高二数学复数的几何意义2
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复数小结(考点小析) 教学时间: 第7课时考纲要求: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形式及其几何意义.4. 会进行复数代数形式的四则运算.5. 了解复数的代数形式的加、减运算的几何意义.学情分析:本班为文科普通班,学生基础较差,理解力较为困难,学习积极性不够高。
教学目标:掌握复数相关知识的基础上能完成高考中常常出现的几种考点形式的题目。
教学重点:复数的有关概念、复数的几何意义与运算法则在考点中的应用和理解。
教学难点:怎样去落实考点得到此分。
教学方法:讲练结合教学过程:一、知识回顾1.定义: 形如a +b i(a ,b ∈R )的数叫做复数,其中a 叫做实部,b 叫做虚部(i 为虚数单位)2.分类:满足条件(a ,b 为实数)复数的分类 a +b i 为实数⇔__b=0____ a +b i 为虚数⇔__b ≠0__ a +b i 为纯虚数⇔_a =0且b ≠0___________3.复数相等:a +b i =c +d i ⇔ a =c 且b =d (a ,b ,c ,d ∈R ).4.共轭复数:a +b i 与c +d i 共轭⇔ a =c,b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ).5.复数的模:向量OZ →的长度叫做复数z =a +b i 的模,记作|a +b i|或|z |,即|z |=|a +b i|= a 2+b 2 (a ,b ∈R ).二、例题选讲考点一 复数的基本概念(1)处理有关复数基本概念的问题,关键是掌握复数的相关概念,找准复数的实部与虚部(即实部和虚部必须是实数),从定义出发解决问题;(2)利用复数相等的充要条件转化为实数问题是求解复数常用的方法.(3)实数的共轭复数是它本身.【例1】(1) 设m ∈R ,(m +2) (m -1)+(m 2-1)i 是纯虚数,其中i 是虚数单位,则m =__________.【思路点拨】根据纯虚数的定义可得(m +2) (m -1)=0,m 2-1≠0,由此解得实数m 的值.【解答过程】因为复数z =(m +2) (m -1)+(m -1)i 为纯虚数,所以(m +2) (m -1)=0,m 2-1≠0,解得m =-2.【跟踪训练1】若i(x +y i)=3+4i ,x ,y ∈R ,则复数x +y i 的模是( )A .2B .3C .4D .5解析:因为i(x +y i)=x i -y =3+4i ,x ,y ∈R ,所以x =4,-y =3,即x =4,y =-3.所以|x +y i|=|4-3i|=42+(-3)2=5.考点二 复数的几何意义复数与复平面内的点,以及复平面内以原点为起点的向量是一一对应的,只要把复数与向量对应起来,就可以根据平面向量的知识理解复数的模、加法、减法的几何意义,并根据这些几何意义解决问题.【例2】(1)复数z =i·(1+i)(i 为虚数单位)在复平面上对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【思路点拨】 (1)化简复数z ,根据复数与复平面内点的对应关系可得答案;【解答过程】(1)z =i·(1+i)=-1+i ,故复数z 对应的点为(-1,1),在复平面的第二象限.【跟踪训练2】已知复数z 1,z 2在复平面内对应的点分别为A (0,1),B (-1,3),则z 2z 1=( ) A .-1+3i B .-3-iC .3+iD .3-i解析:由题意可得z 1=i ,z 2=-1+3i.所以z 2z 1=-1+3i i =-i (-1+3i )-i 2=i +3. 考点三 复数的代数形式的运算(1)两个复数相除,可以先把他们的商写成分式的形式,然后把分子、分母同乘以分母的共轭复数,把结果化简;(2)在进行复数的代数运算时,记住以下结论,可提高计算速度:①(1+i)2=2i ;②(1-i)2=-2i ;③1+i 1-i =i ;④1-i 1+i=-i ;⑤-b +a i =i(a +b i);⑥i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i ,n ∈N *.【例3】已知复数z 满足(3+4i)z =25,则z =( )A .-3+4iB .-3-4iC .3+4iD .3-4i【思路点拨】 利用分式的分母平方,复数分母实数化,运算求得结果;解析:由(3+4i)z =25,得z =253+4i =25(3-4i )(3+4i )(3-4i )=3-4i. 【跟踪训练3】已知a ,b ∈R ,i 是虚数单位.若a -i 与2+b i 互为共轭复数,则(a +b i)2=( )A .5-4iB .5+4iC .3-4iD .3+4i解析: 先由共轭复数的条件求出a ,b 的值,再求(a +b i)2的值.由题意知a -i =2-b i ,所以a =2,b =1,所以(a +b i)2=(2+i)2=3+4i.三.巩固练习高考真题复平面内表示复数z =i(-2+i)的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【解析】∵z =i(-2+i)=-1-2i ,(1+i)(2+i)等于( )A.1-i B.1+3iC.3+i D.3+3i【解析】(1+i)(2+i)=2+i+2i-1=1+3i.四.课后小结复数的基本概念复数的几何意义复数的代数形式的运算五.课后作业配套练习复习题。
