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1.3 复数(精讲)
一.复数的有关概念
1.复数的定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中a是实部,b是虚部,i为虚数单位.(虚部不含
i)
2.复数的分类:
复数z=a+bi(a,b∈R)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】3.复数相等:a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
4.共轭复数:a+bi与c+di互为共轭复数⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).(实同虚反)
5.复数的模:
向量OZ的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|a+bi|或|z|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
二.复数的几何意义
(1)复数z=a+bi(a,b∈R) 复平面内的点Z(a,b).
(2)复数z=a+bi(a,b∈R) 平面向量OZ.
三.复数的四则运算
1.复数的加、减、乘、除运算法则:
设z=a+bi,z=c+di(a,b,c,d∈R),则
1 2
①加法:z+z=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
1 2
②减法:z-z=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
1 2
③乘法:z·z=(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
1 2
④除法:===+i(c+di≠0)
2.几何意义:复数加、减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
如图给出的平行四边形OZ ZZ 可以直观地反映出复数加、减法的几何意义,即OZ=OZ1+OZ2,Z1Z2=
1 2
OZ2-OZ1.
一.解决复数概念问题的方法
1.解题时一定要先看复数是否为a+bi(a,b∈R)的形式,以确定实部和虚部.
2.复数绝大部分问题可以转化为复数的实部与虚部,只需把复数化为代数形式,列出实部和虚部满足的方
程(不等式)组即可.
二.复数代数形式运算问题的解题策略
在进行复数的加减法运算时,可类比合并同类项,运用法则(实部与实部相加减,
复数的加减法
虚部与虚部相加减)计算即可
复数的乘法类似于多项式的四则运算,可将含有虚数单位i的看作一类同类项,不
复数的乘法
含i的看作另一类同类项,分别合并即可
除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数,解题中要注意把i的幂写成最简形
复数的除法
式
三.复数的几何意义
1.进行简单的复数运算,将复数化为标准的代数形式;
2.把复数问题转化为复平面内的点之间的关系,依据是复数a+bi与复平面上的点(a,b)一一对应.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】四.常用结论
1.(1±i)2=±2i;=i;=-i.
2.-b+ai=i(a+bi)(a,b∈R).
3.i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N).
4.i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N).
5.复数z的方程在复平面上表示的图形
(1)a≤|z|≤b表示以原点O为圆心,以a和b为半径的两圆所夹的圆环;
(2)|z-(a+bi)|=r(r>0)表示以(a,b)为圆心,r为半径的圆.
考点一 复数的计算
【例1-1】(2023·甘肃·统考二模)已知 , 为虚数单位,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,则 .故选:C.
【例1-2】(2023·新疆·校联考二模)复数 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,所以 ,解得 ,故选:C.
【例1-3】(2023春·江西抚州·高三金溪一中校考阶段练习)已知复数z满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 ,所以 .故选:A.
【例1-4】(2023·广东深圳·统考二模)已知复数 满足 ,则 _____________.
【答案】
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】因为 ,即 ,
所以, 或 ,
若 ,则 ,则 ,
若 ,则 ,则 .
综上所述, .
故答案为: .
【一隅三反】
1.(2023·西藏拉萨·统考一模)设复数 满足 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由 ,得 .故选:B.
2.(2023·西藏拉萨·统考一模)已知复数 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,所以 .故选:B.
3.(2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 ,有 ,所以 .故选:D
4.(2023·山西临汾·统考二模)复数 ( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. B.2048 C. D.-2048
【答案】C
【解析】 .故选:C.
5.(2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测)若 为虚数单位,则计算
___________.
【答案】
【解析】设 ,
,
上面两式相减可得,
,
则 .
故答案为: .
考法二 复数的实部与虚部
【例2-1】(2023·广西南宁·统考二模)已知复数 ,则 的虚部为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【解析】因为 ,则 的虚部为1,故A,B,D错误.故选:C.
【例2-2】(2023·江西九江·校联考模拟预测)若复数 ( 是虚数单位)的共轭复数是 ,则 的
虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】复数 是虚数单位)的共轭复数是 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】, ,
,
则 的虚部是 .故选:D
【一隅三反】
1.(2023春·河南商丘)已知复数 ,则z的虚部为( )
A.2 B. C.5 D.
