复数复数审稿:镇江市教研室黄厚忠庄志红知识结构图复数概念表示运算代数表示几何表示代数运算几何意义高考要求1.了解复数的有关概念及复数的代数表示和几何意义;2.掌握复数代数形式的运算法则,能进行复数代数形式的加法、减法、乘法、除法运算;3.了解从自然数到复数扩充的基本思想.讲座内容目录复数知识梳理1联系类比掌握复数2复数的高考考查形式3复数问题的思想方法4讲座内容知识梳理1.定义:形如a+bi(a、b∈R)的数叫做复数,其中i是虚数单位;注:①复数通常用字母z表示,即复数a+bi(a、b∈R)可记作z=a+bi(a、b∈R),并把这一形式叫做复数的代数形式②全体复数所组成的集合叫复数集,记作C③复数Z=a+bi(a、b∈R),我们把实数a,b分别叫做复数的实部和虚部.2.复数的分类:复数a+bi(a∈R,b∈R)0)00)0)00)babbab实数(纯虚数(,虚数(非纯虚数(,dbca3.复数相等:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等,即:,,,,Rdcba若dicbia则知识梳理4.复数的运算:(a+bi)(c+di)=ac+bci+adi+bdi2=(ac-bd)+(bc+ad)i类似于多项式的加法、减法、乘法运算(1)复数的加法(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i(2)复数的减法(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i(3)复数的乘法,,,)abcdR(以下的知识梳理4.复数的运算(4)复数的除法:()(),,,)abiabicdiabcdRcdi())(())((dicdicdicbia22)()(dciadbcbdac即分母实数化知识梳理2(1)2;ii①2(1)2.ii②1;1iii1.1iii③22.cdicdicd④1322i若,31则,2.复数运算的常用结论:⑤i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n=1.复数z=a+bi(a∈R,b∈R)有序实数对(a,b)直角坐标系中的点Z(a,b)xyobaZ(a,b)建立了平面直角坐标系来表示复数的平面x轴------实轴y轴------虚轴------复平面一一对应z=a+bi知识梳理5.复数的几何意义xOz=a+biyZ(a,b)22ba与复数z=a+bi(a∈R,b∈R)对应的向量的模||,叫做复数z=a+bi的模,即为复数z=a+bi在复平面上对应的点Z(a,b)到坐标原点的距离OZOZ|z|=||||zz22bazzzz22||||复数的模的几何意义:xoyZ1(a,b)Z2(c,d)Z(a+c,b+d)OZ1+OZ2=OZ符合向量加法的平行四边形法则6.复数加法运算的几何意义z1+z2知识梳理xoyZ1(a,b)Z2(c,d)复数z2-z1向量Z1Z2符合向量减法的三角形法则复数减法运算的几何意义|z1-z2|表示什么?表示复平面上两点Z1,Z2的距离联系类比,掌握复数1.联系数集扩充到实数集,掌握数集扩充到复数集数从自然数发展到实数的三次扩充历程都是因生产、科学发展的需要和数学本身发展的需要而逐步扩充的过程;但实系数一元二次方程没有实数根,这促使我们将实数集进行扩充,使该问题能得到圆满解决;由此我们引入新数i,定义形如的数叫做复数;从而把数集扩充到复数集.012x)R,(babia1.联系数集扩充到实数集,掌握数集扩充到复数集【例1】实数m分别取什么数时,复数z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i是:①实数;②虚数;③纯虚数;④共轭复数的虚部为12.分析:本题是一道考查复数概念的题目,解题的关键是把复数化成z=)R,(babia的形式,然后根据复数的分类标准对其实部与虚部进行讨论,由它们满足的条件进行解题.联系类比,掌握复数【例1】实数m分别取什么数时,复数z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i是:①实数;②虚数;③纯虚数;④共轭复数的虚部为12.解析:z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i,(m∈R),①要使z为实数,必须R,mmm,01522解得m=5或m=-3.②要使z为虚数,必须m2-2m-15≠0,解得m≠5且m≠-3.联系类比,掌握复数【例1】实数m分别取什么数时,复数z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i是:①实数;②虚数;③纯虚数;④共轭复数的虚部为12.解:z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i,(m∈R),,0152,06522mmmm,53,23mmmm且或③要使z为纯虚数,必须即∴m=-2.④要使z的共轭复数的虚部为12,必须-(m2-2m-15)=12,解得m=-1或m=3.联系类比,掌握复数【例1】实数m分别取什么数时,复数z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i是:①实数;②虚数;③纯虚数;④共轭复数的虚部为12.点评:解决复数概念问题的方法是按照题设条件把复数整理成z=)R,(babia的形式,明确复数的实部与虚部,由实部与虚部满足的条件,列出方程(组)或不等式(组),通过解方程(组)或不等式(组)达到解决问题的目的.联系类比,掌握复数2.类比多项式运算,掌握复数运算两个复数相加、相减、相乘,类似于两个多项式相加、相减、相乘,只是在所得的结果中要把i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并.