3.1.2 复数的几何意义1.理解复平面、实轴、虚轴等概念.(易混点)2.掌握复数的几何意义,并能适当应用.(重点、易混点) 3.掌握复数模的定义及求模公式.[基础·初探]教材整理1 复平面与复数的几何意义 阅读教材P 104~P 105的内容,完成下列问题. 1.复平面建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x 轴叫做实轴,y 轴叫做虚轴,实轴上的点都表示实数,除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.2.复数的几何意义(1)复数z =a +b i 一一对应←———→复平面内的点Z (a ,b ). (2)复数z =a +b i 一一对应←———→平面向量OZ →.在复平面内,复数z =1-i 对应的点的坐标为( ) A .(1,i) B .(1,-i) C .(1,1)D .(1,-1)【解析】 复数z =1-i 的实部为1,虚部为-1,故其对应的坐标为(1,-1). 【答案】 D教材整理2 复数的模阅读教材P 105“右侧”,完成下列问题. 复数z =a +b i(a ,b ∈R ),对应的向量为OZ→,则向量OZ →的模叫做复数a +b i 的模,记作|z |或|a +b i|.由模的定义可知|z |=|a +b i|=r =a2+b2(r ≥0,r ∈R ).判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上.( ) (2)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数.( ) (3)复数的模一定是正实数.( ) 【答案】 (1)√ (2)× (3)×[小组合作型]当实数m (1)位于第四象限; (2)位于x 轴负半轴上; (3)在上半平面(含实轴).【精彩点拨】 (1)根据实部大于0,虚部小于0,列不等式组求解 (2)根据实部小于0,虚部等于0求解. (3)根据虚部大于或等于0求解.【自主解答】 (1)要使点位于第四象限,需 ⎩⎨⎧ m2-8m +15>0,m2+3m -28<0,∴⎩⎨⎧m<3或m>5,-7<m<4,解得-7<m <3.∴当-7<m <3时复数z 对应的点在第四象限. (2)要使点位于x 轴负半轴上,需 ⎩⎨⎧m2-8m +15<0,m2+3m -28=0,∴⎩⎨⎧3<m<5,m =-7或m =4,得m =4.∴当m =4时复数z 对应的点在x 轴负半轴上. (3)要使点位于上半平面(含实轴),需 m 2+3m -28≥0, 解得m ≥4或m ≤-7.∴当m ≥4或m ≤-7时,复数z 对应的点在上半平面(含实轴).解答此类问题的一般思路:(1)首先确定复数的实部与虚部,从而确定复数对应点的横、纵坐标. (2)根据已知条件,确定实部与虚部满足的关系.[再练一题]1.实数x 取什么值时,复平面内表示复数z =x 2+x -6+(x 2-2x -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x 2+x -6,x 2-2x -15也是实数. (1)当实数x 满足⎩⎨⎧ x2+x -6<0,x2-2x -15<0,即-3<x <2时,点Z 位于第三象限. (2)当实数x 满足⎩⎨⎧x2+x -6>0,x2-2x -15<0,即2<x <5时,点Z 位于第四象限,(3)当实数x 满足(x 2+x -6)-(x 2-2x -15)-3=0,即3x +6=0,x =-2时,点Z 位于直线x -y -3=0上.(1)向量OZ1对应的复数是5-4i ,向量OZ 2对应的复数是-5+4i ,则OZ →1+OZ→2对应的复数是()A .-10+8iB .10-8iC .0D .10+8i(2)复数4+3i 与-2-5i 分别表示向量OA →与OB →,则向量AB →表示的复数是________.【导学号:62952101】【精彩点拨】 (1)先写出向量OZ1→,OZ →2的坐标,再求出OZ →1+OZ →2的坐标. (2)利用AB →=OB →-OA →,求出向量AB →的坐标,从而确定AB →表示的复数.【自主解答】 (1)因为向量OZ1→对应的复数是5-4i ,向量OZ →2对应的复数是-5+4i ,所以OZ→1=(5,-4),OZ →2=(-5,4),所以OZ →1+OZ →2=(5,-4)+(-5,4)=(0,0),所以OZ →1+OZ →2对应的复数是0.(2)因为复数4+3i 与-2-5i 分别表示向量OA →与OB →,所以OA →=(4,3),OB →=(-2,-5),又AB →=OB →-OA →=(-2,-5)-(4,3)=(-6,-8),所以向量AB →表示的复数是-6-8i.【答案】 (1)C (2)-6-8i解答此类题目的一般思路是先写出向量或点的坐标,再根据向量的运算求出所求向量的坐标,从而求出向量所表示的复数.[再练一题]2.上例(2)中的条件不变,试求向量-12AB →表示的复数.【解】 由上例(2)的解析知AB →=(-6,-8), ∴-12AB →=(3,4),所以向量-12AB →表示的复数是3+4i.[探究共研型]探1若复数z 满足|z |=2,则复数z 的对应点的集合是什么图形?若|z |≤3,则复数z 的对应点的集合是什么图形.【提示】 若|z |=2,则复数z 的对应点的集合是以原点为圆心,2为半径的圆.若|z |≤3,则复数z 的对应点的集合是以原点为圆心,3为半径的圆及其内部.探究2 若z +|z |=1+2i ,那么如何求复数z .【提示】 设z =x +y i(x ,y ∈R ),则|z |=x2+y2, 从而x +y i +x2+y2=1+2i , ∴⎩⎨⎧x +x2+y2=1,y =2,解得⎩⎨⎧x =-32,y =2,∴z =-32+2i.(1)已知复数z 的实部为1,且|z |=2,则复数z 的虚部是( ) A .-3B.3iC .±3iD .±3(2)求复数z 1=6+8i 及z 2=-12-2i 的模,并比较它们模的大小.【精彩点拨】 (1)设出复数z 的虚部,由模的公式建立方程求解. (2)用求模的公式直接计算.【自主解答】 (1)设复数z 的虚部为b ,∵|z |=2,实部为1,∴1+b 2=4,∴b =±3,选D.【答案】 D(2)因为z 1=6+8i ,z 2=-12-2i ,所以|z 1|=62+82=10, |z 2|=错误!=错误!. 因为10>32,所以|z 1|>|z 2|.1.计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,再利用复数模的公式进行计算. 2.两个复数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.[再练一题]3.