文档内容
第 05 讲 复数 (精讲+精练)
目录
第一部分:知识点精准记忆
第二部分:课前自我评估测试
第三部分:典型例题剖析
高频考点一:复数的概念
高频考点二:复数的几何意义
高频考点三:待定系数求复数
高频考点四:复数的四则运算
第四部分:高考真题感悟
第五部分:第 05 讲 复数(精练)
第一部分:知 识 点 精 准 记 忆
1、复数的概念
我们把形如 的数叫做复数,其中 叫做虚数单位,满足 .全体复数所构成的集合叫做复数集.
复数的表示:复数通常用字母 表示,即 ,其中的 与 分别叫做复数 的实部与虚
部.
2、复数相等
在复数集 中任取两个数 , ,( ),我们规定
.
3、复数的分类
对于复数 ( ),当且仅当 时,它是实数;当且仅当 时,它是实数0;当 时,
它叫做虚数;当 且 时,它叫做纯虚数.这样,复数 ( )可以分类如下:
4、复数的几何意义
(1)复数的几何意义——与点对应
复数的几何意义1:复数 复平面内的点
(2)复数的几何意义——与向量对应
复数的几何意义2:复数 平面向量
5、复数的模
向量 的模叫做复数 )的模,记为 或
公式: ,其中
复数模的几何意义:复数 在复平面上对应的点 到原点的距离;
特别的, 时,复数 是一个实数,它的模就等于 ( 的绝对值).
6、共轭复数
(1)定义
一般地,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;虚部不等于 0的两
个共轭复数也叫共轭虚数.
(2)表示方法
表示方法:复数 的共轭复数用 表示,即如果 ,则 .
7、复数代数形式的加法(减法)运算
(1)复数的加法法则
设 , ,( )是任意两个复数,那么它们的和:显然:两个复数的和仍然是一个确定的复数
(2)复数的减法法则
类比实数集中减法的意义,我们规定,复数的减法是加法的逆运算,即把满足:
的复数 叫做复数 减去复数 的差,记作
注意:①两个复数的差是一个确定的复数;
②两个复数相加减等于实部与实部相加减,虚部与虚部相加减.
8、复数的三角表示式及复数的辐角和辐角的主值
(1)复数的三角形式
一般地,任何一个复数 都可以表示成 的形式.其中 是复数 的模; 是以
轴的非负半轴为始边,向量 所在射线(射线 )为终边的角,叫做复数 的辐角.
叫做复数 的三角表示式,简称三角形式.为了与三角形式区分开来, 叫做复
数的代数表示式,简称代数形式.
注意:复数三角形式的特点口诀:
“模非负,角相同,余弦前,加号连”
(2)复数的俯角
任何一个不为零的复数的辐角有无限多个值,且这些值相差 的整数倍.
复数0的辐角也是任意的,不讨论它的辐角主值.
我们规定在 范围内的辐角 的值为辐角的主值.
通常记作 ,即 .
(3)复数代数形式和三角形式的互化
复数的代数形式可以转化为三角形式,三角形式也可以转化为代数形式.我们可以根据运算的需要,将
复数的三角形式和代数形式进行互化.
复数的代数形式化三角形式的步骤:
①先求复数的模;
②决定辐角所在的象限;
③根据象限求出辐角(常取它的主值);
④写出复数的三角形式.
(4)三角形式下复数的相等
两个用三角形式表示的复数相等的充要条件:
两个非零复数相等当且仅当它们模与辐角的主值分别相等.
9、复数三角形式的乘法设 , 的三角形式分别是: , ,则
简记为 :模数相乘,幅角相加
10、复数三角形式的除法
设 , ,且 ,
因为 ,
所以根据复数除法的定义,有 .
这就是说,两个复数相除,商的模等于被除数的模除以除数的模所得的商,商的辐角等于被除数的辐
角减去除数的辐角所得的差.
简记为 :模数相除,幅角相减
第二部分:课 前 自 我 评 估 测 试
一、判断题
1.(2021·全国·高一课时练习)对于复数 ,若 ,则z是实数;若 ,则z是纯虚
数( )
【答案】错误
当 且 时,z是纯虚数, 所以若 ,则z是纯虚数或者是非纯虚数,所以错误.故答案为:错误.
