文档内容
专题 6.3 复数
题型一 复数的分类
题型二 复数的几何意义
题型三 复数模的计算
题型四 复数模的几何意义
题型五 复数的四则运算
题型六 的幂运算
题型七 待定系数法求复数
题型八 复数的三角表示(选学)
题型一 复数的分类
例1.(2023春·江苏盐城·高三江苏省响水中学校考期中)已知复数 为纯
虚数,则实数m的值为( )
A. B.1 C.1或 D. 或0
【答案】B
【分析】根据纯虚数的定义求解.
【详解】因为z是纯虚数,所以 ,解得 .
故选:B.
例2.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知 是虚数单位,复数 满
足 ,则复数 的共轭复数虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由复数的运算直接求解得到 ,再由共轭复数的概念求解即可.
【详解】由题知,
复数 的共轭复数为 复数 的共轭复数虚部为 ,
故选:B.练习1.(2023·全国·合肥一中校联考模拟预测)设 ,则“ ”是“
为纯虚数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】先利用复数运算对复数化简,再利用实部为零,虚部不为零解出 ,最后确认是
充要条件.
【详解】依题意, ,
,
故 ,
若该式为纯虚数,则 ,解得 .
故选:C.
练习2.(2022·高三单元测试)(多选)设 是复数,则下列命题中是真命题的是( )
A.若 ,则 不一定是实数 B.若 ,则 是虚数
C.若 是虚数,则 D.若 是纯虚数,则
【答案】BD
【分析】因为 是复数,可设 ,先表示出 ,再根据四个选项的条件逐项验证即
可.
【详解】设 ,则 ,
对于A,因为 ,所以 ,因为 ,可得 ,即 ,所以 一定
是实数,所以选项A错误;
对于B,因为 ,所以 ,因为 ,所以 且 ,即
,所以 是虚数,所以选项B正确;
对于C,若 是虚数,则 ,即 ,若 ,则
为虚数,不能和0比较大小,若 ,则 ,均不满足 ,所以选项C错
误;对于D,若 是纯虚数,则 且 ,即 ,所以 ,所以选项D
正确.
故选:BD.
练习3.(2023春·陕西宝鸡·高三统考期中)当实数 取什么值时,复数
是下列数?
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
【答案】(1) 或
(2) 且
(3)
【分析】(1)令复数虚部等于0,即可求得答案;
(2)令复数的虚部不等于0,即可求得答案;
(3)根据纯虚数的概念,令实部等于0,虚部不为0,即可求得答案.
【详解】(1)由题意复数 ,
当 ,即 或 时,所给复数是实数.
(2)当 ,即 且 时,所给复数是虚数.
(3)当 ,即 时,所给复数是纯虚数.
练习4.(江苏省无锡市等4地2023届高三三模数学试题)已知 为虚数单位,复数 满足
,则 的虚部为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】设 , ,根据复数模的计算公式得到方程,解得即可.
【详解】设 , ,则 ,
因为 ,所以 ,则 ,解得 ,
所以复数 的虚部为 .
故选:C
练习5.(2023春·重庆沙坪坝·高三重庆南开中学校考期中)(多选)已知非零复数 ,
则下列运算结果一定为实数的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD【分析】由复数的乘法和加、减运算对选项一一化简,即可得出答案.
【详解】设复数 (a, , ), , ( ,
), ,
对于A, ,虚部为0,则 一定为实数,故A正确;
对于B, ,虚部不为0,故 一定不为实数,故B不正确;
对于C,
,
若 ,则 不一定为实数,故C不正确;
对于D, ,
,故D正确.
故选:AD.
题型二 复数的几何意义
例3.(2023·江苏南通·统考模拟预测)已知复数 在复平面内对应的点落
在第一象限,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】化简 ,根据 对应点所在象限列不等式,从而求得 的取值范围.
【详解】 ,
对应点 ,
由于点 在第一象限,
所以 ,解得 .
故选:A
例4.(2023春·全国·高三专题练习)已知 为实数,若复数 为纯虚
数,则复数 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
【分析】利用纯虚数的定义求出a,即可判断作答.
