R),下列说法正确的是( )
A.若 a=0,则 a+bi 为纯虚数
2.复数的分类
{ { )) 实数(b=0)
(1)复数
z=a+bi(a,b∈R)
虚数(b

0)
纯虚数a=0 非纯虚数a ≠ 0
(2)复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系
3.复数相等的充要条件 设 a、b、c、d 都是实数,则 a+bi=c+di⇔a=c 且 b=d,a+bi=0⇔a=b=0. 注意:(1)应用复数相等的充要条件时注意要先将复数化为 z=a+bi(a,b∈R)的形式,即分离实部和 虚部. (2)只有当 a=c 且 b=d 的时候才有 a+bi=c+di,a=c 和 b=d 有一个不成立时,就有 a+bi≠c+di. (3)由 a+bi=0,a,b∈R,可得 a=0 且 b=0.
3 _____________.
解析:3- 3i 对应向量为(3,- 3),与 x 轴正半轴夹角为 30°,顺时针旋转 60°后所得向量终点在 y 轴 负半轴上,且模为 2 3.故所得向量对应的复数是-2 3i.
答案:-2 3i
考点六、复数的模
例 6、(1)设(1+i)x=1+yi,其中 x,y 是实数,则|x+yi|=( )
B.z=2-3i
C.z=3+2i
D.z=-3-2i
解析:A 中|z|=<3;B 中对应点(2,-3)在第四象限;C 中对应点(3,2)在第一象限;D 中对应点(-3,-2)在第三象限,|z|=>3.
答案:D
5.已知复数 z 满足|z|2-2|z|-3=0,则复数 z 对应点的轨迹为( )
A.一个圆
(1)位于第二象限;
(2)位于直线 y=x 上.
解:根据复数的几何意义可知,复平面内表示复数 z=a2+a-2+(a2-3a+2)i 的点就是点 Z(a2+a-2,a2-
3a+2).
(1)由点 Z 位于第二象限,得
{ ) a2+a-2 < 0,
a2-3a+2 > 0,
解得-2<a<1.
故满足条件的实数 a 的取值范围为(-2,1).
(2)在第三象限.
【解】 (1)若对应的点在实轴上,则有
1 2a-1=0,解得 a= .
2
(2)若 z 对应的点在第三象限,则有
{ ) ( ) a2-1 < 0, 2a-1 < 0.
1 解得-1<a<2.故
a
的取值范围是
1 -1பைடு நூலகம்2
.
变式训练 4、求实数 a 取什么值时,复平面内表示复数 z=a2+a-2+(a2-3a+2)i 的点
A.1
B. 2
C. 3
D.2
(2)已知复数 z 满足 z+|z|=2+8i,求复数 z.
【解】 (1)选 B.因为 x+xi=1+yi,所以 x=y=1,
所以|x+yi|=|1+i|= 12+12= 2.
(2)法一:设 z=a+bi(a,b∈R),
则|z|= a2+b2,
代入原方程得 a+bi+ a2+b2=2+8i,
复数
一、考点、热点回顾
1.复数的有关概念 (1)复数 ①定义:形如 a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中 i 叫做虚数单位,满足 i2=-1. ②表示方法:复数通常用字母 z 表示,即 z=a+bi(a,b∈R),这一表示形式叫做复数的代数形式.a 叫做复 数 z 的实部,b 叫做复数 z 的虚部. 注意:复数 m+ni 的实部、虚部不一定是 m、n,只有当 m∈R,n∈R 时,m、n 才是该复数的实部、虚部. (2)复数集 ①定义:全体复数所成的集合叫做复数集. ②表示:通常用大写字母 C 表示.
(1)纯虚数;(2)实数.
{ ) 解:(1)复数
lg(m2-2m-7)+(m2+5m+6)i
是纯虚数,则
lg(m2-2m-7)=0, m2+5m+6 ≠ 0,
解得 m=4.
{ ) (2)复数
lg(m2-2m-7)+(m2+5m+6)i
是实数,则
m2-2m-7 > 0, m2+5m+6=0,
解得
m=-2
对应的点在直线 x=3 上, 所以线段 AB(除去端点)为动点 Z(3,a)的集合, 由图可知- 7<a< 7.
三、课后练习
1.若(x+y)i=x-1(x,y∈R),则 2x+y 的值为( )
A.
B.2
C.0
D.1
解析:由复数相等的充要条件知,
x+y=0,x-1=0
故 x+y=0.故 2x+y=20=1.
A.1
B.1 或-4
C.-4
D.0 或-4
{ ) 4-3a=a2,
解析:选 C.易知 -a2=4a, 解得 a=-4.
考点二、复数的分类
m(m+2)
例 2、已知 m∈R,复数 z=
+(m2+2m-3)i,当 m 为何值时,
m-1
(1)z 为实数?(2)z 为虚数?(3)z 为纯虚数?
m(m+2)
【解】 (1)要使 z 为实数,m 需满足 m2+2m-3=0,且
(2)由点 Z 位于直线 y=x 上,得
a2+a-2=a2-3a+2,解得 a=1.
故满足条件的实数 a 的值为 1.
考点五、复数与复平面内的向量 → →→ →
例 5、(1)已知 M(1,3),N(4,-1),P(0,2),Q(-4,0),O 为复平面的原点,试写出OM,ON,OP,OQ
所表示的复数;
【解】 (1)由复数相等的充要条件,得
x+y=0, y=x+1,
解得
2 1
y= .
2
{ ) { ) { ) (2)因为
a,m∈R,所以由
a2+am+2+(2a+m)i=0,可得
a2+am+2=0, 2a+m=0,
解得
a= 2, m=-2 2

a=- m=2
2, 2,
所以 a=± 2.
(3)设方程的实根为 x=m,
①若 a∈R,则(a+1)i 是纯虚数; ②若 a,b∈R,且 a>b,则 a+i>b+i; ③若(x2-4)+(x2+3x+2)i 是纯虚数,则实数 x=±2; ④实数集是复数集的真子集.
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