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高中数学—02—复数的方根与实系数一元二次方程—学生版

一、复数的平方根与立方根 1.复数的平方根的定义若复数1z ,2z 满足212z z =,则称1z 是2z 的平方根.2.复数的平方根的求法2()(,,,)a bi c di a b c c +=+∈R即利用复数相等,把复数平方根问题转化为实数方程组来求. 3.复数的平方根的性质复数(0)z z ≠总有两个平方根1z ,2z ,且120z z +=(见图1). 4.复数的立方根的定义类似的,若复数1z ,2z 满足312z z =,则称1z 是2z 的立方根.5.1的立方根设复数1322i ω=-+,则21,,ωω都是1的立方根. 6.ω的性质 ①210ωω++=, ①31ω=, ①21322i ωω==--. 可运用这些性质化简相关问题(见图2). 7.其他有用结论2(1)2i i -=-,2(1)2i i +=二、实系数一元二次方程实系数一元二次方程20(,,,0)ax bx c a b c a ++=∈≠R 中的24b ac ∆=-为根的判别式,那么(1)0∆>⇔方程有两个不相等的实根242b b aca-±-;(2)0∆=⇔方程有两个相等的实根2b a-; 复数的方根与实系数一元二次方程知识梳理图1图2(3)0∆<⇔方程有两个共轭虚根242b ac b ia-±-,在(3)的情况下,方程的根与系数关系(韦达定理)仍然成立. 求解复数集上的方程的方法:(1)设(,)z x yi x y =+∈R 化归为实数方程来解决(化归思想).(2)把z 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(整体思想). (3)对二次方程,直接用一元二次方程的求根公式(公式法).三、常见几何图形的复数表达式复数1z ,2z 为定值,且12z z ≠.(1)线段12Z Z 的中垂线方程:12||||z z z z -=-; (2)以1Z 为圆心,半径为r 的圆方程:1||z z r -=; (3)以1Z 、2Z 为焦点,长轴长为2(0)a a >的椭圆方程:12||||2z z z z a -+-=(其中12||2z z a -<); (4)以1Z 、2Z 为焦点,实轴长为2(0)a a >的双曲线方程:12||||||2z z z z a ---=(其中12||2z z a ->).1、复数的平方根与立方根 【例1】求4-及86i -的平方根.例题解析【注意】 (1)在复数集C 中的一元二次方程的求根公式和韦达定理仍适用,但根的判别式仅 在实数集上有效; (2)实系数一元二次方程在复数集中一定有根,若是虚根则一定成对出现; (3)齐二次实系数二次方程2211220(,,)az bz z cz a b c R ++=∈,将等式两端除以2z 后,将得到一个关于12zz得实系数一元二次方程;(不作要求) (4)虚系数一元二次方程20(0ax bx c a a b c ++=≠,,,至少有一个为虚数)①判别式判断实根情况失效; ②虚根成对出现的性质失效; 如220x ix --=,虽然70∆=>,但该方程并无实根,不过韦达定理仍适用.【例2】计算:(112112(1)22i i i ⎛⎫-+⎪⎝⎭;(2)50820028)1i i ⎛⎫+-+ ⎪ ⎪-⎝⎭.【例3】记122ω=-+,求1ωω+,221ωω+.【例4】已知等比数列123,,,,n z z z z L ,其中11z =,2z x yi =+,3z y xi =+(,,0x y x ∈>R ). (1)求,x y 的值;(2)试求使1230n z z z z ++++=L 的最小正整数n ;(3)对(2)中的正整数n ,求123n z z z z g g gL g 的值.【巩固训练】1.复数34i +的平方根是 .2.计算:(11996= .(2= .3.已知ω满足等式210ωω++=.(1)计算4(1)ωω++;304050ωωω++;224(1)(1)ωωωω-+-+;(2)求证:对任意复数u ,有恒等式33233(1)()()3(1)u u u u ωω+++++=+; (3)计算:21nn ωω++,*n ∈N .2、复数中的代数式和方程【例5】在复数范围内分解因式:2223x x ++【例6】复数z 满足方程210z z ++=,求()41z z ++的值【巩固训练】1.若虚数z 满足327z =,则32315z z z +++的值为 .2.,,求的值.3、实系数一元二次方程【例7】已知方程2350()x x m m -+=∈R ,求方程的解.【例8】已知βα,是实系数一元二次方程02=++c bx ax 的两个虚根,且2αβ∈R ,求βα的值.【例9】已知12,x x 是实系数方程20x x p ++=的两个根,且满足12||3x x -=,求实数p 的值.【例10】已知,αβ是实系数一元二次方程230x mx -+=的两个根,求||||αβ+的值.【例11】已知复数12,z z 满足1||2z =,2||1z =,12||2z z -=,求12z z .【例12】(1)方程20()x px k p -+=∈R 有一个根为12i +,求实数k 的值; (2)方程240x x k -+=有一个根为12i +,求k 的值.【例12】关于x 的方程2(2i)i 0x a b x a b --+-=有实根,且一个根的模是2,求实数a 、b 的值.【巩固训练】1.下列命题在复数集中是否正确?为什么?1≠ω13=ω32302ωωω+++Λ(1)若,,a b c ∈R ,0a ≠,且240b ac -≥,则方程20ax bx c ++=有两个实数根; (2)若,,a b c ∈R ,0a ≠,且12,x x 是方程20ax bx c ++=的两个根,则12b x x a +=-,12c x x a=; (3)若,,a b c ∈R ,0a ≠,且12,x x 是方程20ax bx c ++=的两个根,则221212||()x x x x -=-;(4)若,,a b c ∈R ,0a ≠,且α是方程20ax bx c ++=的根,则α也是方程的根.2.若12,x x 为方程270x x -+=的两个根,则212||x x -= .3.已知,0x y ≠且,求20092009()()x y x y x y+++的值.4.关于x 的方程222(31)10x m x m --++=的两根为αβ、,且||||3αβ+=,求实数m 的值.5.设αβ、为方程220x x t ++=,(t ∈R )的两个根,()||||f t αβ=+, (1)求()f t 的解析式;(2)证明关于t 的方程()f t m =,当2m >时恰有两个不等的根,且两根之和为定值.4、复数方程综合问题【例13】关于x 的二次方程2120x z x z m +++=中,1z ,2z ,m 都是复数,且21241620z z i -=+,设这个方程的两个根α、β满足||αβ-=||m 的最大值和最小值.【例14】已知22016220160122016(1)x x a a x a x a x ++=++++g g g ,试求0362016a a a a ++++g g g 的值。