(1)复数z =x +1+(y -2)i(x ,y ∈R ),且|z |=3,则点Z (x ,y )的轨迹是________. (2)已知复数z =3+a i ,且|z |<4,求实数a 的取值范围.【导学号:62952102】【解析】 (1)∵|z |=3,∴错误!=3,即(x +1)2+(y -2)2=32.故点Z (x ,y )的轨迹是以(-1,2)为圆心,以3为半径的圆. 【答案】 以(-1,2)为圆心,以3为半径的圆 (2)∵z =3+a i(a ∈R ),|z |= 32+a2,由已知得32+a2<4, ∴a 2<7, ∴a ∈(-7,7).1.复数z =-1+2 017i(i 是虚数单位)在复平面上对应的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限【解析】 由-1<0,2 017>0得复数z =-1+2 017i(i 是虚数单位)在复平面上对应的点位于第二象限.【答案】 B2.已知复数z =2-3i ,则复数的模|z |是( ) A .5 B .8 C .6D.11【解析】 |z |=错误!=错误!. 【答案】 D3.复数z =x -2+(3-x )i 在复平面内的对应点在第四象限,则实数x 的取值范围是________.【解析】 ∵复数z 在复平面内对应的点在第四象限, ∴⎩⎨⎧x -2>0,3-x <0,解得x >3.【答案】 (3,+∞)4.已知复数z =x -2+y i(x ,y ∈R )的模是22,则点(x ,y )的轨迹方程是________. 【解析】 ∵|z |=22, ∴错误!=2错误!, ∴(x -2)2+y 2=8. 【答案】 (x -2)2+y 2=85.已知复数z 满足z +|z |=2+8i ,求复数z .【解】 设z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=a2+b2, 代入方程得,a +b i +a2+b2=2+8i , ∴⎩⎨⎧a +a2+b2=2,b =8,解得⎩⎨⎧a =-15,b =8,∴z =-15+8i.。
课堂教学单元教案科目:高二数学课题:数系的扩充与复数的引入一.数学分析:(1)复数系是在实数系的基础上扩充儿得到的,为了帮助学生了解学习复数的必要性,了解实际需求和数学内部的矛盾在数系扩充中的作用,本章从一个思考问题开始,在问题情境中简单介绍了由实数系扩到复数系的过程,这样不仅可以激发学生的学习复数的欲望,而且也可以比较自然的引入复数的学习之中。
复数的概念是整个复数内容的基础,复数的有关概念都是围绕复数的代数形式展开的,虚数单位、实部、虚部、复数相等的充要条件、以及虚数,纯虚数等概念的理解都应促进对复数实质的理解,即复数实际上一有序的实数对。
类比实数可以用数轴上的点表示,把复数在直角坐标系中表示出来,就得到了复数的集合表示。
用复平面内的点或平面向量表示复数,不仅使抽象的复数得到直观形象的表示,而且也使数和形得到了有机的结合。
(2)复数代数形式的四个运算,及复数代数形式的加法,减法,乘法和除法,重点是加法和乘法。
复数加法和乘法的法则是规定的,是具有其合理性的;这种规定与实数的加法,乘法的法则是一致的,而且实数的加法,乘法的有关运算仍然成立的。
二.学情分析:1.知识掌握上,高二年级的学生已经学过实数的扩充,已经有一定基础,但是扩充的过程可能会有所遗忘,所以首先应该进行适当的引入复习,同时高二的学生已经掌握了一些分析思考的能力,所以教学中通过问题的提出到解决过程有意识地进一步应用、提高学生的这些能力;2.心理上,多数学生感觉到数学过于枯燥繁琐,而且刚刚学的一章内容“推理与证明”又是数学中的难点,所以学生对新的一块内容可能也带有异样情绪,因此在引入、学习时要能让学生们能够感兴趣并且愿意去了解;3.学生学习本节内容可能存在的知识障碍:学生学习本节内容可能会遇到一些障碍,如对复数的理解,复数的引入是否具有实际意义,复数的引入是否具有实际应用,复数相等条件的理解等。
所以教学中对复数概念的讲解中尽量以简单明白、深入浅出的分析为主,在引入后花少许时间对复数的实际意义、复数的实际应用作以解释。
3.1.2 复数的几何意义预习课本P52~53,思考并完成下列问题 (1)复平面是如何定义的,复数的模如何求出?(2)复数与复平面内的点及向量的关系如何?复数的模是实数还是复数?[新知初探]1.复平面2.复数的几何意义(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R)―――――――→一一对应复平面内的点Z (a ,b )(2)复数z =a +b i(a ,b ∈R) ――――→一一对应平面向量OZ ――→.3.复数的模(1)定义:向量OZ 的模r 叫做复数z =a +b i(a ,b ∈R)的模. (2)记法:复数z =a +b i 的模记为|z |或|a +b i|. (3)公式:|z |=|a +b i|=r =a 2+b 2(r ≥0,r ∈R). [点睛] 实轴、虚轴上的点与复数的对应关系实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数,原点对应的有序实数对为(0,0),它所确定的复数是z =0+0i =0,表示的是实数.[小试身手]1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上.()(2)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数.()(3)复数的模一定是正实数.()答案:(1)√(2)×(3)×2.已知复数z=i,复平面内对应点Z的坐标为()A.(0,1)B.(1,0)C.(0,0)D.(1,1)答案:A3.向量a=(1,-2)所对应的复数是()A.z=1+2i B.z=1-2iC.z=-1+2i D.z=-2+i答案:B4.已知复数z的实部为-1,虚部为2,则|z|=________.答案: 5复数与点的对应关系[典例]求实数a分别取何值时,复数z=aa+3+(a2-2a-15)i(a∈R)对应的点Z 满足下列条件:(1)在复平面的第二象限内.(2)在复平面内的x轴上方.[解](1)点Z在复平面的第二象限内,则⎩⎪⎨⎪⎧a2-a-6a+3<0,a2-2a-15>0,解得a<-3.