【详解】因为复数 为纯虚数,则 ,解得 ,所以复数 在复平面内对应的点 位于第四象限.
故选:D
练习6.(2023·河北唐山·开滦第二中学校考模拟预测)已知复数 与 在复平面内
对应的点关于实轴对称,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据复数对应点的对称关系得 ,应用复数除法化简目标式即得结果.
【详解】由 对应点为 ,则 对应点为 ,故 ,
所以 .
故选:D
练习7.(2023·北京·高三专题练习)在复平面内, 是原点,向量 对应的复数是 ,
将 绕点 按逆时针方向旋转 ,则所得向量对应的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由复数的几何意义结合图象可得.
【详解】
如图,由题意可知 , 与 轴夹角为 ,
绕点 逆时针方向旋转 后 到达 轴上 点,又 ,
所以 的坐标为 ,所以 对应的复数为 .
故选:A.
练习8.(江苏省南通市2023届高三高考前练习数学试题)若 ,复数 与 在复平
面内对应的点分别为 ,则 ( )A.2 B. C.3 D.4
【答案】A
【分析】利用已知条件先求出 ,根据复数的意义,分别写出 坐标,再利用两点间的
距离公式计算即可.
【详解】由 ,
所以 ,
所以 ,
故 与 在复平面内对应的点分别为 ,
所以 ,
故选:A.
练习9.(2023·湖北·统考模拟预测)若复数 所对应的点在第四象限,且满足
,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意求出 ,再根据复数 所对应的点所在象限,即可求解.
【详解】因为复数 满足: ,即 ,
故 或 ,
因为复数 所对应的点在第四象限,
故复数 ,所以 .
故选:C.
练习10.(2023春·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)在复平面中,点O为坐标原点,
记 , , 表示的复数分别为 ,记z为 所表示的复数,则
( )
A.25 B.8 C.5 D.
【答案】A
【分析】由复数的几何意义可得 ,求出 ,再
由共轭复数的定义和复数的乘法运算化简即可得出答案.
【详解】因为 , , 表示的复数分别为
所以 ,
,
则 ,那么 ,所以 .
故选:A.
题型三 复数模的计算
例5.(2023春·内蒙古赤峰·高三校考阶段练习)若复数z满足 , ______.
【答案】
【分析】化简 ,然后用复数模的公式进行求解即可.
【详解】因为 ,所以 ,
所以 .
故答案为:
例6.(2023春·福建厦门·高三厦门一中校考期中)i是虚数单位,已知 ,写
出一个满足条件的复数 .______.
【答案】 (答案不唯一,满足 ( )均可)
【分析】运用复数的模的运算公式计算即可.
【详解】设 ,( ),
则 , ,
因为 ,
所以 ,解得: ,
所以 ,( )
所以可以取 .
故答案为: (答案不唯一,满足 ( )均可).
练习11.(2023·安徽合肥·合肥市第八中学校考模拟预测)已知复数
,且 为纯虚数,则 ( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】根据复数的乘法运算法则化简 ,由纯虚数的概念求出 ,由复数的除法运算
以及复数的模长公式可得结果.
【详解】复数 ,则 ,
依题意得, ,解得 ,即 ,,
所以 .
故选: .
练习12.(2023·上海普陀·曹杨二中校考三模)已知 为虚数单位,复数 ,则
______.
【答案】
【分析】根据复数的乘法运算求得 ,可得 ,根据复数模的计算即得答案.
【详解】由 可得 ,
故 ,
故答案为:
练习13.(2023·全国·高三专题练习)已知复数 满足 ,写出一个满足条件的复
数 ______.
【答案】 (答案不唯一,虚部为 即可)
【分析】设复数 ,代入复数的模的公式求解即可.
【详解】设 ,( , ),
则 ,
,
∵ ,∴ ,
∴ ,化简得 ,解得 .
∴满足条件的一个复数 (答案不唯一,虚部为 即可).
故答案为: (答案不唯一,虚部为 即可).