【答案】B
【解析】 ,则z的虚部为 .故选:B.
2.(2023春·湖南·高三校联考阶段练习)复数 的实部与虚部之和为_______.
【答案】
【解析】因为 ,所以 的实部与虚部之和为 .
故答案为: .
3.(2023·山东潍坊·统考模拟预测)设i为虚数单位,且 ,则 的虚部为( )
A. B.2 C.2i D.
【答案】B
【解析】由 可得: ,
则 ,所以 的虚部为2.故选:B.
考法三 复数的分类
【例3-1】(2023·辽宁·校联考二模)已知 , 为纯虚数,则 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】因为 为纯虚数,所以 ,且 ,
所以 .故选:B.
【例3-2】(2023春·江西·高三校联考阶段练习)已知i为虚数单位,复数 是实数,则
的值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解析】 ,
复数 是实数, ,解得 .故选:C.
【一隅三反】
1.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)若复数 是纯虚数,则实数 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 ,则 ,有 .故选:A
2.(2023·广东深圳·深圳中学校联考模拟预测)设 是纯虚数,若 是实数,则 的虚部为( )
A. B. C.1 D.3
【答案】D
【解析】设 ,
则 ,
因为 是实数,
所以 ,即 ,
所以 ,故 的虚部为3.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故选:D.
3.(2023秋·辽宁·高三校联考期末)已知 是纯虚数, 是实数,那么 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 是纯虚数,故可设 ,
所以 ,
因为 是实数,所以 ,即 ,
所以 .
故选:A
考点四 复数的几何意义
【例4-1】(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模)若复数 ,则 ( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【解析】由 .故选:B
【例4-2】(2023·广东湛江·统考二模)设复数 在复平面内对应的点为 ,则 在复平面内对应的点
为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意得 ,则 ,所以 在复平面内对应的点为 ,故选:
A
【例4-3】(2023·全国·校联考二模)已知复数 满足 ,则 在复平面内对应的点位于
( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【解析】 , ,
,实部为1,虚部为-1,所以 在第四象限;
故选:D.
【例4-4】.(2023·陕西西安·西安一中校联考模拟预测)已知复数z满足 ,若 ,
则复数z为( ).
A. B.
C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】由 有 ,即 ,解得 ,
当 时, ,
当 时, .故选:C
【一隅三反】
1.(2023·北京通州·统考模拟预测)已知复数 ,则 ( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】 , .故选:A
2.(2023·四川巴中·南江中学校考模拟预测)已知 ,则复数z在复平面上对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【解析】设 ,则 ,
∴由 ,得 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】解得 , ,
∴复数 在复平面上对应的点 在第一象限.
故选:A.
3.(2023·广西柳州·高三柳州高级中学校联考阶段练习)若复数 满足 ,则复数 的共轭复
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
【解析】由已知可得 ,
所以复数 的共轭复数 ,
所以,复数 在复平面内对应的点的坐标为 ,该点在第一象限.
故选:A.
4.(2023春·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习)已知复数 , ,若 在复
平面上对应的点在第三象限,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,
则 ,解得 ,
因为复数 在复平面上对应的点在第三象限,则 ,解得 ,
因此, .
故选:B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】考法五 复数范围内解方程
【例5】(2023·福建·统考模拟预测)已知z是方程x2-2x+2=0的一个根,则| |=( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】因为方程x2-2x+2=0是实系数方程,且 ,
所以该方程有两个互为共轭复数的两个虚数根,
即 ,即 ,
故选:B
【一隅三反】
1.(2023·全国·高三专题练习)已知复数z是方程 的一个根,且复数z在复平面内对应的点
位于第三象限,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】复数范围内方程 的根为 ,
因为复数z在复平面内对应的点位于第三象限,所以 ,则 .
故选:D.
2.(2023春·广东韶关·高三南雄中学校考阶段练习)已知复数 是一元二次方程 的一个根,
则 的值为( )
A.1 B. C.0 D.
