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成都石室联合中学蜀华分校必修第二册第二单元《复数》测试题(包含答案解析)

一、选择题1.已知复数z 满足:21z -=,则1i z -+的最大值为( )A .2B 1C 1D .3 2.当z =时,100501z z ++=( ) A .1 B .-1 C .i D .i -3.复数z 满足5(3)2i z i ⋅+=-,则z 的虚部是( )A .12B .12- C .12i - D .12i 4.213(1)i i +=+( ) A .3122i - B .3122i + C .3122i -- D .3122i -+ 5.复数()211i z i +=-,则z 的共轭复数在复平面内对应的点在A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 6.在复平面内,O 是原点,,,OA OC AB 对应的复数分别为-2+i ,3+2i, 1+5i ,那么BC 对应的复数为( )A .4+7iB .1+3iC .4-4iD .-1+6i 7.若复数(1)(1)z m m m i =-+-是纯虚数,其中m 是实数,则1z =( ) A .i B .i - C .2i D .2i -8.复数z 满足(12)3z i i +=+,则z =( )A .15i +B .1i -C .15i -D .1i +9.已知复数 1cos isin z αα=+ 和复数2cos isin z ββ=+,则复数12z z ⋅的实部是( ) A .()sin αβ- B .()sin αβ+ C .()cos αβ- D .()cos αβ+ 10.在复平面内,复数201812z i i =++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 11.对于给定的复数0z ,若满足042z i z z -+-=的复数z 对应的点的轨迹是椭圆,则01z -的取值范围是( )A .)2B .)1C .)2-D .)1- 12.设i 为虚数单位,a R ∈,“复数2202021a i z i=--不是纯虚数“是“1a ≠”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明参考答案二、填空题13.若i 为虚数单位,则计232020232020i i i i ++++=___________.14.在复变函数中,自变量z 可以写成(cos sin )i z r i r e θθθ=⨯+=⨯,其中||r z =,θ是z 的辐角.点(),x y 绕原点逆时针旋转θ后的位置可利用复数推导,点()2,3A 绕原点逆时针旋转3arcsin 5得A '_______;复变函数ln (,0)z z C z ω=∈≠,i ωπ=,z =_______.15.若有两个数,它们的和是4,积为5,则这两个数是________.16.已知复数()22356()=-+-+∈z k k k k i k R ,且0z <,则k =________. 17.已知复数[(1)]z a ai i =++(i 是虚数单位)是虚数,且||1z =,则实数a 的值是______18.在实数集R 中,我们定义的大小关系“>”为全体实数排了一个“序”.类似地,我们在复数集C 上也可以定义一个称为“序”的关系,记为“>”.定义如下:对于任意两个复数:()111222121212z a bi z a b i a a b b R z z =+=+∈,,,,,>当且仅当“12a a >”或“12a a =”且“12b b >”.按上述定义的关系“>”,给出以下四个命题:①若12z z >,则12z z >;②若1223z z z z >,>,则13z z >;③若12z z >,则对于任意12z C z z z z ∈++,>;④对于复数0z >,若12z z >,则12zz zz >.其中所有真命题的序号为______________.19.设b R ∈,i 是虚数单位,已知集合{}|2A z z i =-≤,{}11|1,B z z z bi z A ==++∈,若A B ⋂≠∅,则b 的取值范围是________. 20.设复数1(z i i =--虚数单位),z 的共轭复数为z ,则()1z z -⋅=________.三、解答题21.已知复数z 满足|3+4i|+z=1+3i.(1)求z ;(2)求()()2134i i z++的值. 22.已知关于x 的方程()()2690x i x ai a -+++=∈R 有实数根b . (1)求实数a ,b 的值;(2)若复数满足20z a bi z ---=,求z 的最小值.23.i 是虚数单位,且2(1)2(5)3i i a bi i-+++=+(,a b ∈R ). (1)求,a b 的值;(2)设复数1()z yi y R =-+∈,且满足复数()a bi z +⋅在复平面上对应的点在第一、三象限的角平分线上,求||z .24.