练习14.(2023·全国·模拟预测)已知复数 ,则a=( )
A.1 B.0 C.2 D.±1
【答案】D
【分析】根据复数的乘法运算和复数模的计算即可
【详解】
化简得
则解得 ,
故选:D.
练习15.(2023·安徽蚌埠·统考三模)已知 , 为虚数单位,若复数 ,
,则 ______.
【答案】
【分析】根据题意,利用复数代数形式的乘除运算化简,再由复数模的计算公式列式求得
.
【详解】因为
由 ,得 ,得 .
故答案为: .
题型四 复数模的几何意义
例7.(2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模)已知复数 满足 ,则 ( 为虚数
单位)的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】设 ,根据复数模的计算公式和三角恒等变换的知识可得到
,由此确定最大值.
【详解】由 可设: ,
,
(其中 ),
当 时,即 时,
.
故选:C.
例8.(2023·山东烟台·统考二模)若复数z满足 ,则 的最小值为
( ).
A.3 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据 和 的几何意义,结合双曲线的图象即可得到 的最小值.
【详解】设复数 在复平面上对应的点的坐标为 ,则 表示点
到 的距离与到 的距离的差为4,
所以点 的轨迹为双曲线 的右支,图象如下所示:
表示点 到 的距离,所以 的最小值为3.
故选:A.
练习16.(2023春·湖北襄阳·高三宜城市第一中学校联考期中)已知复数 满足
,则在复平面中 对应的点所构成的图形的面积为__________.
【答案】
【分析】根据复数模的几何意义结合圆的面积计算,即可求得答案.
【详解】根据题意可知复数 满足 ,
则由复数模的几何意义知 对应的点所构成的图形为半径为2和 的两个同心圆所围成
的圆环,
则其面积为 ,
故答案为:
练习17.(2023春·四川成都·高二统考期中)已知 ,则 ( 为虚数单位)的
最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设 得到 ,由 ,得到 表
示单位圆上的点到点 的距离,结合圆的性质,即可求解.
【详解】设 ,其中 ,由 ,可得 ,
根据复数 的几何意义可得复数 表示原点 为圆心,半径为 的单位圆,则 ,
可得 表示单位圆上的点到点 的距离,
因为 ,所以 的最大值为 .
故选:C.
练习18.(2023·河南·洛阳市第三中学校联考模拟预测)已知复数z满足 ,z在
复平面内对应的点为 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】转化为动点 到两定点 距离相等的几何意义即可得到答案.
【详解】设复数 在复平面内对应的点分别为 ,
则 的几何意义是 到 的距离和 到 的距离相等,
则 在复平面内对应的点 满足 .
故选:D.
练习19.(2023春·福建莆田·高三莆田第二十五中学校考期中)在复平面内,已知复数
满足 ( 为虚数单位),记 对应的点为点 ,z对应的点为点 ,则
点 与点 之间距离的最小值_________________
【答案】
【分析】根据已知条件,集合复数模公式,求出点Z的轨迹方程,再结合点到直线的距离
公式,即可求解.
【详解】设 ,
,
,即 ,
化简整理可得 ,
复数 的对应点 的轨迹 ,
对应的点为点 ,
点 与点 之间距离的最小值为 ,
故答案为:
练习20.(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
【分析】根据 分析出 对应点轨迹方程,再根据 的几何意义以及圆外一点到
圆上点的距离最小值求法求解出结果.
【详解】设 ,
因为 ,所以 ,即z在复平面内对应点的
轨迹为圆C: ,如图,
又 ,
所以 表示圆C上的动点到定点 的距离,
所以 为 ,
故选:B.
题型五 复数的四则运算
例9.(2023·山东济宁·嘉祥县第一中学统考三模)若复数 为纯虚数,则实数
( )
A. B. C.6 D.
【答案】D
【分析】利用复数的除法运算求出 ,再结合复数的概念求解作答.
【详解】依题意, ,
因为复数 是纯虚数,且 ,则 且 ,解得 ,
所以 .