2.(2021·全国·高一课时练习) 的实部等于3,虚部等于4i( )
【答案】错误
的虚部是4.
故答案为;错误.
3.(2021·全国·高一课时练习)自然数是有理数,但不是复数( )
【答案】错误
自然数是复数,
故答案为:错误.
二、单选题
1.(2022·云南昆明·一模(文))复数z在复平面内对应的点的坐标为 ,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】D依题意 .
故选:D
2.(2022·内蒙古·赤峰二中高二期末(文))复数 ,且z在复平面内对应的点在第二
象限,则实数m的值可以为( )
A.2 B. C. D.0
【答案】B
解:当z在复平面内对应的点在第二象限时,
则有 ,可得 ,结合选项可知,B正确.
故选:B.
3.(2022·浙江·杭州市富阳区第二中学高一阶段练习)设 ,则在复平面内 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】B
对应的点为 ,在第二象限.
故选:B
4.(2022·福建省长汀县第一中学高一阶段练习)已知 为虚数单位,若复数 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
.
故选:B
5.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)设i为虚数单位,复数 与 在复平面内分别对应向量
与 ,则 ( )
A.2 B. C.4 D.8
【答案】B
记 , ,则 , .
故选:B.
第三部分:典 型 例 题 剖 析
高频考点一:复数的概念1.(2022·贵州毕节·模拟预测(理)) 是复数z的共轭复数,若 ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】B
设 ,则 ,
由 ,可得 ,
∴ ,即 ,
∴ .
故选:B.
2.(2022·河北·模拟预测)已知 是虚数单位,复数z满足 ,则z的实部为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
∵ ,
∴ ,
∴z的实部为0.
故选:B
3.(2022·安徽淮北·一模(文))若复数 ,其中 为虚数单位,则下列结论正确的是( )
A. 的虚部为 B. 在复平面内对应的点在第四象限
C. D. 的共轭复数为
【答案】D
.
的虚部为 ,故A错误;
在复平面内对应的点在第一象限,故B错误;,故C错误;
的共轭复数为 ,故D正确.
故选:D.
4.(2022·江西鹰潭·一模(理))已知复数 满足 (其中 为虚数单位),则复数 的虚
部为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
依题意 ,
,
所以 的虚部为 .
故选:C
5.(2022·河南·高二阶段练习(文))设 , 是复数,给出下列四个说法:
① ;
②若 ,则 ;
③若 ,则 ;
④若 ,则 .
其中所有正确说法的序号是______.
【答案】②③
对于①,若 ,则 ,则①错误;
对于②,若复数 , 满足 ,则 , 是实数,所以 ,则②正确;
对于③,取 , ,其中a,b,c,d均为实数,因为 ,所以 ,所以
,则③正确;
对于④,取 , ,可知④错误.
故答案为:②③
6.(2022·上海交大附中高二开学考试)以下四个关于复数的结论:①任意两个复数不能比大小;②
;③ ;④复数 且 ________.
【答案】④
解:对于①,当两个复数都是实数时,可以比较大小,所以①错误;
对于②当 则 ,故②错误;对于③令 , ,则 ,但是 与 不能比较大小,故③错误;
对于④若复数 且 ,故④正确;
故答案为:④
高频考点二:复数的几何意义
1.(2022·河南·洛宁县第一高级中学高二阶段练习(文))复数 满足 ,则 的共轭复数在复平
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】D
, ,
,
,则 对应的点为 ,位于第四象限.
故选:D.
2.(2022·河南开封·高二阶段练习(文))已知 为虚数单位,且 ,复数 满足 ,则复
数 对应点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
,表示点 ,
故复数 的轨迹是以 为圆心,半径为1的圆.
故选:C
3.(2022·全国·江西科技学院附属中学高三阶段练习(理))如图所示,在复平面内,复数 对应的点为
,则 ( )A. B. C. D.
【答案】A
依题意,得 ,
则 .
故选:A.
4.(2022·河北石家庄·高三阶段练习)已知复数 , 在复平面内对应的点分别为 , ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】A
因为复数 , 在复平面内对应的点分别为 , ,所以 , ,所以
.
故选:A.
