复 数知识回顾:一、复数的概念1. 虚数单位i(1) 它的平方等于1-,即2i 1=-;(2) 实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有的加、乘法运算仍然成立,即满足交换律与结合律.(3) i 的乘方:4414243*i1,i i,i 1,i i,N n n n n n +++===-=-∈,它们不超出i b 的形式.2. 复数的定义形如i(,)R a b a b +∈的数叫做复数,单个复数常常用字母z 表示.把复数z 表示成i a b +时,叫做复数的代数形式.,a b 分别叫做复数的实部与虚部,记作Re ,Im z z . 注意复数的实部和虚部都是实数.3. 复数相等如果两个复数1i(,)R z a b a b =+∈和2i(,)R z c d c d =+∈的实部和虚部分别相等,即,a c b d ==,那么这两个复数相等,记作i i a b c d +=+.一般的,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.4. 共轭复数当两个复数实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数,也称这两个复数互相共轭.复数z 的共轭复数用z ,也就是当i z a b =+时,i z a b =-. a a =,i i b b =-.二、复数的分类正整数有理数,Q Z q p q p ⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭零(0a b ==) 实数R :(0b =) 负整数复数C 无理数i(,)R z a b a b =+∈纯虚数(0a =)虚数(0b ≠)非纯虚数(0a ≠)i z a b =+是实数0b z z ⇔=⇔=.i z a b =+是纯虚数0,00,0a b z z z ⇔=≠⇔+=≠.三、复平面及复数的坐标表示1. 复平面在直角坐标系里,点z 的横坐标是a ,纵坐标是b ,复数i z a b =+可用点(,)Z a b 来表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x 轴为实轴,y 轴出去原点的部分称为虚轴.2. 复数的坐标表示一个复数i z a b =+对应了一个有序实数对(,)a b ;反之一个有序实数对(,)a b 对应了一个复数i a b +.在复平面内,复数i z a b =+与复平面内的点(,)Z a b 是一一对应的.我们常把复数i a b +看作点(,)Z a b .3. 复数的向量表示在复平面内,复数i z a b =+与点(,)Z a b 是一一对应的,而点(,)Z a b 与向量OZ (O 为原点)又成一一对应,因此复数i z a b =+与向量OZ 也是一一对应的,即复数i a b +可由向量OZ 表示,并且规定相等的向量表示同一个复数.我们也把复数i a b +看作向量OZ .4. 复数的模在复平面内,复数i z a b =+对应点(,)Z a b ,点Z 到原点的距离OZ 叫做复数z 的模,记作z .由定义知,z =特别地,如果0b =,则z a =就是一个实数,它的模就等于a ,故模是实数中绝对值概念在复数中的推广.四、复数的运算1. 加法(1) 法则复数的加法按照一下规定的法则进行:设1i z a b =+,2i z c d =+是任意两个复数,则它们的和是(i)(i)()()i a b c d a c b d +++=+++.(2) 性质① 交换律:1221z z z z +=+② 结合律:123123()()z z z z z z ++=++(3) 几何意义设1i z a b =+对应向量1(,)OZ a b =,2i z c d =+对应向量2(,)OZ c d =,则12z z +对应的向量为12(,)OZ OZ a c b d +=++.因此复数的和可以在复平面上用平行四边形法则解释.2. 减法(1) 法则复数的减法是加法的逆运算.设1i z a b =+,2i z c d =+是任意两个复数,则它们的差是(i)(i)()()i a b c d a c b d +-+=-+-.(2) 几何意义设1i z a b =+对应向量1(,)OZ a b =,2i z c d =+对应向量2(,)OZ c d =,则12z z -对应的向量为1221(,)OZ OZ Z Z a c b d -==--.12()()i z z a c b d -=-+-=1Z 、2Z 两点之间的距离,也等于向量12Z Z 的模.3. 乘法(1) 法则复数的乘法规定为:2(i)(i)i i i ()()i a b c d ac bc ad bd ac bd bc ad ++=++-=-++.(2) 性质① 交换律:1221z z z z ⋅=⋅② 结合律:123123()()z z z z z z ⋅⋅=⋅⋅③ 分配律:1231213()z z z z z z z ⋅+=+4. 乘方(1) 法则复数的乘方运算是指几个相同复数相乘.(2) 性质① m n m n z z z+⋅= ② ()m n mn z z =③ 1212()n n n z z z z ⋅=⋅5. 除法复数的除法是乘法的逆运算,即复数i a b +除以复数i(i 0)c d c d ++≠的商是指满足(i)(i)i c d x y a b ++=+的复数i x y +,记作i ia b c d ++. 