故选:D
例10.(2023·湖北咸宁·校考模拟预测)复数 满足 ,则 ( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的运算法则,求出 ,再根据共轭复数的定义得到 .
【详解】因为 , ,
所以 .
故选:B.
练习21.(2023·河南郑州·洛宁县第一高级中学校联考模拟预测)已知复数z 满足
,则 ( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】直接根据复数的除法运算以及复数模的定义即可得到答案.
【详解】 ,
所以
故选:D.
练习22.(2023·云南保山·统考二模)如果复数 (其中 为虚数单位,b为实数)为
纯虚数,那么 的模长等于( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】根据复数的运算法则,求得 ,根据题意求得 ,结合复
数模的计算公式,即可求解.
【详解】由复数的运算法则得 ,
因为复数 为纯虚数,所以 且 ,解得 ,
所以 ,所以 .
故选:A.
练习23.(2023·江西·统考模拟预测)已知i为虚数单位,若复数 ,则 ( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由复数的运算化简复数 ,再求共轭复数即可.
【详解】因为 ,所以 .
故选:B.
练习24.(2023·宁夏银川·校联考二模)规定运算 ,若复数 满足
,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据所给运算及复数代数形式的乘法运算化简即可.
【详解】因为 ,所以 ,
即 ,所以 .
故选:D
练习25.(2023·江苏·统考模拟预测)已知 ,则 ( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【分析】利用复数的除法可求 ,从而可求其模.
【详解】由题设可得 ,故 ,
故 ,
故选:B.
题型六 的幂运算
例11.(2023·山东·模拟预测)若 ,则 ( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】先由 ,再代入 求解.
【详解】解:因为 ,所以 ,
所以 ,
,
故选:B
例12.(2023·江西·江西省丰城中学校联考模拟预测)已知 为虚数单位,
,则复数 在复平面上所对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】先根据复数的乘方求出 ,再根据复数的除法运算即可得解.
【详解】因为 ,
则 ,
所以 在复平面上所对应的点为 位于第二象限.
故选:B.
练习26.(2021春·高三课时练习)计算: =________.
【答案】9+2i
【分析】利用 的周期性、复数的四则运算计算求解.
【详解】原式=
=(-i)14+10+i-
=-1+10+i+i
=9+2i.
故答案为:9+2i.
练习27.(2022秋·江西宜春·高三校联考期末)已知 (i是虚数单位),则
( )
A. B.1 C.0 D.i【答案】B
【分析】根据复数的乘方运算结合虚数单位i的性质,即可求得答案.
【详解】由题意 ,
故选:B
练习28.(2023·云南昆明·昆明一中校考模拟预测)已知复数 ,则
( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】根据复数的乘、除法运算可得 ,由复数的乘方可得 ,即可
求解.
【详解】依题意: ,
所以 , , ,得 ,
所以 .
故选:A.
练习29.(2023·河南·校联考模拟预测)已知 ,则在复平面内,复
数z所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】根据虚数单位的性质结合复数的除法求复数z,进而判断复数z所对应的点所在象
限.
【详解】∵ ,
∴复数z所对应的点为 ,位于第四象限.
故选:D.
练习30.(2023·云南曲靖·统考模拟预测)已知复数 ( 是虚数单位),则
( )
A. B. C. D.
【答案】C【分析】利用 的性质求解 ,再求模即可.
【详解】 .
故选:C.
题型七 待定系数法求复数
例13.(2023·浙江·校联考二模)已知复数 满足 ( 为虚数单位),则
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的乘法运算规则计算.
【详解】 ;
故选:B.
例14.(2023·甘肃金昌·永昌县第一高级中学统考模拟预测)若复数 满足 ,
其中 为虚数单位,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设复数 ,则 ,根据复数的加减法与复数相等求得结果.
【详解】设复数 ,则 ,
则 ,则 , ,
所以 .
故选:C.