【例15】设复数β满足条件()()31331n n a a ββ++--=+-(其中*n N ∈,3,32a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭),当n 为奇数时,动点(),P x y 的轨迹为1C ;当n 为偶数时,动点(),P x y 的轨迹为2C ,且两条曲线都经过点022=++y xy x(D ,求轨迹1C 与的2C 方程【例16】设虚数z 满足100204tm z m z -+=(m 为实常数,0m >且1m ≠,t 为实数). (1)求z 的值;(2)当*t ∈N ,求所有虚数z 的实部和;(3)设虚数z 对应的向量为OA u u u r (O 为坐标原点),(,)OA c d =u u u r,如0c d ->,求t 的取值范围.【巩固训练】1.若复数z 满足121z z +=-,试判断复数z 在复平面上对应的点的轨迹图形,并求使z 最大时的复数z .2.已知22016220160122016(1)x x a a x a x a x ++=++++g g g ,试求0482016a a a a ++++g g g 的值。

3.考虑复平面上的正方形,它的四个顶点所对应的复数恰好是某个整系数一元四次方程0234=++++s rx qx px x 的四个根,求这种正方形面积的最小值。

4.设复数(,)x yi x y β=+∈R 与复平面上点),(y x P 对应.(1)若β是关于t 的一元二次方程220t t m -+=(m ∈R )的一个虚根,且2||=β,求实数m 的值; (2)设复数β满足条件a a n n )1(3|3|)1(|3|-+=--++ββ(其中*n ∈N 、常数)3,23(∈a ),当n 为奇数时,动点()P x y 、的轨迹为1C .当n 为偶数时,动点()P x y 、的轨迹为2C . 且两条曲线都经过点(2,2)D ,求轨迹1C 与2C 的方程;(3)在(2)的条件下,轨迹2C 上存在点A ,使点A 与点B ()00,0(0)x x >的最小距离不小于332,求实数0x 的取值范围.(1)求解复数的平方根或立方根可以利用待定系数法.(2)对于实系数一元二次方程的问题,第一考虑方程的根的判别式,第二考虑韦达定理,第三考虑已知条件;对于已知条件中有两数和、两数积的条件,可以构造相应的方程,从而求解.1.满足()i i n -+112+()ii n+-112=2n 的最小自然数为( )A . 1B .2C .3D .42.已知复数z 满足1=z ,且15=+z z ,则复数z = 3.设复数12,z z 满足112123,33z z z z z =+=-=,则()()2000200021312log z z z z += .4.设12,z z C ∈,已知13z =,25z =,1210z z -=,求12z z +的值.5.若关于x 的方程03222=-++a a ax x 至少有一个模为1的根,求实数a 的值.6.设12,x x 是实系数一元二次方程20ax bx c ++=的两个根,若1x 是虚数,212x x 是实数,则24816321111112222221x x x x x x S x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.7.若关于的方程有纯虚数根,求的最小值.8.在复数范围内解方程x x x 23623-=+.9.关于x 的二次方程0212=+++m z x z x 中,m z z ,,21均是复数,且,设这个方x 2430x zx i +++=z i z z 20164221+=-课后练习反思总结程的两个根βα,满足72=-βα,求m 的最大值和最小值。

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