3.1.2复数的几何意义一、预习教材·问题导入根据以下提纲,预习教材P104~P105,回答下列问题.(1)根据复数相等的定义,复数z=a+bi(a,b∈R)与有序实数对(a,b)之间有什么对应关系?提示:一一对应关系.(2)有序实数对(a,b)与平面直角坐标系内的点有怎样的对应关系?提示:一一对应关系.(3)通过以上2个问题,你认为复数集与平面直角坐标系中的点集之间有什么对应关系?提示:一一对应关系.二、归纳总结·核心必记1.复平面的定义建立了直角坐标系来的平面叫做复平面.x轴叫做,y轴叫做,实轴上的点都表示;除外,虚轴上的点都表示纯虚数.2.复数的几何意义(1)复数z=a+bi(a,b∈R)←---------→一一对应复平面内的点;(2)复数z=a+bi(a,b∈R)←---------→一一对应平面向量OZ―→.表示复数实轴虚轴实数原点Z(a,b)3.复数的模复数z=a+bi(a,b∈R)对应的向量为OZ―→,则OZ―→的模叫做复数z的模,记作|z|或|a+bi|,且|z|=___________.a2+b23.复数的模复数z=a+bi(a,b∈R)对应的向量为OZ―→,则OZ―→的模叫做复数z的模,记作|z|或|a+bi|,且|z|=___________.三、综合迁移·深化思维(1)复平面的虚轴的单位长度是1,还是i?提示:复平面的虚轴的单位长度是1,而不是i.(2)原点是实轴与虚轴的公共点吗?提示:是.(3)若复数(a+1)+(a-1)i(a∈R)在复平面内对应的点P在第四象限,则a满足什么条件?提示:a满足a+10,a-10,即-1a1.(4)若复数z的实部为-1,虚部为2,则|z|为何值?提示:|a|=-12+22=5.探究点一复数与复平面内点的对应关系[思考探究]如何判断复数z=a+bi(a,b∈R)在复平面内所对应的点的位置?名师指津:复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点(a,b)对应,根据a,b的符号判断点(a,b)所在象限或坐标轴即可.[典例精析]实数x取什么值时,复平面内表示复数z=x2+x-6+(x2-2x-15)i的点Z:(1)位于第三象限;(2)位于第四象限;(3)位于直线x-y-3=0上.[解]因为x是实数,所以x2+x-6,x2-2x-15也是实数.(1)当实数x满足x2+x-60,x2-2x-150,即-3x2时,点Z位于第三象限.(2)当实数x满足x2+x-60,x2-2x-150,即2x5时,点Z位于第四象限.(3)当实数x满足(x2+x-6)-(x2-2x-15)-3=0,即3x+6=0,x=-2时,点Z位于直线x-y-3=0上.[类题通法](1)复平面内复数与点的对应关系的实质是:复数的实部就是该点的横坐标,虚部就是该点的纵坐标.(2)已知复数在复平面内对应的点满足的条件求参数取值范围时,可根据复数与点的对应关系,建立复数的实部与虚部满足的条件,通过解方程(组)或不等式(组)求解.[针对训练]1.当实数m分别为何值时,复数(m2-8m+15)+(m2+3m-28)i在复平面内对应的点:(1)位于第四象限?(2)位于x轴的负半轴上?(3)位于y轴的正半轴上?解:(1)当复数(m2-8m+15)+(m2+3m-28)i在复平面内对应的点位于第四象限时,有m2-8m+150,m2+3m-280,解得m3或m5,-7m4,∴-7m3.故当-7m3时,该复数在复平面内对应的点位于第四象限.(2)当复数(m2-8m+15)+(m2+3m-28)i在复平面内对应的点位于x轴的负半轴上时,有m2-8m+150,m2+3m-28=0,解得3m5,m=-7或m=4,∴m=4.故当m=4时,该复数在复平面内对应的点位于x轴的负半轴上.(3)当复数(m2-8m+15)+(m2+3m-28)i在复平面内对应的点位于y轴的正半轴上时,有m2-8m+15=0,m2+3m-280,解得m=3或m=5,m4或m-7,∴m=5.故当m=5时,该复数在复平面内对应的点位于y轴的正半轴上.探究点二复数与平面向量的对应关系[思考探究]与复数z=a+bi(a,b∈R)对应的平面向量是什么?名师指津:与复数z=a+bi(a,b∈R)对应的平面向量OZ―→=(a,b).