【答案】B
【解析】 复数 是一元二次方程 的一个根,
又 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】该方程的根为 ,
即 或 ,则 .
故选:B.
考法六 复数模的相关轨迹问题
【例6-1】(2023·全国·校联考三模)已知复数 满足 ,则 的最大值为( )
A. B. C.4 D.
【答案】B
【解析】因为 ,所以 ,所以 ,所以 的最大值为 .
故选:B
【例6-2】(2023·重庆·统考二模)复平面内复数 满足 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,
所以点 是以 , 为焦点,半实轴长为1的双曲线,则 ,
所以点 的轨迹方程为 ,
设 ,
所以 ,当且仅当 时取等号,
所以 的最小值为 .
故选:B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【一隅三反】
1.(2023·河南·校联考模拟预测)已知复数 ,其中 为虚数单位,且 ,则复数 的模的
最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】 ,则 表示复数 对应点的轨迹是以 为圆心,1为半径的圆,
则|z|表示圆上的点到原点的距离,由图可知, 的最大值为3.
故选:C
2.(2023·山西太原·太原五中校考一模)复平面内复数 满足 ,则 的最小值为( )
A.1 B. C. D.3
【答案】B
【解析】设 ,
因为 ,所以 ,即z在复平面内对应点的轨迹为圆C:
,如图,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 ,
所以 表示圆C上的动点到定点 的距离,
所以 为 ,
故选:B.
3.(2023·广东·统考一模)在复平面内,已知复数 满足 ( 为虚数单位),记 对应的
点为点 对应的点为点 ,则点 与点 之间距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 ,代入到 ,
得 ,
即 ,
整理得 ,
即点 在直线 上,
所以点 到 之间的距离的最小值,即 到直线 的距离,
由点到直线的距离公式可得 ,
所以点 与点 之间距离的最小值为 .
故选:C.
考法七 复数的综合运用
【例7】(2023·重庆·统考二模)(多选)已知复数 , ,则下列结论中正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.若 ,则 B.若 ,则 或
C.若 且 ,则 D.若 ,则
【答案】BCD
【解析】对于A,若 ,例如: ,则 ,故A错误;
对于B,若 ,则 ,所以 或 至少有一个成立,即 或 ,故B正
确;
对于C,由 ,则 ,∵ ,∴ ,故C正确;
对于D:若 ,则 ,故D正确.
故选:BCD.
【一隅三反】
1.(2023·广东佛山·统考二模)(多选)设 , , 为复数,且 ,下列命题中正确的是( )
A.若 ,则
B.若 ,则
C.若 ,则
D.若 ,则 在复平面对应的点在一条直线上
【答案】ACD
【解析】设 , , ,
对A, 若 ,即 ,则 ,
所以 , ,故A正确;
对B,若 ,则 ,而 ,故B错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】对C, , ,
所以 ,即 ,
因为 , ,则 至少有一个不为零,
不妨设 ,由 ,可得 ,
所以 , ,即 , ,故C正确;
对D,由 ,可得 ,
所以 ,又 不全为零,
所以 表示一条直线,即 在复平面对应的点在一条直线上,故
D正确.
故选:ACD.
2.(2023·山西运城·统考二模)(多选)设 为复数,则下列命题中一定成立的是( )
A.如果 ,那么
B.如果 ,那么
C.如果 ,那么
D.如果 ,那么
【答案】BC
【解析】对于A项,取 , 时, ,但虚数不能比较大小,故A项错误;
对于B项,由 ,得 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 , ,所以 ,故B项正确;
对于C项,因为 ,所以 ,故C项正确;
对于D项,取 , ,满足 ,但是 ,故D项错误.
故选:BC.
3.(2023·辽宁沈阳·高三校联考学业考试)(多选)对于 , ,下列说法正确的有( )
A.若 ,则 B.若 ,则 是纯虚数
C. D.
【答案】AC
【解析】A: ,则 的虚部为0,故 ,正确;
B:当 时, 成立,而 不是纯虚数,错误;
C:令 且 ,则 ,则 ,正确;
D:令 且 , 且 ,则
可能为虚数,而 为实数,错误.
故选:AC
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