5.(2022·全国·模拟预测(文))在复平面xOy内,复数 , 所对应的点分别为 , ,给出下列四
个式子:① ;② ;③ ;④ .其中恒成立的个数为
( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
设 , ,则 , ,
对于①, , , ,故①错误;
对于②, ,
,
,
,故②正确;
对于③, , , ,故③正确;
对于④, , ,
,
,
,故④错误.故正确的为:②③,共2个.
故选:B.
6.(2022·全国·模拟预测)已知点 , , ,复数 , 在复平面内对应的向量分别是
, ,则复数 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
解:依题意知 , ,于是 ,
故选:C.
7.(2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习)若复数z满足 (i为虚数单位),则复数z在复平面
内所对应的点构成的图形的面积为________.
【答案】
不妨设复数 ,则 ,即 ,
则 ,其表示以 为圆心且半径 的圆的内部以及圆上的点,
则这些点构成的图形的面积为 .
故答案为: .
8.(2022·全国·高三专题练习)设 ,若复数 在复平面对应的点位于实轴上,则
的取值范围为___________.
【答案】 ##
解: ,
则复数 在复平面对应的点为 ,
又因为复数 在复平面对应的点位于实轴上,
则点 在实轴上,所以 ,所以 ,
,
,当 时, ,此时 无意义;
当 时, 恒成立,此时 ,
综上得: 的取值范围为 .故答案为: .
高频考点三:待定系数求复数
1.(2022·河南·模拟预测(理))已知 ,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
设 ,则 .由 得 ,则 ,所以 ,
,所以 .
故选:B.
2.(2022·山西临汾·二模(理))设 ,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】D
解:设 , 为实数,则 ,
于是
故 ,所以 ,则 .
故选:D
3.(2022·广东江门·模拟预测)已知复数z的共轭复数是 ,若 ,则 ( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
设复数 , ,则 ,因 ,即 ,
即 ,则 ,解得 ,因此, ,
所以 .
故选:B
4.(2022·河南·模拟预测(理))已知复数z满足 , 为z的共轭复数,则 的最大值为
( )
A.1 B.4 C.9 D.16
【答案】C设 ,则 ,
由 ,得 ,即 ,
所以 所对应的点 的轨迹是以 为圆心 为半径的圆,
因为 为z的共轭复数,所以
即 ,
而 可看作该圆上的点 到原点的距离的平方,
所以 .
故选:C.
5.(2022·重庆·高三阶段练习)已知复数z满足 ,复数z的共轭复数为 ,则 的最大值为
( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
令 , ,则 表示与 距离为1的点集,即 ,
此时, 表示圆 上点到原点距离,
所以 的最大值,即为圆上点到原点的最大距离,而圆心到原点距离为1,且半径为1,
所以圆上点到原点的最大为2.
故选:B.
高频考点四:复数的四则运算
1.(2022·四川南充·二模(文))复数 ,则 ( )
A.4 B. C.3 D.
【答案】C
由题意,
故
故选:C
2.(2022·湖南·沅陵县第一中学高二开学考试)i为虚数单位,复数z满足 ,则下列说法正确
的是( )
A. B.C.z的虚部为- D.z在复平面内对应的点在第三象限
【答案】D
由已知 ,所以 ,
,A错;
,C错;
的虚部是 ,C错;
对应点坐标为 ,在第三象限,D正确.
故选:D.
3.(2022·陕西·西安中学二模(文))若复数 ,则 的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】A
因为
.
所以 ,故 的虚部为 .
故选:A
4.(2022·全国·模拟预测)已知 (i为虚数单位),则复数z在复平面对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
由已知条件 可得 ,解得 ,复数z在复平面内对应的
点为 ,在第四象限.
故选:D.
5.(2022·全国·高三专题练习)已知a, ,i是虚数单位.若 ,则 ( )A. B. C. D.
【答案】B
因 ,a, ,则有 ,
所以 .
故选:B
6.(2022·重庆十八中高一阶段练习)设复数 , 满足 , , ,则
________.
【答案】
解:因为 ,所以 ,
又 , ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为: .
7.(2022·上海民办南模中学高三阶段练习)在复数范围内,下列命题中为真命题的序号是______.
① ; ②若 ,则 ;
③若 ,则 ; ④ ;
⑤ ,则 ; ⑥ ;
⑦两个共轭复数的差是纯虚数;⑧若 ,则z必为实数.