(2)点Z在x轴上方,则⎩⎪⎨⎪⎧a2-2a-15>0,a+3≠0,即(a+3)(a-5)>0,解得a>5或a<-3.[一题多变]1.[变设问]本例中题设条件不变,求复数z表示的点在x轴上时,实数a的值.解:点Z 在x 轴上,所以a 2-2a -15=0且a +3≠0, 所以a =5.故a =5时,点Z 在x 轴上.2.[变设问]本例中条件不变,如果点Z 在直线x +y +7=0上,求实数a 的值. 解:因为点Z 在直线x +y +7=0上, 所以a 2-a -6a +3+a 2-2a -15+7=0,即a 3+2a 2-15a -30=0,所以(a +2)(a 2-15)=0,故a =-2或a =±15.所以a =-2或a =±15时,点Z 在直线x +y +7=0上.利用复数与点的对应解题的步骤(1)找对应关系:复数的几何表示法即复数z =a +b i(a ,b ∈R)可以用复平面内的点Z (a ,b )来表示,是解决此类问题的根据.(2)列出方程:此类问题可建立复数的实部与虚部应满足的条件,通过解方程(组)或不等式(组)求解.复数的模[典例] (1)若复数z 对应的点在直线y =2x 上,且|z |=5,则复数z =( ) A .1+2i B .-1-2i C .±1±2iD .1+2i 或-1-2i(2)设复数z 1=a +2i ,z 2=-2+i ,且|z 1|<|z 2|,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(1,+∞) B .(-1,1) C .(1,+∞)D .(0,+∞)[解析] (1)依题意可设复数z =a +2a i(a ∈R), 由|z |=5得a 2+4a 2=5,解得a =±1,故z =1+2i 或z =-1-2i. (2)因为|z 1|=a 2+4,|z 2|=4+1=5,所以a 2+4<5,即a 2+4<5,所以a 2<1, 即-1<a <1. [答案] (1)D (2)B复数模的计算(1)计算复数的模时,应先确定复数的实部和虚部,再利用模长公式计算.虽然两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.(2)设出复数的代数形式,利用模的定义转化为实数问题求解. [活学活用]1.如果复数z =1+a i 满足条件|z |<2,那么实数a 的取值范围是( ) A .(-22,22) B .(-2,2) C .(-1,1)D .(-3,3)解析:选D 因为|z |<2,所以1+a 2<2,则1+a 2<4,a 2<3,解得-3<a < 3. 2.求复数z 1=6+8i 与z 2=-12-2i 的模,并比较它们的模的大小.解:∵z 1=6+8i ,z 2=-12-2i ,∴|z 1|=62+82=10, |z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+(-2)2=32. ∵10>32,∴|z 1|>|z 2|.复数与复平面内向量的关系[典例] 向量OZ 1――→对应的复数是5-4i ,向量OZ 2――→对应的复数是-5+4i ,则OZ 1――→+OZ 2――→对应的复数是( )A .-10+8iB .10-8iC .0D .10+8i[解析] 因为向量OZ 1――→对应的复数是5-4i ,向量OZ 2――→对应的复数是-5+4i ,所以OZ 1――→=(-5, 4), OZ 2――→=(5, -4),所以OZ 2――→=(5,-4)+(-5,4)=(0,0),所以OZ 1――→+OZ 2――→对应的复数是0.[答案] C(1)以原点为起点的向量表示的复数等于它的终点对应的复数;向量平移后,此向量表示的复数不变,但平移前后起点、终点对应的复数要改变.(2)复数的模从几何意义上来讲,表示复数对应的点到原点的距离,类比向量的模,可以进一步引申|z -z 1|表示点Z 到点Z 1之间的距离.如|z -i|=1表示点Z 到点(0,1)之间的距离为1.[活学活用]在复平面内画出下列复数对应的向量,并求出各复数的模. z 1=1-i ;z 2=-12+32i ;z 3=-2;z 4=2+2i.解:在复平面内分别画出点Z 1(1,-1),Z 2-12,32,Z 3(-2,0),Z 4(2,2),则向量OZ 1――→,OZ 2――→, OZ 3――→,OZ 4――→分别为复数z 1,z 2,z 3,z 4对应的向量,如图所示.各复数的模分别为:|z 1|=12+(-1)2=2; |z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫322=1; |z 3|=(-2)2=2;|z 4|=22+22=2 2.层级一 学业水平达标1.与x 轴同方向的单位向量e 1与y 轴同方向的单位向量e 2,它们对应的复数分别是( )A .e 1对应实数1,e 2对应虚数iB .e 1对应虚数i ,e 2对应虚数iC .e 1对应实数1,e 2对应虚数-iD .e 1对应实数1或-1,e 2对应虚数i 或-i 解析:选A e 1=(1,0),e 2=(0,1).2.当23<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -1)i 在复平面上对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选D ∵23<m <1,∴3m -2>0,m -1<0,∴点(3m -2,m -1)在第四象限.3.已知0<a <2,复数z =a +i(i 是虚数单位),则|z |的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,5)C .(1,3)D .(1,5)解析:选B |z |=a 2+1,∵0<a <2,∴1<a 2+1<5,∴|z |∈(1,5).5.复数z =1+cos α+isin α(π<α<2π)的模为( ) A .2cos α2B .-2cos α2C .2sin α2D .-2sin α2解析:选B |z |=(1+cos α)2+sin 2α=2+2cos α=4cos 2α2=2|cos α2|.∵π<α<2π,∴π2<α2<π,cos α2<0,于是|z |=-2cos α2. 