一般通过“分母实数化”进行除法运算,即11212222222(0)z z z z z z z z z z ⋅⋅==≠⋅.6. 复数运算的常用结论(1) 222(i)2i a b a b ab +=-+,22(i)(i)a b a b a b +-=+(2) 2(1i)2i +=,2(1i)2i -=-(3) 1i i 1i +=-,1i i 1i-=-+ (4) 1212z z z z ±=±,1212z z z z ⋅=⋅,1122z z z z ⎛⎫=⎪⎝⎭,z z =. (5) 2z z z ⋅=,z z =(6) 121212z z z z z z -≤+≤+ (7) 1212z z z z ⋅=⋅,1212z z z z ⋅=⋅,nn z z =五、复数的平方根与立方根1. 平方根如果复数i a b +和i(,,,)R c d a b c d +∈满足2(i)i a b c d +=+,则称i a b +是i c d +的一个平方根,(i)a b -+也是i c d +的平方根.1的平方根是i ±.2. 立方根如果复数1z 、2z 满足312z z =,则称1z 是2z 的立方根.(1) 1的立方根:21,,ωω.12ω=-,212ωω==--,31ω=. 210ωω++=.(2) 1-的立方根:111,22z z -=+=. 六、复数方程1. 常见图形的复数方程(1) 圆:0z z r -=(其中0r >,0z 为常数),表示以0z 对应的点0Z 为圆心,r 为半径的圆(2) 线段12Z Z 的中垂线:12z z z z -=-(其中12,z z 分别对应点12,Z Z )(3) 椭圆:122z z z z a -+-=(其中0a >且122z z a -<),表示以12,z z 对应的点为焦点,长轴长为2a 的椭圆(4) 双曲线:122z z z z a ---=(其中0a >且122z z a ->),表示以12,z z 对应的点为焦点,实轴长为2a 的双曲线2. 实系数方程在复数范围内求根(1)求根公式:1,21,21,20 20 20 2b x a b x a b x a ⎧-±∆>=⎪⎪⎪-∆==⎨⎪⎪-±∆<=⎪⎩一对实根一对相等的实根一对共轭虚根 (2) 韦达定理:1212b x x a c x x a ⎧+=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(3) 实系数方程虚根成对定理:实系数一元n 次方程的虚根成对出现,即若z=a+bi(b ≠0)是方程的一个根,则z =a-bi 也是一个根。
3. 复系数方程问题常见类型(1) 已知方程的实根,求方程的复系数c解法:设i c a b =+,将方程的实根代入方程,利用复数相等的性质求解,a b 得到c .(2) 求解复系数方程的根解法:设方程的根i a b +,代入方程,利用复数相等的性质求解,a b 得到复根. 典型例题:例 .m 取何实数时,复数i m m m m m z )152(3622--++--=(1)是实数?(2)是虚数?(3)是纯虚数?分析:本题是判断复数在何种情况下为实数、虚数、纯虚数.由于所给复数z 已写成标准形式,即)R (∈+=b a bi a z 、,所以只需按题目要求,对实部和虚部分别进行处理,就极易解决此题.同步练习:1. 设复数),(R b a bi a z ∈+=,则z 为纯虚数的必要不充分条件是____________。
2. 已知复数)()65(167222R a i a a a a a z ∈--+-+-=,那么当a=_______时,z 是实数; 当a ∈__________________时,z 是虚数;当a=___________时,z 是纯虚数。
3. 已知0)2(622=-++-+i y x y x ,则实数.___________,__________==y x4. 若复数a 满足i ai a 4421+-=+-,则复数a=___________。
5. 已知R a ∈,则复数i a a a a z )106()22(22--++-=必位于复平面的第_____象限。
6. 复数2i i z +=在复平面对应的点在第_______象限。
7. 设i 是虚数单位,计算=+++432i i i i ________.8. 已知向量1OZ 对应的复数是i 45-,向量2OZ 对应的复数是i 45+-, 则1OZ +2OZ 对应的复数是___________。
9. 已知复数|2||4|),(+=-∈+=z i z R y x yi x z 满足条件,则y x 42+的最小值 是________。
10. 计算: ________21211_________1__________|)4()23(|________5)3()5(等于,则已知z i i z ii i i i i i ---==+=--+=---- 11. 复数ii z 213--=的共轭复数是__________。
12. 如果复数2()(1)m i mi ++是实数,则实数m =____________.13. 设,x y 为实数,且511213x y i i i+=---,则x y += 。
14. 已知2,ai b i ++是实系数一元二次方程20x px q ++=的两根,则,p q 的值为_______15. 求i 125+的平方根。