文档文本内容
§5.5
复
数
最新考纲
考情考向分析
1.理解复数的基本概念.
2.理解复数相等的充要条件.
3.了解复数的代数表示法及其几何意义.
4.能进行复数代数形式的四则运算.
5.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.
主要考查复数的基本概念(复数的实部、虚
部、共轭复数、复数的模等),复数相等的
充要条件,考查复数的代数形式的四则运
算,重点考查复数的除法运算,突出考查运
算能力与数形结合思想.一般以选择题、填
空题的形式出现,难度为低档.
1.复数的有关概念
(1)定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中a 叫做复数z 的实部,b 叫做复数z 的虚
部(i 为虚数单位).
(2)分类:
满足条件(a,b 为实数)
复数的分类
a+bi 为实数⇔b=0
a+bi 为虚数⇔b≠0
a+bi 为纯虚数⇔a=0 且b≠0
(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 共轭⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(5)模:向量OZ
→的模叫做复数z=a+bi 的模,记作|a+bi|或|z|,即|z|=|a+bi|=a2+b2(a,b∈R).
2.复数的几何意义
复数z=a+bi 与复平面内的点Z(a,b)及平面向量OZ
→=(a,b)(a,b∈R)是一一对应关系.
3.复数的运算
(1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
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(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OZ1ZZ2 可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即OZ
→=OZ1
→+OZ2
→,
Z1Z2
—→=OZ2
→-OZ1
→.
概念方法微思考
1.复数a+bi 的实部为a,虚部为b 吗?
提示
不一定.只有当a,b∈R 时,a 才是实部,b 才是虚部.
2.如何理解复数的加法、减法的几何意义?
提示
复数的加法、减法的几何意义就是向量加法、减法的平行四边形法则.
题组一
思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)方程x2+x+1=0 没有解.(
×
)
(2)复数z=a+bi(a,b∈R)中,虚部为bi.(
×
)
(3)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.(
×
)
(4)原点是实轴与虚轴的交点.(
√
)
(5)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的
模.(
√
)
题组二
教材改编
2.设z=1-i
1+i
+2i,则|z|等于(
)
A.0
B.1
2
C.1
D. 2
答案
C
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公众号:一枚试卷君
解析
∵z=1-i
1+i
+2i=
1-i2
1+i1-i
+2i=-2i
2
+2i=i,
∴|z|=1.故选C.
3.在复平面内,向量AB
→对应的复数是2+i,向量CB
→对应的复数是-1-3i,则向量CA
→对应的
复数是(
)
A.1-2i
B.-1+2i
C.3+4i
D.-3-4i
答案
D
解析
CA
→=CB
→+BA
→=-1-3i+(-2-i)=-3-4i.
4.若复数z=(x2-1)+(x-1)i 为纯虚数,则实数x 的值为(
)
A.-1
B.0
C.1
D.-1 或1
答案
A
解析
∵z 为纯虚数,∴
x2-1=0,
x-1≠0,
∴x=-1.
题组三
易错自纠
5.设a,b∈R,i 是虚数单位,则“ab=0”是“复数a+b
i为纯虚数”的(
)
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
答案
C
解析
∵复数a+b
i=a-bi 为纯虚数,∴a=0 且-b≠0,即a=0 且b≠0,∴“ab=0”是“复
数a+b
i为纯虚数”的必要不充分条件.故选C.
6.(2019·葫芦岛模拟)若复数z 满足iz=2-2i(i 为虚数单位),则z 的共轭复数z 在复平面内对
应的点所在的象限是(
)
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
答案
B
解析
由题意,∵z=2-2i
i
=2-2i·-i
i·-i
=-2-2i,
∴z =-2+2i,则z 的共轭复数z 对应的点在第二象限.故选B.
7.i2 014+i2 015+i2 016+i2 017+i2 018+i2 019+i2 020=________.
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答案
-i
解析
原式=i2+i3+i4+i1+i2+i3+i4=-i.
题型一
复数的概念
1.若复数z 满足(1+2i)z=1-i,则复数z 的虚部为(
)
A.3
5
B.-3
5
C.3
5i
D.-3
5i
答案
B
解析
因为(1+2i)z=1-i,
所以z=1-i
1+2i
=1-i1-2i
5
=-1-3i
5
,
因此复数z 的虚部为-3
5,故选B.
2.(2019·大连质检)复数2+i
1+i
的共轭复数是(
)
A.-3
2+1
2i
B.-3
2-1
2i
C.3
2-1
2i
D.3
2+1
2i
答案
D
解析
由复数2+i
1+i
=
(2+i)1-i
1+i1-i
=3-i
2
=3
2-1
2i,
所以共轭复数为3
2+1
2i,故选D.