6.复数3-5i,1-i 和-2+a i 在复平面上对应的点在同一条直线上,则实数a 的值为________.解析:由点(3,-5),(1,-1),(-2,a )共线可知a =5. 答案:57.过原点和3-i 对应点的直线的倾斜角是________. 解析:∵3-i 在复平面上的对应点是(3,-1), ∴tan α=-1-03-0=-33(0≤α<π),∴α=5π6.答案:5π69.设z 为纯虚数,且|z -1|=|-1+i|,求复数z . 解:∵z 为纯虚数,∴设z =a i(a ∈R 且a ≠0),又|-1+i|=2,由|z -1|=|-1+i|, 得a 2+1=2,解得a =±1,∴z =±i.10.已知复数z =m (m -1)+(m 2+2m -3)i(m ∈R). (1)若z 是实数,求m 的值; (2)若z 是纯虚数,求m 的值;(3)若在复平面内,z 所对应的点在第四象限,求m 的取值范围. 解:(1)∵z 为实数,∴m 2+2m -3=0, 解得m =-3或m =1. (2)∵z 为纯虚数,∴⎩⎪⎨⎪⎧ m (m -1)=0,m 2+2m -3≠0. 解得m =0. (3)∵z 所对应的点在第四象限,∴⎩⎪⎨⎪⎧m (m -1)>0,m 2+2m -3<0. 解得-3<m <0. 故m 的取值范围为(-3,0).层级二 应试能力达标1.已知复数z 1=2-a i(a ∈R)对应的点在直线x -3y +4=0上,则复数z 2=a +2i 对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选B 复数z 1=2-a i 对应的点为(2,-a ),它在直线x -3y +4=0上,故2+3a +4=0,解得a =-2,于是复数z 2=-2+2i ,它对应点的点在第二象限,故选B.2.复数z =(a 2-2a )+(a 2-a -2)i 对应的点在虚轴上,则( ) A .a ≠2或a ≠1 B .a ≠2且a ≠1 C .a =0D .a =2或a =0解析:选D ∵z 在复平面内对应的点在虚轴上, ∴a 2-2a =0,解得a =2或a =0.3.若x ,y ∈R ,i 为虚数单位,且x +y +(x -y )i =3-i ,则复数x +y i 在复平面内所对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选A ∵x +y +(x -y )i =3-i ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,x -y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,∴复数1+2i 所对应的点在第一象限.4.在复平面内,复数z 1,z 2对应点分别为A ,B .已知A (1,2),|AB |=25,|z 2|=41,则z 2=( )A .4+5iB .5+4iC .3+4iD .5+4i 或15+325i解析:选D 设z 2=x +y i(x ,y ∈R),由条件得,⎩⎪⎨⎪⎧ (x -1)2+(y -2)2=20,x 2+y 2=41. ∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =4或⎩⎨⎧x =15,y =325.故选D.5.若复数z =(m 2-9)+(m 2+2m -3)i 是纯虚数,其中m ∈R ,则|z |=________.解析:由条件知⎩⎪⎨⎪⎧m 2+2m -3≠0,m 2-9=0,∴m =3,∴z =12i ,∴|z |=12.答案:126.已知复数z =x -2+y i 的模是22,则点(x ,y )的轨迹方程是________. 解析:由模的计算公式得 (x -2)2+y 2=22,∴(x -2)2+y 2=8. 答案:(x -2)2+y 2=87.已知复数z 0=a +b i(a ,b ∈R),z =(a +3)+(b -2)i ,若|z 0|=2,求复数z 对应点的轨迹.解:设z =x +y i(x ,y ∈R),则复数z 的对应点为P (x ,y ),由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x =a +3,y =b -2,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =x -3,b =y +2. ① ∵z 0=a +b i ,|z 0|=2,∴a 2+b 2=4. 将①代入得(x -3)2+(y +2)2=4.∴点P 的轨迹是以(3,-2)为圆心,2为半径的圆.8.已知复数z 1=3+i ,z 2=-12+32i.(1)求|z 1|及|z 2|并比较大小;(2)设z ∈C ,满足条件|z 2|≤|z |≤|z 1|的点Z 的轨迹是什么图形? 解:(1)|z 1|= (3)2+12=2,|z 2|=⎝⎛⎭⎫-122+322=1,∴|z 1|>|z 2|. (2)由|z 2|≤|z |≤|z 1|及(1)知1≤|z |≤2.因为|z |的几何意义就是复数z 对应的点到原点的距离,所以|z |≥1表示|z |=1所表示的圆外部所有点组成的集合,|z |≤2表示|z |=2所表示的圆内部所有点组成的集合,故符合题设条件点的集合是以O 为圆心,以1和2为半径的两圆之间的圆环(包含圆周),如图所示.。
高二数学复数知识点总结【导语】高二年级有两大特点:一、教学进度快。
一年要完成二年的课程。
二、高一的新鲜过了,距离高考尚远,最容易玩的疯、走的远的时候。
导致:心理上的迷茫期,学业上进的缓慢期,自我束缚的疏松期,易误入歧路,大浪淘沙的挑选期。
因此,直面高二的挑战,认清高二,认清高二的自己,认清高二的任务,显中意义十分重大而迫切。
作者高二频道为你整理了《高二数学复数知识点总结》,期望对你的学习有所帮助!【一】复数的概念:形如a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中i叫做虚数单位。
全部复数所成的集合叫做复数集,用字母C表示。
复数的表示:复数通常用字母z表示,即z=a+bi(a,b∈R),这一表示情势叫做复数的代数情势,其中a叫复数的实部,b叫复数的虚部。