设12cos ,1sin z x i z i x =+=+(x 为实数且0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,i 是虚数单位),求函数()212f x z z =-的值域.25.关于x 的方程()2236110x m x m --++=的两根的模之和为2,求实数m 的值.26.已知复数z 满足||z =2z 的虚部为2-,且z 在复平面内对应的点在第二象限.(1)求复数z ; (2)若复数ω满足1z z iω-≤+,求ω在复平面内对应的点的集合构成图形的面积.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.B解析:B【分析】复数方程|2|1z -=转化成实数方程()2221x y -+=,再由复数模定义|1|z i -+表示(1,1)-与圆上任一点(,)x y 间距离.【详解】解:设z x yi =+,由|2|1z -=得圆的方程()2221x y -+=,又|1|z i -+(1,1)-与圆上任一点(,)x y 间距离.则由几何意义得x ma |1|11z i -+==, 故选:B .【点睛】 本题主要考查复数模的计算和几何意义,属于中档题.2.D解析:D【分析】根据100501z z ++的结构特点,先由z =,得到()2212-==-i z i ,再代入100501z z ++求解. 【详解】因为z = 所以()221,2-==-i z i 所以()()()2550250100,1=-=-=-=-=-z i i z i i , 所100501++=-z z i ,故选:D【点睛】本题主要考查了复数的基本运算,还考查了周期性的应用,运算求解的能力,属于基础题. 3.A 解析:A【解析】【分析】通过5(3)2i z i ⋅+=-计算出z ,从而得到z ,根据虚部的概念即可得结果.【详解】 ∵5(3)2i z i ⋅+=-,∴()()()()5232211333322i i i i z i i i i i ----====-+++-, ∴1122z i =+,即z 的虚部是12,故选A. 【点睛】 本题主要考查了复数除法的运算,共轭复数的概念,复数的分类等,属于基础题. 4.A解析:A【分析】首先计算2(1)i +,之后应用复数的除法运算法则,求得结果.【详解】()21313312221ii i i i ++==-+, 故选A.【点睛】该题考查的是有关复数的运算,属于简单题目.5.C解析:C【解析】【分析】利用复数代数形式的乘除运算化简复数z ,求出z 在复平面内对应的点的坐标得答案.【详解】 ()()()()212121,1,1111i i i i z i z i ii i i +⋅+====-+∴=-----⋅+ 即z 的共轭复数在复平面内对应的点在第三象限 .故选C.【点睛】 本题考查了复数代数形式的乘除运算,考查了复数的代数表示法及其几何意义,是基础题.6.C解析:C【解析】BC BA AO OC AB OA OC =++=--+15(2)3244i i i i =----+++=-,选C.7.A解析:A【解析】因为复数()()11z m m m i =-+-是纯虚数,所以()1010m m m ⎧-=⎨-≠⎩,则m =0,所以z i =-,则11i z i==-. 8.D解析:D【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简求得1i z =-,利用共轭复数的定义可得结论.【详解】()12i 3i z +=+,()()()()3i 12i 3i 55i 1i 12i 12i 12i 5z +-+-∴====-++-, 所以1z i =+,故选D.【点睛】复数是高考中的必考知识,主要考查复数的概念及复数的运算.要注意对实部、虚部的理解,掌握纯虚数、共轭复数这些重要概念,复数的运算主要考查除法运算,通过分母实数化转化为复数的乘法,运算时特别要注意多项式相乘后的化简,防止简单问题出错,造成不必要的失分.9.D解析:D【解析】分析:利用复数乘法运算法则化简复数,结合两角和的正弦公式、两角和的余弦公式求解即可.详解:()()12cos cos cos cos z z isin isin ααββαβ⋅=++=()()2cos cos cos i sin isin i sin sin isin αβαβαβαβαβ+++=+++,∴实部为()cos αβ+,故选D.点睛:本题主要考查的是复数的乘法,属于中档题.解题时一定要注意21i =-和()()()()a bi c di ac bd ad bc i ++=-++运算的准确性,否则很容易出现错误. 10.C解析:C【解析】 因为201812z i i =++()()22231122555i i i i i i --=+=-=--+- ,复数201812z i i=++对应的点的坐标为31,55⎛⎫-- ⎪⎝⎭,故复数201812z i i =++对应的点位于第三象限,故选C. 11.A解析:A【分析】 根据条件可得042z i -<,即复数0z 对应的点在以()0,4为圆心,2为半径的圆内部. 