3.(2018·抚顺模拟)已知复数a+2i
2-i
是纯虚数(i 是虚数单位),则实数a 等于(
)
A.-4
B.4
C.1
D.-1
答案
C
解析
a+2i
2-i
=a+2i2+i
2-i2+i
=2a-2+a+4i
5
,
∵复数a+2i
2-i
为纯虚数,
∴2a-2=0 且a+4≠0,
解得a=1.故选C.
思维升华复数的基本概念有实部、虚部、虚数、纯虚数、共轭复数等,在解题中要注意辨析
概念的不同,灵活使用条件得出符合要求的解.
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题型二
复数的运算
命题点1
复数的乘法运算
例1
(1)(2018·全国Ⅲ)(1+i)(2-i)等于(
)
A.-3-i
B.-3+i
C.3-i
D.3+i
答案
D
解析
(1+i)(2-i)=2+2i-i-i2=3+i.
(2)i (2+3i)等于(
)
A.3-2i
B.3+2i
C.-3-2i
D.-3+2i
答案
D
解析
i(2+3i)=2i+3i2=-3+2i,故选D.
命题点2
复数的除法运算
例2
(1)(2018·全国Ⅱ)1+2i
1-2i
等于(
)
A.-4
5-3
5i
B.-4
5+3
5i
C.-3
5-4
5i
D.-3
5+4
5i
答案
D
解析
1+2i
1-2i
=
1+2i2
1-2i1+2i
=1-4+4i
1-2i2
=-3+4i
5
=-3
5+4
5i.
故选D.
(2)(2019·通辽诊断)已知i 为虚数单位,复数z 满足iz=2z+1,则z 等于(
)
A.-2
5-1
5i
B.2
5+1
5i
C.2+i
D.2-i
答案
A
解析
由iz=2z+1,得(2-i)z=-1,
解得z=-1
2-i
=-2+i
5
,
即z=-2
5-1
5i,故选A.
命题点3
复数的综合运算
例3 (1)(2019·盘锦模拟)已知z(1+i)=-1+7i(i 是虚数单位),z 的共轭复数为z ,则| z |等于
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(
)
A. 2
B.3+4i
C.5
D.7
答案
C
解析
z=-1+7i
1+i
=-1+7i1-i
2
=3+4i,
故z =3-4i⇒| z |=5,故选C.
(2)(2018·乌海模拟)对于两个复数α=1-i,β=1+i,有下列四个结论:①αβ=1;②α
β=-i;
③|
α
β|=1;
④α2+β2=0,其中正确结论的个数为(
)
A.1
B.2
C.3
D.4
答案
C
解析
对于两个复数α=1-i,β=1+i,
①αβ=(1-i)·(1+i)=2,故①不正确;
②α
β=1-i
1+i
=1-i1-i
1+i1-i
=-2i
2
=-i,故②正确;
③|
α
β|=|-i|=1,故③正确;
④α2+β2=(1-i)2+(1+i)2=1-2i-1+1+2i-1=0,故④正确.故选C.
思维升华(1)复数的乘法:复数乘法类似于多项式的四则运算.
(2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数.
跟踪训练1
(1)已知a∈R,i 是虚数单位,若z=3+ai,z· z =4,则a 为(
)
A.1 或-1
B.1
C.-1
D.不存在的实数
答案
A
解析
由题意得z =3-ai,
故z· z =3+a2=4⇒a=±1,故选A.
(2)(2019·铁岭质检)已知复数a+bi=1-i2
1+i
(i 是虚数单位,a,b∈R),则a+b 等于(
)
A.-2
B.-1
C.0
D.2
答案
A
解析
由复数的运算法则,可得
1-i2
1+i
=-2i
1+i
=-2i1-i
1+i(1-i)=-2i-2
2
=-1-i,
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结合题意可得a+bi=-1-i,即a=-1,b=-1,
据此可得a+b=-2.故选A.
题型三
复数的几何意义
例4
(1)(2018·赤峰质检)复数z 满足(2+i)z=|3-4i|,则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
解析
∵(2+i)z=|3-4i|=9+16=5,
∴(2-i)(2+i)z=5(2-i),
5z=5(2-i),z=2-i,
z 在复平面内对应的点为(2,-1),在第四象限,故选D.
(2)如图所示,平行四边形OABC,顶点O,A,C 分别表示0,3+2i,-2+4i,试求:
①AO
→,BC
→所表示的复数;
②对角线CA
→所表示的复数;
③B 点对应的复数.
解
①∵AO
→=-OA
→,∴AO
→所表示的复数为-3-2i.
∵BC
→=AO
→,∴BC
→所表示的复数为-3-2i.
②∵CA
→=OA
→-OC
→,∴CA
→所表示的复数为
(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.
③OB
→=OA
→+AB
→=OA
→+OC
→,
∴OB
→所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i,
即B 点对应的复数为1+6i.
