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第 05 讲 复数
目录
第一部分:基础知识..................................................1
第二部分:高考真题回顾..............................................3
第三部分:高频考点一遍过............................................3
高频考点一:复数的概念...........................................3
高频考点二:复数的几何意义.......................................4
高频考点三:复数分类.............................................5
高频考点四:复数模...............................................6
高频考点五:待定系数求复数 ................................7
高频考点六:复数的四则运算.......................................7
高频考点七:共轭复数.............................................8
第四部分:新定义题(解答题)........................................9
第一部分:基础知识
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.
第二部分:高考真题回顾
1.(2023·北京·统考高考真题)在复平面内,复数 对应的点的坐标是 ,则 的共轭复数
( )
A. B.
C. D.
2.(2023·全国·(乙卷文)) ( )
A.1 B.2 C. D.5
3.(2023·全国·(甲卷文)) ( )
A. B.1 C. D.
4.(2023·全国·(新高考Ⅰ卷))已知 ,则 ( )
A. B. C.0 D.1
5.(2023·全国·(新高考Ⅱ卷))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
第三部分:高频考点一遍过
高频考点一:复数的概念
典型例题
例题1.(2024下·上海·高三开学考试)下列命题不正确的为( )A.若复数 , 的模相等,则 , 是共轭复数
B. , 都是复数,若 是虚数,则 不是 的共轭复数
C.复数是实数的充要条件是
D. , ,则 对应的点 的轨迹为线段
例题2.(多选)(2024上·云南昆明·高二统考期末)已知复数 ,则下列说法正确的是( )
A. 的虚部为 B.复数 在复平面内对应的点位于第二象限
C. 的共轭复数 D.
练透核心考点
1.(2024上·广东深圳·高三统考期末)复数 的实部与虚部之和是( )
A.7 B.13 C.21 D.27
2.(2024下·高一单元测试)已知复数
①在复平面内 对应点的坐标为(1,-1);
②复数的虚部为 ;
③复数的共轭复数为 ;
④ ;
⑤复数 是方程 在复数范围内的一个根.
以上5个结论中正确的命题个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
高频考点二:复数的几何意义
典型例题
例题1.(2024下·全国·高一专题练习)“ ”是“复数 在复平面内对应的点
位于第四象限”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
例题2.(2024上·四川成都·高三树德中学校考期末)在复平面内,复数 , 对应的点分别是
,则 的模是( )A.5 B. C.2 D.
例题3.(多选)(2024·湖南长沙·长沙一中校联考模拟预测)已知复数 , 在复平面上对应的点分别为
A,B,且O为复平面原点若. (i为虚数单位),向量 绕原点逆时针方向旋转90°,且模伸
长为原来的2倍后与向量 重合,则( )
A. 的虚部为 B.点B在第二象限
C. D.
练透核心考点
1.(2024上·广东佛山·高三石门中学校考期末)复数 在复平面内所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(多选)(2024下·高一单元测试)关于复数,下列说法错误的是( )
A.若 ,则 或
B.复数 与 分别对应向量 与 ,则向量 对应的复数为
C.若z是复数,则
D.若复数z满足 ,则复数z对应的点所构成的图形面积为
3.(2024·全国·高一假期作业)复平面上两个点 分别对应两个复数 ,它们满足下列两个条件:
① ;②两点 连线的中点对应的复数为 ,若 为坐标原点,则 的面积为
高频考点三:复数分类
典型例题
例题1.(2024上·河北廊坊·高三河北省文安县第一中学校联考期末)若复数 为纯虚数,则
( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
例题2.(2024下·全国·高一专题练习)复数 ,求实数m的取值范围使得:
(1)z为纯虚数;
(2)z在复平面上对应的点在第四象限.
例题3.(2023下·河北唐山·高一校联考期中)已知 , ,复数 ,且 ,复数
在复平面上对应的点在函数 的图像上.
(1)求复数 ;
(2)若 为纯虚数,求实数 的值.
练透核心考点
1.(2024·天津滨海新·高三天津市滨海新区塘沽第一中学校联考期末)已知 是纯虚数
(其中 , 是虚数单位),则 ;
2.(2024·全国·高一假期作业)已知复数 满足 .