复数的几何意义:(1)复平面、实轴、虚轴:点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi(a、b∈R)可用点Z(a,b)表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴。
明显,实轴上的点都表示实数,除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数(2)复数的几何意义:复数集C和复平面内所有的点所成的集合是一一对应关系,即这是由于,每一个复数有复平面内惟一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有惟一的一个复数和它对应。
这就是复数的一种几何意义,也就是复数的另一种表示方法,即几何表示方法。
复数的模:复数z=a+bi(a、b∈R)在复平面上对应的点Z(a,b)到原点的距离叫复数的模,记为|Z|,即|Z|=虚数单位i:(1)它的平方等于-1,即i2=-1;(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍旧成立(3)i与-1的关系:i就是-1的一个平方根,即方程x2=-1的一个根,方程x2=-1的另一个根是-i。
(4)i的周期性:i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n=1。
复数模的性质:复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数a+bi(a、b∈R),当且仅当b=0时,复数a+bi(a、b∈R)是实数a;当b≠0时,复数z=a+bi叫做虚数;当a=0且b≠0时,z=bi 叫做纯虚数;当且仅当a=b=0时,z就是实数0。
人教版高二数学必修第四册《复数的几何意义》说课稿一、引言在高中数学中,复数是一个非常重要的概念。
复数的引入不仅拓宽了数的域,使得我们可以解决更多的数学问题,同时也具有深刻的几何意义。
本课程旨在通过学习《复数的几何意义》,让学生了解并体会复数的几何意义,从而帮助他们更好地理解复数及其在数学中的应用。
二、教学目标通过本节课的学习,学生将达到以下教学目标: 1. 理解复数的几何意义及其在平面内表示; 2. 能够用向量表示复数,并进行复数相加、相减、相乘的运算; 3. 能够解决与复数相关的几何问题。
三、教学内容1. 复数的引入及定义首先,我们将回顾复数的引入,描述复数的定义及其表示方法。
复数是由实部和虚部组成的,可以用a+bi来表示,其中a为实部,b为虚部,i为虚数单位。
2. 复数的几何意义接下来,我们将讲解复数的几何意义。
复数可以用向量表示,实部对应向量在实轴上的投影,虚部对应向量在虚轴上的投影。
我们可以直观地理解复数在平面内的表示,并通过几个例子演示。
3. 复数的运算然后,我们将学习关于复数的运算。
复数的加法减法可以通过向量的相加减来完成。
复数的乘法可以通过向量乘法和极坐标形式来理解。
我们将通过具体的例题进行讲解和练习,帮助学生掌握复数的运算规则。
4. 解决几何问题最后,我们将应用所学的复数知识解决几何问题。
例如,平面上的旋转、缩放等问题都可以通过复数的运算来表示和解决。
我们将带领学生分析和解决一些实际问题,培养他们运用复数解决几何问题的能力。
四、教学方法1.探究方法:通过引导学生提出问题,思考并探索复数的几何意义和运算规律,培养他们的自主学习和解决问题的能力。
2.演示法:通过具体的几何图形演示复数的表示和运算,帮助学生直观地理解和记忆。
3.实践方法:通过解决实际问题,培养学生应用复数解决几何问题的能力。
五、教学步骤步骤一:复习导入1.复习上节课所学的复数的引入和定义。
2.引导学生思考:复数在平面内的几何意义是什么?步骤二:讲解复数的几何意义1.通过一些例子,让学生感受复数在平面内的表示。
一、教材和教参是重要的。
这节课的重点是复数的几何意义和复数的模的几何意义;难点是复数的模的几何意义。
咱们老是在讲要突出重点分散难点,可是若是不知道重点和难点具体是什么,如何采取行之有效的方式来突出重点和分散难点?在听课的时候,最后进行课堂总结的学生对复数的几何意义,不能够一针见血地指出来,我问自己,这个问题有无复杂到学生当堂不能够理解记忆呢?是不是有什么方式让学生对复数的几何意义一目了然呢?后来我实验了一下, z= a+bi 注明代数形式,而 Z 和向量 OZ?用同色的彩笔注明几何意义,再小结的时候学生就可以够很容易患到答案了。
而复数的模的几何意义,通过向量的模,实数的绝对值的意义进行类比推理学生会很容易理解掌握,特殊是例 3 的练习,非但加深了对复数的模的理解,更激发了学生对复平面的图形圆,圆面,圆环,乃至直线,椭圆,双曲线的复数形式表示的探索的兴趣。
二、板书是重要的。
板书设计不怎么精心,主负板书分界不很清楚,而且由于一堂课要用不少个黑板,所以有的时候主板书也会擦掉。
后来问学生,学生说,有的时候上课偶而走神若是主要内容给擦掉了就不知道主要讲的什么了,所以这几天开始绞尽脑汁设计板书,尽可能保留主板书,和主要例题。
蚂蚁好象啃骨头啃得有干劲多了。
3、语言要规范准确。
其实不单单是语文课要注意语言的处置:朗诵、断句、重读,是正确理解文字语意所必需的能力,所以即便在数学的课堂也要做好这方面的示范,刻意哺育学生这方面的能力。
在我的课堂上,我的毛病大约一是重复,说得多怕学生听不到,记不住,但絮絮地反复很容易适得起反,大约一个新的概念性概念,板书进程中重复二到三遍,而我目前的温习课,知识点重复一到两次就可以够。
二是连接词的利用,有的时候自己感觉不到,可是听他人的课,会很明显的发现,过量的然后也就是说那末接下来乃至语气词啊什么的,非但不能起到上下语句的承接作用,反而使语言拖沓沉冗。
数学语言,特别要注重准确精密,一针见血,要末不说,要末就说在点子上,这需要斟酌课堂上的每一句教学语言,需要长期坚持不懈。