思维升华复平面内的点、向量及向量对应的复数是一一对应的,要求某个向量对应的复数时,
只要找出所求向量的始点和终点,或者用向量相等直接给出结论即可.
跟踪训练2
(1)(2018·阜新模拟)已知复数z=5i
3+4i
(i 是虚数单位),则z 的共轭复数z 对应的
点在(
)
A.第四象限
B.第三象限
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C.第二象限
D.第一象限
答案
A
解析
∵z=5i
3+4i
=
5i·(3-4i)
(3+4i)·(3-4i)=4
5+3
5i,
∴z =4
5-3
5i,则z 的共轭复数z 对应的点在第四象限.故选A.
(2)已知复数z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-2i,它们所对应的点分别为A,B,C,O 为坐标
原点,若OC
→=xOA
→+yOB
→,则x+y 的值是________.
答案
5
解析
由已知得A(-1,2),B(1,-1),C(3,-2),
∵OC
→=xOA
→+yOB
→,
∴(3,-2)=x(-1,2)+y(1,-1)=(-x+y,2x-y),
∴
-x+y=3,
2x-y=-2,
解得
x=1,
y=4,
故x+y=5.
1.已知复数z1=6-8i,z2=-i,则z1
z2
等于(
)
A.-8-6i
B.-8+6i
C.8+6i
D.8-6i
答案
C
解析
∵z1=6-8i,z2=-i,
∴z1
z2
=6-8i
-i
=6-8ii
-i2
=8+6i.
2.(2019·包头质检)若复数z 满足(1+2i)·z=2+i,其中i 为虚数单位,则|z|等于(
)
A.3
5
B.4
5
C.1
D.2
答案
C
解析
由题意可得z=2+i
1+2i
,
则|z|=|
2+i
1+2i|=
|2+i|
|1+2i|=5
5
=1.故选C.
3.已知i 为虚数单位,则复数2
1+i在复平面内所对应的点在(
)
A.第一象限
B.第二象限
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C.第三象限
D.第四象限
答案
D
解析
2
1+i=
21-i
1+i1-i
=2-2i
2
=1-i,在复平面内对应的点为(1,-1),所以在第四象限,
故选D.
4.已知i 为虚数单位,若复数z 满足z+i
z-i
=1+i,那么|z|等于(
)
A.1
B. 2
C. 5
D.5
答案
C
解析
∵z+i
z-i
=1+i,z+i=(1+i)(z-i),iz=(2+i)i,
∴z=2+i,∴|z|=1+4=5,故选C.
5.已知i 为虚数单位,a∈R,若i-2
a-i
为纯虚数,则a 等于(
)
A.1
2
B.-1
2
C.2
D.-2
答案
B
解析
由题意知i-2
a-i
=
(i-2)(a+i)
(a-i)(a+i)
=-2a-1+a-2i
a2+1
=-2a-1
a2+1
+a-2
a2+1
i,
又由i-2
a-i
为纯虚数,
所以-2a-1=0 且a-2≠0,解得a=-1
2,故选B.
6.若复数z 满足(3+4i)z=1-i(i 是虚数单位),则复数z 的共轭复数z 等于(
)
A.-1
5-7
5i
B.-1
5+7
5i
C.-1
25-7
25i
D.-1
25+7
25i
答案
D
解析
由题意可得z=1-i
3+4i
=1-i3-4i
3+4i3-4i
=-1-7i
25
,
所以z =-1
25+7
25i,故选D.
7.已知复数z 满足z2=12+16i,则z 的模为(
)
A.20
B.12
C.2 5
D.2 3
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答案
C
解析
设z=a+bi,a,b∈R,
则由z2=12+16i,得a2-b2+2abi=12+16i,
则
a2-b2=12,
2ab=16,
解得
a=4,
b=2
或
a=-4,
b=-2,
即|z|=a2+b2=16+4=2 5.故选C.
8.已知集合M={1,m,3+(m2-5m-6)i},N={-1,3},若M∩N={3},则实数m 的值为
________.
答案
3 或6
解析
∵M∩N={3},∴3∈M 且-1∉M,
∴m≠-1,3+(m2-5m-6)i=3 或m=3,
∴m2-5m-6=0 且m≠-1 或m=3,
解得m=6 或m=3,经检验符合题意.
9.(2018·江苏)若复数z 满足i·z=1+2i,其中i 是虚数单位,则z 的实部为________.
答案
2
解析
由i·z=1+2i,得z=1+2i
i
=2-i,
∴z 的实部为2.
10.(2018·天津)i 是虚数单位,复数6+7i
1+2i
=________.
答案
4-i
解析
6+7i
1+2i
=6+7i1-2i
1+2i1-2i
=20-5i
5
=4-i.
11.已知复数z 满足z+3
z=0,则|z|=________.