练习31.(2023春·湖南·高二校联考期中)已知复数 对应的点在复平面第一象限内,
是 的共轭复数,那么同时满足 和 的复数是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设出复数 ,由共轭复数的定义可得 ,依题意列出方程组
即可求出复数 ,再结合复数 对应的点在复平面第一象限,即可判断.【详解】设 ,则 ,
由 ,得: ,所以 ,
由 ,得: ,所以 ,
又因为复数 对应的点在复平面第一象限内,所以 ,故 ,
故选:B.
练习32.(2023·江西九江·统考三模)已知复数z满足 ,则 ( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【分析】设 ,然后根据复数的四则运算求出 ,然后代入复数模
的计算公式即可求解.
【详解】设 ,则 ,
即 ,
,解得 , , .
故选: .
练习33.(2023·河南·模拟预测)已知复数z满足 ,则 ( )
A.1 B. C. D.1或
【答案】A
【分析】根据复数相等的充要条件可得 ,进而得 ,由模长公式即
可求解.
【详解】设 , ,
, ,
, ,
.
故选:A
练习34.(2023·江西南昌·统考三模)若虚数z使得 是实数,则z满足( )A.实部是 B.实部是 C.虚部是 D.虚部是
【答案】A
【分析】设 ( 且 ),计算 ,由其为实数求得 后可得.
【详解】设 ( 且 ),
,
是实数,因此 , (舍去),或 .
故选:A.
练习35.(2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考阶段练习)若复数z满足
,则 的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】首先设复数 ,( 不同时为0),根据条件化简求得 的关系式,再根
据复数模的几何意义求最值.
【详解】设 ,( 不同时为0),
,
由题意可知 ,得 或 ,
当 时, 的轨迹是 轴(除原点外),此时 的几何意义表示复数表示的点和
的距离,此时 ,
当 时,复数 的轨迹是以原点为圆心, 为半径的圆,如图,
根据复数模的几何意义可知, 的几何意义是圆上的点到 的距离,如图可知,
的最小值是点 与 的距离 .
故选:C题型八 复数的三角表示(选学)
例15.(2023·全国·高一专题练习)复数 与下列复数相等的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】应用复数的除法化简,结合复数的三角表示、各项的形式判断正误即可.
【详解】由题设, ,故A、C、D错误;
而 ,故B正确.
故选:B
例16.(2023春·湖北武汉·高三华中师大一附中校考期中)在复平面内,把与复数
对应的向量绕原点O按顺时针方向旋转 ,则所得向量对应的复数为______(用代数形
式表示).
【答案】
【分析】根据复数除法运算的三角表示及几何意义,应用除法法则计算即可.
【详解】复数 对应的向量绕原点O按顺时针方向旋转 ,则所得向量对应的复数
为
.
故答案为: .
练习36.(2023·全国·高三专题练习)(多选)下列复数的三角形式正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据复数三角形式直接得到答案.【详解】复数的三角形式为 ,
所以只有B、C正确,
故选:BC.
练习37.(2022春·高三课时练习)把复数 化三角形式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据复数的三角形公式 求解求解即可.
【详解】设复数的三角形式为 ,则 , ,可取
,
从而复数 的三角形式为 .
故选:C.
练习38.(2022春·高三课时练习)求复数 的辐角的主值为________.
【答案】
【分析】将复数写成三角形式,再根据辐角的定义即可得解.
【详解】 ,
所以复数 的辐角的主值 .
故答案为: .
练习39.(2022春·高三课时练习)已知复数 对应的向量绕原点逆时
针旋转 后得到的向量对应的复数为 ,且 ,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先根据复数的三角形式旋转得到新复数,再应用复数乘法计算即可.
【详解】逆时针旋转 后得 ,所以
= .
故选:A
练习40.(2022春·高三单元测试)在复平面内,把复数 对应的向量绕原点逆时针旋
转 后所得向量对应的复数为 ,绕原点顺时针旋转 后所得向量对应的复数为
(1)求复数 ;
(2)若复数 ,求复数 .
【答案】(1) ,
(2)
【分析】(1)根据复数的三角形式旋转后可得新复数;
(2)根据复数三角形式的除法运算律求解即可.
【详解】(1)复数 逆时针旋转 后得
,
顺时针旋转 后得 .
(2)由(1)得 .