【答案】①⑤⑧
①设 ,则 ,
所以①正确
②设 ,
,但 与 不能比较大小
所以②不正确
③设 , ,则
所以③不正确
④设 ,
则 ,
所以④不正确
⑤设 ,
则 ,
⑥当 , 时, ,
所以⑥不正确
⑦如果两个复数是实数,差值也是实数,
所以⑦不正确
⑧设 ( , ),则 ,
所以⑧正确
故答案为:①⑤⑧
8.(2022·上海·复旦附中高二期末)对任意复数 . ,定义 ,其中 是 的共轭复数.对任意
复数 . . ,有如下四个命题:
① ;
② ;
③ ; ④ .则真命题是________(填写命题的序号)
【答案】①②
① ,正确;
② ,正确;③ , ,错误;
④ ,错误.
故答案为①②.
点睛:本题考查新定义问题,解决创新问题的关键是通过“新定义”(本题是“新运算”)这个载体把新
问题进行转化,转化为我们已经学过的,已经掌握的知识、方法,运用已经学过的运算法则进行检验.本
题只要把新运算“ ”转化为复数的乘法运算,然后进行检验即可.
第四部分:高考真题感悟
1.(2021·江苏·高考真题)若复数 满足 ,则 的虚部等于( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
【答案】C
若复数 满足 ,则
,
所以 的虚部等于 .
故选:C.
2.(2021·全国·高考真题)复数 在复平面内对应的点所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
,所以该复数对应的点为 ,
该点在第一象限,
故选:A.
3.(2021·北京·高考真题)在复平面内,复数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
由题意可得: .
故选:D.
4.(2021·全国·高考真题)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C因为 ,故 ,故
故选:C.
5.(2021·全国·高考真题(文))已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
,
.
故选:B.
6.(2021·全国·高考真题(理))设 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
设 ,则 ,则 ,
所以, ,解得 ,因此, .
故选:C.
7.(2021·浙江·高考真题)已知 , ,(i为虚数单位),则 ( )
A. B.1 C. D.3
【答案】C
,
利用复数相等的充分必要条件可得: .
故选:C.
8.(2021·天津·高考真题) 是虚数单位,复数 _____________.
【答案】
.
故答案为: .
第五部分:第 05 讲 复数 (精练)
一、单选题1.(2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
由 ,有 ,可得 ,
故选:A
2.(2022·辽宁抚顺·一模)若复数z满足 (i为虚数单位),则复数z的共轭复数
( )
A. B. C. D.
【答案】D
,
所以 .
故选:D
3.(2022·安徽·高一阶段练习)若复数 为纯虚数,则实数x的值为( )
A. B.10 C.100 D. 或10
【答案】A
为纯虚数,
同时
,
故选:A
4.(2022·湖南常德·一模)若复数z满足 ,则复数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
由题意 ,对应点坐标为 ,在第四象限.
故选:D.
5.(2022·河北·高三阶段练习)已知复数z满足条件 ,则 ( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
设 ,则 ,所以, ,所以, ,则 ,解得 或 ,
故 或 ,因此, 或 .
故选:C.
6.(2022·河南·高一阶段练习)在复平面内,O是原点.向量 对应的复数为 ,其中 为虚数单
位,若点A关于虚轴的对称点为B,则向量 对应的复数的共轭复数为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
由题意,得 , ,
所以向量 对应的复数为
所以向量 对应的复数的共轭复数为 ,
故选:C.
7.(2022·河南·洛宁县第一高级中学高二阶段练习(文)) 世纪末,挪威测量学家维塞尔首次利用坐标
平面上的点来表示复数,使复数及其运算具有了几何意义,例如 ,也即复数 的模的几何意义为
对应的点 到原点的距离.已知复数 满足 ,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
, 对应的点 的轨迹为圆 ;
的几何意义为点 到点 的距离,
.
故选:C.