答案
3
解析
由复数z 满足z+3
z=0,则z2=-3,
所以z=± 3i,所以|z|=3.
12.若复数z=1-i,则z+1
z的虚部是________.
答案
-1
2
解析
z+1
z=1-i+1
1-i=1-i+1+i
2
=3
2-1
2i,故虚部为-1
2.
13.(2018·营口质检)已知复数z 满足(1-i)z=i3,则|z|=________.
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答案
2
2
解析
由题意知z=i3
1-i=-i1+i
1-i1+i
=-i+1
2
=1
2-1
2i,
则|z|=
1
2 2+-1
2 2=2
2 .
14.(2019·乌海调研)已知i 为虚数单位,复数z(1+i)=2-3i,则z 的虚部为________.
答案
-5
2
解析
由z(1+i)=2-3i,
得z=2-3i
1+i
=2-3i1-i
1+i1-i
=-1-5i
2
=-1
2-5
2i,
则z 的虚部为-5
2.
15.已知复数z=bi(b∈R),z-2
1+i
是实数,i 是虚数单位.
(1)求复数z;
(2)若复数(m+z)2 所表示的点在第一象限,求实数m 的取值范围.
解
(1)因为z=bi(b∈R),
所以z-2
1+i
=bi-2
1+i
=bi-21-i
1+i1-i
=b-2+b+2i
2
=b-2
2
+b+2
2
i.
又因为z-2
1+i
是实数,所以b+2
2
=0,
所以b=-2,即z=-2i.
(2)因为z=-2i,m∈R,
所以(m+z)2=(m-2i)2=m2-4mi+4i2
=(m2-4)-4mi,
又因为复数(m+z)2 所表示的点在第一象限,
所以
m2-4>0,
-4m>0,
解得m<-2,
即m∈(-∞,-2).
16.若虚数z 同时满足下列两个条件:
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①z+5
z是实数;
②z+3 的实部与虚部互为相反数.
这样的虚数是否存在?若存在,求出z;若不存在,请说明理由.
解
存在.设z=a+bi(a,b∈R,b≠0),
则z+5
z=a+bi+
5
a+bi
=a
1+
5
a2+b2 +b
1-
5
a2+b2 i.
又z+3=a+3+bi 的实部与虚部互为相反数,
z+5
z是实数,
根据题意有b
1-
5
a2+b2 =0,
a+3=-b,
因为b≠0,所以
a2+b2=5,
a=-b-3,
解得
a=-1,
b=-2
或
a=-2,
b=-1.
所以z=-1-2i 或z=-2-i.
17.(2018·本溪模拟)若复数a+i
1+i
(i 是虚数单位)在复平面内对应的点在第一象限,则实数a 的取
值范围是(
)
A.(-∞,-1)
B.(1,+∞)
C.(-1,1)
D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
答案
C
解析
由题意得z=a+i
1+i
=a+i1-i
1+i1-i
=a+1+1-ai
2
,
因为z 在复平面内对应的点在第一象限,
所以
a+1>0,
1-a>0,
所以-1<a<1.故选C.
18.已知a∈R,i 是虚数单位,若复数z=a+3i
3+i
∈R,则复数z=________.
答案
3
解析
∵复数z=a+3i
3+i
=
(a+3i)( 3-i)
( 3+i)( 3-i)
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=3(1+a)+3-ai
4
=3(1+a)
4
+3-a
4
i∈R,
∴3-a
4
=0,即a=3.
则复数z=31+a
4
=4 3
4 =3.
19.复数z1,z2 满足z1=m+(4-m2)i,z2=2cos θ+(λ+4sin θ)i(m,λ,θ∈R),并且z1=z2,则
λ的取值范围是(
)
A.[-1,8]
B. -9
16,1
C. -9
16,7
D.
9
16,7
答案
A
解析
由复数相等的充要条件可得
m=2cos θ,
4-m2=λ+4sin θ,
化简得4-4cos2θ=λ+4sin θ,
由此可得λ=-4cos2θ-4sin θ+4
=-4(1-sin2θ)-4sin θ+4
=4sin2θ-4sin θ=4 sin θ-1
2 2-1,
因为sin θ∈[-1,1],
所以4sin2θ-4sin θ∈[-1,8].
20.给出下列命题:
①若z∈C,则z2≥0;
②若a,b∈R,且a>b,则a+i>b+i;
③若a∈R,则(a+1)i 是纯虚数;
④若z=-i,则z3+1 在复平面内对应的点位于第一象限.
其中正确的命题是________.(填上所有正确命题的序号)
答案
④
解析
由复数的概念及性质知,①错误;②错误;
若a=-1,则a+1=0,不满足纯虚数的条件,③错误;
z3+1=(-i)3+1=i+1,④正确.
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