01z -表示复数0z 对应的点到()1,0的距离,由圆的性质可得答案.【详解】 因为042z i z z -+-=的复数z 对应的点的轨迹是椭圆, 所以042z i -<由复数的几何意义可知042z i -<表示复数0z 对应的点到()0,4的距离小于2. 即复数0z 对应的点在以()0,4为圆心,2为半径的圆内部.01z -表示复数0z 对应的点到()1,0的距离.如图,设()0,4C ,1,0A221417AC =+=则0212AC z AC -<-<+,即01721172z -<-<+故选:A【点睛】本题考查椭圆的定义的应用,考查复数的几何意义的应用和利用圆的性质求范围,属于中档题.12.A解析:A【分析】先化简z ,求出a ,再判断即可.【详解】()()2202022211112121211222a i a a i a z i i i i i +=-=-=-=-----+, z 不是纯虚数,则21022a -≠,所以21≠a ,即1a ≠±, 所以1a ≠±是1a ≠的充分而不必要条件.故选:A .【点睛】本题主要考查根据复数的类型求参数,考查充分条件和必要条件的判断,考查逻辑思维能力和计算能力,属于常考题.二、填空题13.【分析】设两边乘以相减结合等比数列的求和公式和复数的乘除运算法则计算可得所求和【详解】设上面两式相减可得则故答案为:【点睛】本题考查数列的求和方法:错位相减法以及复数的运算考查等比数列的求和公式以及 解析:10101010i -【分析】设232020232020S i i i i =+++⋯+,两边乘以i ,相减,结合等比数列的求和公式和复数的乘除运算法则,计算可得所求和.【详解】设232020232020S i i i i =+++⋯+,2342021232020iS i i i i =+++⋯+,上面两式相减可得,2320202021(1)2020i S i i i i i -=+++⋯+-20202021(1)(11)20202020202011i i i i i i i i--=-=-=---, 则(1)202020201010101012i i i S i i +=-=-=--. 故答案为:10101010i -.【点睛】本题考查数列的求和方法:错位相减法,以及复数的运算,考查等比数列的求和公式,以及化简运算能力,属于中档题.14.【分析】点对应的复数其中则对应的复数其中利用两角和差公式求得的坐标;由则化简可得【详解】点对应的复数其中则对应的复数其中则则故的坐标为;由则得故答案为:;【点睛】本题考查了复数的运算结合考查了两角和 解析:118(,)55-1- 【分析】点A 对应的复数sin )z i αα=+,其中cos αα==A '对应的复数)sin()]z i αβαβ'=+++,其中34sin ,cos 55ββ==,利用两角和差公式求得A '的坐标;由ln (,0)z z C z ω=∈≠,i ωπ=,则i z e π=cos sin i ππ=+,化简可得z .【详解】点A 对应的复数sin )z i αα=+,其中cos ,sin 1313αα==,则A '对应的复数)sin()]z i αβαβ'=+++,其中34sin ,cos 55ββ==,则cos()cos cos sin sin αβαβαβ+=-=sin()sin cos cos sin αβαβαβ+=+=,则118)55z i '=+=-+,故A '的坐标为118(,)55-; 由ln (,0)z z C z ω=∈≠,i ωπ=,则i z e π=cos sin i ππ=+,得1z =-. 故答案为:118(,)55-;1- 【点睛】本题考查了复数的运算,结合考查了两角和的正弦、余弦公式,还考查了学生阅读理解能力,分析能力,运算能力,属于中档题. 15.【分析】设利用列方程组解方程组求得题目所求两个数【详解】设依题意有即所以将代入得;将代入解得;将代入得结合解得或所以对应的数为故答案为:【点睛】本小题主要考查复数运算属于中档题解析:2i ±【分析】设()12,,,,z a bi z c di a b c d R =+=+∈,利用12124,5z z z z +=⋅=列方程组,解方程组求得题目所求两个数.【详解】设()12,,,,z a bi z c di a b c d R =+=+∈,依题意有12124,5z z z z +=⋅=,即()()45a c b d i ac bd ad bc i ⎧+++=⎪⎨-++=⎪⎩,所以4050a cb d ac bd ad bc +=⎧⎪+=⎪⎨-=⎪⎪+=⎩.将=-b d 代入0ad bc +=,得a c =;将a c =代入4a c +=,解得2a c ==;将2a c ==代入5ac bd -=,得1bd =-,结合=-b d 解得11b d =⎧⎨=-⎩或11b d =-⎧⎨=⎩.所以对应的数为2i +、2i -. 