8.(2022·河南·高一阶段练习)设复数z在复平面内对应的点为Z,原点为O, 为虚数单位,则下列说法
正确的是( )
A.若 ,则 或
B.若 ,则点Z的集合为以 为圆心,1为半径的圆C.若 ,则点Z的集合所构成的图形的面积为
D.若 ,则点Z的集合中有且只有两个元素
【答案】C
若 ,则点Z的集合为以原点为圆心,1为半径的圆,有无数个圆上的点与复数z对应,故A错误;
若 ,则点Z的集合为以 为圆心,1为半径的圆,故B错误;
若 ,则点Z的集合为以原点为圆心,分别以1和 为半径的两圆所夹的圆环,所以点Z的集合
所构成的图形的面积为 ,故C正确;
若 ,则点Z的集合是以点 , 为端点的线段的垂直平分线,集合中有无数个元素,故
D错误,
故选:C.
二、填空题
9.(2022·新疆·二模(理))复数 , ,若 为实数,则 ________.
【答案】
∵ ,∵
∴ ,即 .
故答案为: .
10.(2022·江苏南通·模拟预测)已知复数z为纯虚数,若 (其中i为虚数单位),则实数a
的值为______.
【答案】
因为复数z为纯虚数,所以设 ,
由 ,
故答案为:
11.(2022·河南开封·高一阶段练习)下列说法正确的序号为______.
①若复数 ,则 ;
②若全集为复数集,则实数集的补集为虚数集;
③已知复数 , ,若 ,则 , 均为实数;
④复数 的虚部是1.
【答案】①②③
对于①,因为 ,所以 ,故①正确;
对于②,复数集 实数集 虚数集,故②正确;
对于③,复数集包含实数集,只在其实数集内才能比较大小,由 ,得
, 均为实数,故③正确;
对于④,复数 的虚部是 ,故④不正确.
故答案为:①②③.
12.(2022·江西南昌·高二期末(理))已知复数 对应的点在复平面第一象限内,甲、乙、丙三人对复数
的陈述如下 为虚数单位 :甲: ;乙: ;丙: ,在甲、乙、丙三人陈述中,有且
只有两个人的陈述正确,则复数 ______.
【答案】 ##
解:设 ,则 ,
甲:由 可得 ,则 ,
乙:由 可得: ,
丙:由 可得 ,即 ,所以 ,
若 ,则 ,则 不成立, ,则 ,解得 或 ,
所以甲,丙正确,乙错误,
此时 或 ,又复数 对应的点在复平面第一象限内,
所以 ,
故答案为: .
三、解答题
13.(2022·福建·厦门市松柏中学高一阶段练习)(1)已知复数z在复平面内对应的点在第二象限, ,
且 ,求z;
(2)已知复数 为纯虚数,求实数m的值.
【答案】(1) ;(2)
解:(1)设 ,由题意每 ,
解得 , ,
∵复数z在复平面内对应的点在第二象限,∴ ,∴ .
(2),
由题意得 ,解得
14.(2022·福建·三明一中高一阶段练习)已知复数 .
(1)若 ,求m的值;
(2)若z是纯虚数,求 的值.
【答案】(1) (2)4或100
(1)
因为 ,所以 ,所以 ,所以 或 .
①当 时, ,符合题意;
②当 时, ,舍去.
综上可知: .
(2)
因为z是纯虚数,所以 ,所以 或 ,
所以 ,或 ,
所以 或 ,
所以 或100.
15.(2022·安徽·高一阶段练习)已知复数 ( 是虚数单位).
(1)若z是实数,求实数m的值;
(2)设 是z的共轭复数,复数 在复平面上对应的点位于第一象限,求实数m的取值范围.
【答案】(1) (2)
(1)
,
因为z为实数,
所以 ,解得 .
(2)
因为 是z的共轭复数,所以 ,
所以
因为复数 在复平面上对应的点位于第一象限,所以 ,同时 解得 .
16.(2022·全国·高一单元测试)设复数 、 满足 .
(1)若 、 满足 ,求 、 ;
(2)若 ,则是否存在常数 ,使得等式 恒成立?若存在,试求出 的值;若不存在,请说
明理由.
【答案】(1) 、 或 、
(2)存在,
【解析】
(1)
由 可得: ,代入已知方程得 ,
即 ,
令 ( ),∴ ,即 ,
∴ ,解得 或 ,
∴ 、 或 、 ;
(2)
由已知得 ,又 ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
整理得 即 ,
所以 ,故 ,∴ ,
即 ,∴存在常数 ,使得等式 恒成立.