3.3复数的几何意义[对应学生用书P43]复平面的定义问题1:平面向量可以用坐标表示,试想复数能用坐标表示吗?提示:可以.问题2:试说明理由.提示:因复数z=a+b i(a,b∈R)与有序实数对(a,b)惟一确定,由(a,b)与平面直角坐标系点一一对应,从而复数集与平面直角坐标系中的点集之间一一对应.建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴,实轴上的点都表示实数;除原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ).问题1:在复平面内作出复数z 所对应的点Z . 提示:如图所示.问题2:向量OZ u u u r和点Z 有何关系?提示:有一一对应关系.问题3:复数z =a +b i 与OZ u u u r有何关系?提示:也是一一对应.1.复数与点,向量间的对应关系2.复数的模复数z =a +b i(a ,b ∈R )对应的向量为OZ u u u r ,则OZ u u u r的模叫做复数z 的模(或绝对值),记作|z |,且|z |=|a +b i|=a 2+b 2.复数加减法的几何意义如图1OZ u u u r 、2OZ u u u u r分别与复数a +b i ,c +d i 对应.问题1:试写出1OZ u u u r 、2OZ u u u u r 及1OZ u u u r +2OZ u u u u r 、1OZ u u u r -2OZ u u u u r的坐标. 提示:1OZ u u u r =(a ,b ),2OZ u u u u r=(c ,d ),1OZ u u u r +2OZ u u u u r =(a +c ,b +d ),1OZ u u u r -2OZ u u u u r=(a -c ,b -d ). 问题2:向量1OZ u u u r +2OZ u u u u r 及1OZ u u u r -2OZ u u u u r所对应的复数分别是什么?提示:(a +c )+(b +d )i 及(a -c )+(b -d )i.1.复数加法的几何意义设向量1OZ u u u r ,2OZ u u u u r 分别与复数z 1=a +b i ,z 2=c +d i 对应,且1OZ u u u r 和2OZ u u u u r不共线.如图,以1OZ u u u r ,2OZ u u u u r为邻边画平行四边形OZ 1ZZ 2,则其对角线OZ所表示的向量OZ u u u r OZ u u u r就是复数(a +c )+(b +d )i 对应的向量.2.复数减法的几何意义复数的减法是加法的逆运算,设1OZ u u u r ,2OZ u u u u r 分别与复数a +b i ,c +d i 相对应,且1OZ u u u r,2OZ u u u u r不共线,如图.则这两个复数的差z 1-z 2与向量1OZ u u u r -2OZ u u u u r (等于21Z Z u u u u r)对应,这就是复数减法的几何意义.3.设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R ),则|z 1-z 2|=(a -c )2+(b -d )2,即两个复数的差的模就是复平面内与这两个复数对应的两点间的距离.1.复平面上点的横坐标表示复数的实部,点的纵坐标表示复数的虚部.2.表示实数的点都在实轴上,实轴上的点都表示实数,它们是一一对应的;表示纯虚数的点都在虚轴上,但虚轴上的点不都表示纯虚数,如原点表示实数0.3.在平面向量中,向量的加法、减法的几何解释同复数加法、减法的几何解释是相同的.[对应学生用书P44]复数的几何意义[例1] 实数x 分别取什么值时,复数z =x 2+x -6+(x 2-2x -15)i 对应的点Z 在下列位置?(1)第三象限;(2)第四象限;(3)直线x -y -3=0上?[思路点拨] 利用复数与复平面内点之间的对应关系求解.若已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ),则当a <0且b <0时,复数z 对应的点在第三象限;当a >0且b <0时,复数z 对应的点在第四象限;当a -b -3=0时,复数z 对应的点在直线x -y -3=0上.[精解详析] 因为x 是实数,所以x 2+x -6,x 2-2x -15也是实数. 若已知复数z =a +b i ,则当a <0,且b <0时,复数z 对应的点在第三象限; 当a >0,且b <0时,复数z 对应的点在第四象限; 当a -b -3=0时,复数z 对应的点在直线x -y -3=0上.(1)当实数x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x -6<0,x 2-2x -15<0,即-3<x <2时,点Z 在第三象限.(2)当实数x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x -6>0,x 2-2x -15<0,即2<x <5时,点Z 在第四象限.(3)当实数x 满足(x 2+x -6)-(x 2-2x -15)-3=0, 即x =-2时,点Z 在直线x -y -3=0上.[一点通] 按照复数集和复平面内所有的点组成的集合之间的一一对应关系,每一个复数都对应着一个有序实数对,只要在复平面内找出这个有序实数对所表示的点,就可根据点的位置判断复数的实部、虚部的取值.1.(湖北高考改编)在复平面内,复数 z =2i1+i (i 为虚数单位)的共轭复数对应点位于第________象限.解析:z =2i1+i =2i (1-i )(1+i )(1-i )=2i (1-i )2=i +1的共轭复数为1-i ,对应的点为(1,-1)在第四象限.答案:四2.求当实数m 为何值时,复数z =(m 2-8m +15)+(m 2+3m -28)i 在复平面内的对应点分别满足下列条件:(1)位于第四象限; (2)位于x 轴的负半轴上.解:(1)由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8m +15>0,m 2+3m -28<0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m <3或m >5,-7<m <4.即-7<m <3.故当-7<m <3时,复数z 的对应点位于第四象限.(2)由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8m +15<0 ①m 2+3m -28=0 ②由②得m =-7或m =4. 