【例2】若复数其中是虚数单位,则复数的实部为.12429,69,zizii12()zzi12()[(429)(69)](220)202zziiiiiii解:【点评】本题考查复数的减法、乘法运算,以及复数实部的概念;类比运算即可.-20联系类比,掌握复数2()()()()()()ababcdacbcabdcdcdcdcd3.类比分母有理化,掌握复数除法运算在实数运算中,分母有无理数时,我们可以分子、分母同乘以分母的有理化因式进行分母有理化,即:,,,abcdd都是有理数且为无理数时,有dicbia类似的,复数a+bi除以复数c+di的商联系类比,掌握复数dicbia类似的,复数a+bi除以复数c+di的商()()()()abiabicdicdicdicdi222222()()acbdbcadiacbdbcadicdcdcd.(,,,)abcdR的共轭复数进行“分母实数化”,即:可以分子、分母同乘以分母3.类比分母有理化,掌握复数除法运算联系类比,掌握复数.3.类比分母有理化,掌握复数除法运算ii15【例3】的值等于________.点评:掌握复数代数形式的加、减、乘、除运算是本章的基础,也是重点,要牢记复数的四种运算法则.分析:本题考查复数的除法运算,根据复数的除法运算法则即可解决.解析:2)15()15()1)(1()1)(5(15iiiiiii=2+3i.联系类比,掌握复数4.类比实数的几何意义,掌握复数的几何意义实数与数轴上的点是一一对应的;类似的,复数与复平面内的点是一一对应的.)R,(babia(,)ab.212mizi(,mRi【例4】复数在复平面上对应的点不可能位于第象限.为虚数单位)41,mm40,m21m()0所以不可能同时有故对应的点不可能位于第一象限.21(4)2(1),125mizmmii解:联系类比,掌握复数4.类比实数的几何意义,掌握复数的几何意义.212mizi(,mRi【例4】复数在复平面上对应的点不可能位于第象限.为虚数单位)abi(,)abR点评:本题考查复数的几何意义及复数运算的知识,每一个复数在复平面内都有一个点与之对应.先将复数变形为(a,b)的形式,再根据所在的位置求解.联系类比,掌握复数高考考查形式从近两年我省的高考试题看,高考对于复数的考查要求较低,试题难度不大,均在“较易”或“中档”的层次,相当数量的题源于教材,几乎都为填空题.其中复数的代数运算是年年必考,其试题活而不难,主要考查学生灵活运用知识的能力.我们预测10年对复数的考查可能出现以下的一些形式:1.考查复数的基本概念与运算;2.考查复数的几何意义;下面我们举例说明高考考查形式1.考查复数的基本概念与运算例1.若(其中是虚数单位,是实数),则.点评:对复数的基本问题不能放松要求,诸如复数是虚数、纯虚数的条件,复数相等的条件,复数模的几何性质等都要熟练掌握;对复数问题实数化的基本方法要清楚.biii44)2(ibb解析:∵,∴由已知得,∴.iiiii84484)2(2bii4848b高考考查形式2.考查复数的几何意义例2.满足条件|z-i|=|3+4i|的复数z在复平面上对应的点Z的轨迹是.解析:因为|z-i|=|3+4i|=5,∴复数z对应的点Z与复数i对应的点(0,1)之间的距离为5,由圆的定义知,复数z在复平面上对应的点Z的轨迹是:以复数i对应的点(0,1)为圆心、5为半径的圆.点评:本题直接利用复数的几何意义求解,对于复数模的问题,一般可化为复平面内两点间的距离来解决.复数问题的思想方法通过前面的介绍我们知道:高考对于复数的考查要求较低,试题难度不大,均在“易”或“较易”的层次,相当数量的题源于教材,多为填空题.但复数问题往往蕴含以下数学思想方法:①复数问题实数化思想,②坐标化思想,③向量化思想,④图形化思想;我们简称复数问题的“四化”——实数化、坐标化、向量化、图形化.1.实数化—根据复数相等的定义解决复数问题,要注意复数问题实数化的方法,即利用复数相等的概念,把复数问题转化为实数问题,这是解决复数问题的最常用策略.【例1】设(其中表示z1的共轭复数),已知z2的实部是,则z2的虚部为.211zziz1z1分析:设出复数z1、z2,利用复数问题实数化的方法即可解决.【例1】设(其中表示z1的共轭复数),已知z2的实部是,则z2的虚部为.211zziz1z1则有ixyyxyixiyixziz)()()()(11由已知211zziz结合复数相等的概念得21,zbi1,zxyi解析:设(,,xyb都是实数),,,1xybyx∴1b,即z2的虚部为1.1.实数化—根据复数相等的定义【例1】设(其中表示z1的共轭复数),已知z2的实部是,则z2的虚部为.211zziz1z1点评:复数问题实数化是解决复数问题的最基本也是最重要的思想方法,其依据是复数的有关概念、复数的几何意义、复数相等的充要条件等.1.实数化—根据复数相等的定义2.坐标化—根据复数与点的对应实数与数轴上的点是一一对应的;类似的,复数与复平面内的点是一一对应的.【例2】实数m分别取什么数时,复数z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i对应的点:①在第三象限;②在直线x+y+4=0上.)R,(babia(,)ab分析:本题考查复数的几何意义,解题的关键是把复数化成z=的形式,然后由其对应的点满足的条件进行解题.【例2】z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i对应的点:①在第三象限;②在x+y+4=0上.解析:z=(1+i)m2+(5-2i)m+6-15i=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i,∵m∈R,∴z对应的点为:(m2+5m+6,m2-2m-15);015206522mmmm32,35,mm①要使z对应的点在第三象限,必须∴-3m-2;②要使z对应的点在直线x+y+4=0上,必须点的坐标(m2+5m+6,m2-2m-15)满足方程x+y+4=0,∴(m2+5