[典例精析](1)已知平面直角坐标系中O是原点,向量OA―→,OB―→对应的复数分别为2-3i,-3+2i,那么向量BA―→对应的复数是()A.-5+5iB.5-5iC.5+5iD.-5-5i(2)在复平面内,A,B,C三点对应的复数分别为1,2+i,-1+2i.①求向量AB―→,AC―→,BC―→对应的复数;②若ABCD为平行四边形,求D对应的复数.[解](1)向量OA―→,OB―→对应的复数分别为2-3i,-3+2i,根据复数的几何意义,可得向量OA―→=(2,-3),OB―→=(-3,2).由向量减法的坐标运算可得向量BA―→=OA―→-OB―→=(2+3,-3-2)=(5,-5),根据复数与复平面内的点一一对应,可得向量BA―→对应的复数是5-5i.(2)①设O为坐标原点,由复数的几何意义知:OA―→=(1,0),OB―→=(2,1),OC―→=(-1,2),所以AB―→=OB―→-OA―→=(1,1),AC―→=OC―→-OA―→=(-2,2),BC―→=OC―→-OB―→=(-3,1),所以AB―→,AC―→,BC―→对应的复数分别为1+i,-2+2i,-3+i.②因为ABCD为平行四边形,所以AD―→=BC―→=(-3,1),OD―→=OA―→+AD―→=(1,0)+(-3,1)=(-2,1).所以D对应的复数为-2+i.[答案](1)B[类题通法](1)根据复数与平面向量的对应关系,可知当平面向量的起点在原点时,向量的终点对应的复数即为向量对应的复数.反之复数对应的点确定后,从原点引出的指向该点的有向线段,即为复数对应的向量.(2)解决复数与平面向量一一对应的题目时,一般以复数与复平面内的点一一对应为工具,实现复数、复平面内的点、向量之间的转化.[针对训练]2.已知向量OA―→对应的复数是4+3i,点A关于实轴的对称点为A1,将向量OA1―→平移,使其起点移动到A点,这时终点为A2.(1)求向量OA1―→对应的复数;(2)求点A2对应的复数.解:(1)因为向量OA―→对应的复数是4+3i,所以点A对应的复数也是4+3i,因此点A坐标为(4,3),所以点A关于实轴的对称点A1为(4,-3),故向量OA1―→对应的复数是4-3i.(2)依题意知OA1―→=AA2―→,而OA1―→=(4,-3),设A2(x,y),则有(4,-3)=(x-4,y-3),所以x=8,y=0,即A2(8,0).所以点A2对应的复数是8.探究点三复数模的计算及应用[思考探究]复数z=a+bi(a,b∈R)的模是什么?其模的几何意义是什么?名师指津:复数z=a+bi的模|z|=a2+b2,其几何意义是点(a,b)到坐标原点的距离.[典例精析]已知复数z1=3+i,z2=-12+32i.(1)求|z1|及|z2|并比较大小;(2)设z∈C,满足条件|z|=|z1|的复数z对应的点Z的轨迹是什么图形?[解](1)|z1|=|3+i|=32+12=2,|z2|=-122+322=1,所以|z1||z2|.(2)法一:设z=x+yi(x,y∈R),则点Z的坐标为(x,y).由|z|=|z1|=2得x2+y2=2,即x2+y2=4.所以点Z的轨迹是以原点为圆心,2为半径的圆.法二:由|z|=|z1|=2知|OZ―→|=2(O为坐标原点),所以Z到原点的距离为2.所以Z的轨迹是以原点为圆心,2为半径的圆.[类题通法](1)复数的模是非负实数,因此复数的模可以比较大小.(2)根据复数模的计算公式|a+bi|=a2+b2可把复数模的问题转化为实数问题解决.(3)根据复数模的定义|z|=|OZ―→|,可把复数模的问题转化为向量模(即两点的距离)的问题解决.[针对训练]3.已知复数z=a+3i(a∈R)在复平面内对应的点位于第二象限,且|z|=2,则复数z等于()A.-1+3iB.1+3iC.-1+3i或1+3iD.-2+3i解析:由题意得a2+3=4,a0,解得a=-1.故z=-1+3i.答案:A[课堂归纳领悟]1.本节课的重点是复数的几何意义及复数模的计算,难点是复数几何意义的应用.2.本节课要重点掌握的规律方法(1)复数与复平面内点的对应关系,见探究点一;(2)复数与平面向量的对应关系,见探究点二;(3)复数模的计算及应用,见探究点三.