(1)若 是实数,求复数 ;
(2)求 的取值范围.
3.(2024下·全国·高一专题练习)已知 ,复数 ,当m为何值时,
(1)z为实数?(2)z为虚数?
(3)z为纯虚数?
(4)z在复平面内对应的点在第四象限?
高频考点四:复数模
典型例题
例题1.(2024·福建漳州·统考模拟预测)已知复数 , 满足 , ,则 的
最大值为 .
例题2.(2024·全国·高三专题练习)已知复数 满足 ,则 的最大值是
.
例题3.(2024·全国·高三专题练习)在复平面内,已知复数 满足 , 为虚数单位,则 的
最大值为 .
练透核心考点
1.(2024·天津滨海新·高三天津市滨海新区塘沽第一中学校联考期末)已知 是纯虚数
(其中 , 是虚数单位),则 ;
2.(2024·全国·高一假期作业)若 ,且满足 ,则 的最大值为 .
3.(2024·全国·高一假期作业)设复数 、 ,满足 , ,则 .
高频考点五:待定系数求复数
典型例题
例题1.(2024·全国·高一假期作业)设复数 、 ,满足 , ,则 .例题2.(2024·全国·高三专题练习)满足 , 的一个复数 .
练透核心考点
1.(2024·全国·高一假期作业)若复数 和复数 满足 , , ,则 .
2.(2024·全国·高三专题练习)在复平面内,已知复数 满足 , 为虚数单位,则 的最大值
为 .
高频考点六:复数的四则运算
典型例题
例题1.(2024·湖南邵阳·统考一模)下列各式的运算结果不是纯虚数的是( )
A. B.
C. D.
例题2.(2024上·贵州遵义·高二统考期末)若 ,则 ( )
A.2 B.1 C. D.
例题3.(2024·全国·高一假期作业)设复数 、 ,满足 , ,则 .
练透核心考点
1.(2024上·浙江湖州·高三统考期末)已知复数 满足 ( 为虚数单位),则 ( )
A.8 B.6 C. D.
2.(2024·全国·模拟预测)若 ,则 等于( )
A. B. C. D.
3.(2024·全国·高三专题练习)复数 的虚部为 .
高频考点七:共轭复数
典型例题例题1.(2024上·浙江湖州·高三统考期末)已知复数 满足 ( 为虚数单位),则
( )
A.8 B.6 C. D.
例题2.(2024上·四川成都·高三树德中学校考期末)在复平面内,复数 , 对应的点分别是
,则 的模是( )
A.5 B. C.2 D.
例题3.(2024上·天津·高三校联考期末)设 ,则 的共轭复数为 .
练透核心考点
1.(2024·陕西宝鸡·统考一模)已知复数 , 为z的共轭复数,则 在复平面表示的点在
( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(2024·全国·模拟预测)已知复数 ,则 ( )
A. B. C. D.
3.(2024·全国·高三专题练习)在复平面内,复数 对应的点为 ,则 .
第四部分:新定义题(解答题)
1.(2024下·浙江丽水·高三校考开学考试)数学中的数,除了实数、复数之外,还有四元数.四元数在计
算机图形学中有广泛应用,主要用于描述空间中的旋转.集合 中的元素
称为四元数,其中i,j,k都是虚数单位,d称为 的实部, 称为 的虚部.两个
四元数之间的加法定义为
.
两个四元数的乘法定义为: ,四元数的乘法具有结合律,且乘法对加法有分配律.对于四元数 ,若存在四元数 使得 ,称 是 的逆,记为
.实部为0的四元数称为纯四元数,把纯四元数的全体记为W.
(1)设 ,四元数 .记 表示 的共轭四元数.
(i)计算 ;
(ii)若 ,求 ;
(iii)若 ,证明: ;
(2)在空间直角坐标系中,把空间向量 与纯四元数 看作同一个数学对象.设
.
(i)证明: ;
(ii)若 是平面X内的两个不共线向量,证明: 是X的一个法向量.