故答案为:2i ±【点睛】本小题主要考查复数运算,属于中档题.16.2【分析】由知为实数且的实部小于零由此可构造方程求得结果【详解】解得:故答案为:【点睛】本题考查根据复数为实数求解参数值的问题关键是能够明确复数只有在虚部为零即为实数时才可以比较大小解析:2.【分析】由0z <知z 为实数且z 的实部小于零,由此可构造方程求得结果.【详解】0z < z R ∴∈ 2256030k k k k ⎧-+=∴⎨-<⎩,解得:2k = 故答案为:2【点睛】本题考查根据复数为实数求解参数值的问题,关键是能够明确复数只有在虚部为零,即为实数时才可以比较大小.17.【解析】【分析】计算复数根据结合模长公式即可解出实数的值【详解】由题:复数是虚数则即解得或(舍)所以故答案为:【点睛】此题考查复数的运算和模长的计算并求参数取值注意概念辨析一个复数是虚数则虚部不为零 解析:0【解析】【分析】计算复数2[(1)](1)(1)z a ai i a i ai a a i =++=++=-++,根据||1z =,结合模长公式即可解出实数a 的值.【详解】由题:复数2[(1)](1)(1)z a ai i a i ai a a i =++=++=-++,是虚数,则10a +≠,||1z ==,即2220a a +=,解得0a =或1a =-(舍)所以0a =.故答案为:0【点睛】此题考查复数的运算和模长的计算并求参数取值,注意概念辨析,一个复数是虚数,则虚部不为零,此题的易错点在于漏掉考虑为虚数的限制条件.18.②③【分析】根据新定义序的关系对四个命题逐一分析由此判断出真命题的序号【详解】对于①由于所以或且当满足但所以①错误对于②根据序的关系的定义可知复数的序有传递性所以②正确对于③设由所以或且可得或且即成解析:②③【分析】根据新定义“序”的关系,对四个命题逐一分析,由此判断出真命题的序号.【详解】对于①,由于12z z >,所以“12a a >”或“12a a =且12b b >”. 当121,2a a =-=-,满足12a a >但12z z <,所以①错误.对于②,根据“序”的关系的定义可知,复数的“序”有传递性,所以②正确.对于③,设z c di =+,由12z z >,所以“12a a >”或“12a a =且12b b >”,可得“12a c a c +>+”或“12a c a c +=+且12b d b d +>+”,即12z z z z +>+成立,所以③正确.对于④,当123,2,2z i z i z i ===时,126,4zz zz =-=-,12zz zz <,故④错误. 故答案为:②③【点睛】本小题主要考查新定义复数“序”的关系的理解和运用,考查分析、思考与解决问题的能力,属于基础题.19.【解析】【分析】根据复数的代数表示法及其几何意义可知集合A 表示的点的轨迹是以(01)为圆心半径为2的圆及内部;集合B 表示圆的圆心移动到了(11+b );两圆面有交点即可求解b 的取值范围【详解】由题意集解析:b ≤≤【解析】【分析】根据复数的代数表示法及其几何意义可知集合A 表示的点的轨迹是以(0,1)为圆心,半径为2的圆及内部;集合B 表示圆的圆心移动到了(1,1+b );两圆面有交点即可求解b 的取值范围.【详解】由题意,集合A 表示的点的轨迹是以(0,1)为圆心,半径为2的圆及内部;集合B 表示点的轨迹为以(1,1+b )为圆心,半径为2的圆及内部∵A∩B≠∅,说明,两圆面有交点;∴4≤.可得:b ≤≤,故答案:b ≤≤,【点睛】本题考查复数几何意义,圆与圆的位置关系,体现了数学转化思想方法,明确A.B 集合的意义是关键,是中档题20.【解析】分析:由可得代入利用复数乘法运算法则整理后直接利用求模公式求解即可详解:因为所以故答案为点睛:本题主要考查的是共轭复数的概念与运算以及复数的乘法的运算属于中档题解题时一定要注意和【解析】分析:由1i z =--,可得1i z =-+,代入()1z z -⋅,利用复数乘法运算法则整理后,直接利用求模公式求解即可.详解:因为1i z =--,所以1i z =-+,()()()()()111121z z i i i i ∴-⋅=++⋅-+=+⋅-+3i =-+==.点睛:本题主要考查的是共轭复数的概念与运算以及复数的乘法的运算,属于中档题.解题时一定要注意21i =-和()()()()a bi c di ac bd ad bc i ++=-++三、解答题21.(1)43i --;(2)2【分析】(1)先求出为34i 5+= ,即可求出z ,再根据共轭复数的定义即可求出z ;(2)根据复数的运算法则计算即可得出结论.【详解】(1)因为|3+4i|=5,所以z=1+3i-5=-4+3i,所以=-4-3i.(2)===2. 【点睛】复数是高考中的必考知识,主要考查复数的概念及复数的运算.要注意对实部、虚部的理解,掌握纯虚数、共轭复数这些重要概念,复数的运算主要考查除法运算,通过分母实数化转化为复数的乘法,运算时特别要注意多项式相乘后的化简,防止简单问题出错,造成不必要的失分.22.(1)3a b ==;(22.【分析】(1)复数方程有实根,方程化简为0(a bi a +=、)b R ∈,利用复数相等,即00a b =⎧⎨=⎩解方程组即可.(2)先把a 、b 代入方程,同时设复数z x yi =+,化简方程,根据表达式的几何意义,方程表示圆,再数形结合,求出z ,得到||z .【详解】解:(1)b 是方程2(6)90()x i x ai a R -+++=∈的实根,2(69)()0b b a b i ∴-++-=,∴2690b b a b ⎧-+=⎨=⎩解得3a b ==. (2)设(,)z x yi x y R =+∈,由|33|2||z i z --=,得2222(3)(3)4()x y x y -++=+,即22(1)(1)8x y ++-=, z ∴点的轨迹是以1(1,1)O -为圆心,2当z 点在1OO 的连线上时,||z 有最大值或最小值,1||2OO = 半径22r =∴当1z i =-时.||z 有最小值且||2min z =【点睛】本题(1)考查复数相等;(2)考查复数和它的共轭复数,复数的模,复数的几何意义,数形结合的思想方法.属于中档题.23.(1)3,1a b ==-(25【解析】分析:(1)由复数的四则运算可化简复数,再由复数相等可知实部与虚部都要相等,可求得,a b .(2)由复数的乘法运算可化简复数式为标准式,再由复数在第一、三象限的角平分线上可知复数实部等于虚部,求得参数y,再由复数模公式求得复数模.详解:(1)∵()()21253i i a bi i -+++=+ 1033i i==-+ , 又∵,a b R ∈ ∴3,1a b ==-(2)()()()31a bi z i yi +⋅=--+()()331y y i =-+++由题意可知:331y y -+=+,解得2y =- ∴()()22125z =-+-=点睛:本题主要考查复数四则运算与乘方综合运算和复数相等,及复数与坐标对应关系,及复数的模.24.3⎡⎤-⎣⎦【分析】求出()f x 的解析式后利用辅助角公式化简得到()34f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,由x 的范围结合正弦函数的性质可得()f x 的值域.【详解】()()()()22212cos 11sin 32cos sin f x z z x x x x =-=-+-=-+34x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 因为0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,故3,444x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,故sin 124x π⎛⎫≤+≤ ⎪⎝⎭, 所以()f x的值域为3⎡⎤-⎣⎦.【点睛】本题考查复数的模的计算以及三角函数的值域的求法,此类问题属于中档题.25.56-或76【分析】 若设方程的两个根为1x ,2x ,则由一元二次方程根与系数的关系得12212613103m x x m x x -⎧+=⎪⎪⎨+⎪=>⎪⎩,由题意可得,12122x x x x =+=+=,代入可求得m 的值,然后考虑两个根不是实数时,根据复数的运算可求.【详解】设方程的两根为1x ,2x ,则韦达定理可得12212613103m x x m x x -⎧+=⎪⎪⎨+⎪=>⎪⎩, ①0∆≥,即m ≤m ≥时,此时由120x x >,可得1x ,2x 同号, 12122x x x x ∴+=+=,解得56m =-或7m 6=;②∆<0m <<时,1x ,2x 为一对共轭虚根,12x x =, 由122x x +=,可得121x x ==,从而有21211x x x ⋅==,解得m =综上,实数m 的值为56-或76. 【点睛】 此题考查了一元二次方程的根与系数关系的简单应用,复数的运算,属于中档题. 26.(1)1z i =-+;(2)25π 【分析】(1)设出复数z ,利用已知列出方程组,求解可得复数z ; (2)把复数1i z =-+代入iz z +,利用复数代数形式的乘除运算化简,由复数求模公式计算i z z +,由复数ω满足1015ω-≤,由复数的几何意义得出ω在复平面内对应的点的集合构成图形是什么,从而计算出对应面积.【详解】(1)设z=x+yi(x,y ∈R),则z 2=x 2-y 2+2xyi,由|z|=,z 2的虚部为-2,且z 在复平面内对应的点在第二象限, 得解得 ∴z=-1+i.(2)由(1)知,z=-1+i,∴i z z +====-+i, ∴i z z +==, ∴复数ω满足|ω-1|≤. 由复数的几何意义,得ω在复平面内对应的点的集合构成的图形是以(1,0)为圆心,为半径的圆面,∴其面积为π·=. 【点睛】 本题主要考查的是复数的乘法、除法运算,属于中档题.复数的模的几何意义是复平面内两点间的距离,所以若z x yi =+,则z a bi -+表示点(),x y 与点(),a b 的距离,z a bi r -+=表示以(),a b 为圆心,以r 为半径的圆.。

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