因m =-7不适合不等式①, m =4适合不等式①, 所以m =4.故当m =4时,复数z 的对应点位于x 轴的负半轴上.复数模及其几何意义的应用[例2] 已知复数z 1=3-i 及z 2=-12+32i.(1)求|z 1|及|z 2|的值并比较它们的大小;(2)设z ∈C ,满足|z 2|≤|z |≤|z 1|的点z 的集合是什么图形.[思路点拨] 由复数的模长公式求出|z 1|及|z 2|,然后比较大小;(2)根据点数模的几何意义画出图形.[精解详析] (1)|z 1|=|3-i|=(3)2+(-1)2=2, |z 2|=⎪⎪⎪⎪-12+32i =⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫322=1,所以|z 1|>|z 2|.(2)由(1)知1≤|z |≤2,因为不等式|z |≥1的解集是圆|z |=1上和该圆外部所有点组成的集合,不等式|z |≤2的解集是圆|z |=2上和该圆内部所有点组成的集合,所以满足条件1≤|z |≤2的点Z 的集合是以原点O 为圆心,以1和2为半径的两圆所夹的圆环,并包括圆环的边界,如图所示.[一点通] (1)计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,然后再利用模的公式进行计算,两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.(2)复数的模表示该复数在复平面内对应点到原点的距离.3.(辽宁高考改编)复数z =1i -1的模为________. 解析:∵z =1-1+i =-1-i (-1+i )(-1-i )=-1-i2=-12-12i ,∴|z |= ⎝⎛⎭⎫-122+⎝⎛⎭⎫-122=22. 答案:224.已知z =3+a i ,且|z -2|<2,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵z =3+a i ,∴z -2=1+a i , ∴|z -2|=1+a 2<2,即1+a 2<4,∴a 2<3,即-3<a < 3. 答案:(-3,3)5.设z ∈C ,则满足条件|z |=|3+4i|的复数z 在复平面上对应的点Z 的集合是什么图形? 解:法一:由|z |=|3+4i|得|z |=5.这表明向量OZ u u u r的长度等于5,即点Z 到原点的距离等于5.因此满足条件的点Z 的集合是以原点O 为圆心,以5为半径的圆. 法二:设z =x +y i(x ,y ∈R ),则|z |2=x 2+y 2. ∵|3+4i|=5,∴由|z |=|3+4i|得x 2+y 2=25,∴点Z 的集合是以原点为圆心,以5为半径的圆.[例3] 已知▱OABC 的三个顶点O ,A ,C 对应的复数分别为0,3+2i ,-2+4i ,试求:(1) AO u u u r 表示的复数;(2) CA u u r表示的复数;(3)点B 对应的复数.[思路点拨] 点O ,A ,C 对应的复数――――――→向量的坐标表示AO u u u r ,CA u u r ,OBu u u r的坐标形式――――――→复数在复平面上与向量一一对应AO u u u r ,CA u u r ,OBu u u r 对应的复数[精解详析] (1)AO u u u r =-OA u u r ,故AO u u u r表示的复数为-(3+2i),即-3-2i. (2)CA u u r =OA u u r -OC u u u r ,故CA u u r表示的复数为(3+2i)-(-2+4i)=5-2i. (3)OB u u u r =OA u u r +AB u u u r =OA u u r +OC u u ur ,故OB u u u r 表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i ,即点B 对应的复数为1+6i.[一点通] (1)根据复数的两种几何意义可知:复数的加、减运算可以转化为点的坐标运算或向量运算.(2)复数的加、减运算用向量进行时,同样满足平行四边形法则和三角形法则. (3)复数及其加、减运算的几何意义为数形结合思想在复数中的应用提供了可能.6.已知复数z 1=2+i ,z 2=1+2i 在复平面内对应的点分别为A 、B ,求AB u u u r对应的复数z ,z 在平面内对应的点在第几象限?解:z =z 2-z 1=(1+2i)-(2+i)=-1+i , ∵z 的实部-1<0,虚部1>0,∴复数z 在复平面内对应的点在第二象限内.7.在复平面内,点A 、B 、C 分别对应复数z 1=1+i ,z 2=5+i ,z 3=3+3i.以AB 、AC 为邻边作一个平行四边形ABDC ,求D 点对应的复数z 4及AD 的长.解:如图,由复数加减法的几何意义, AD u u u r =AB u u u r +AC u u ur ,即z 4-z 1=(z 2-z 1)+(z 3-z 1). 所以z 4=z 2+z 3-z 1=7+3i.|AD |=|z 4-z 1|=|(7+3i)-(1+i)|=|6+2i|=210.1.复数模的几何意义复数模的几何意义架起了复数与解析几何之间的桥梁,使得复数问题可以用几何方法解决,而几何问题也可以用复数方法解决(即数形结合法),增加了解决复数问题的途径. (1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )的对应点的坐标为(a ,b ),而不是(a ,b i);(2)复数z =a +b i(a ,b ∈R )的对应向量OZ u u u r是以原点O 为起点的,否则就谈不上一一对应,因为复平面上与OZ u u u r相等的向量有无数个.2.复数的模(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )的模|z |=a 2+b 2;(2)从几何意义上理解,表示点Z 和原点间的距离,类比向量的模可进一步引申:|z 1-z 2|表示点Z 1和点Z 2之间的距离.[对应学生用书P45]一、填空题1.若OA u u r 、OB u u u r 对应的复数分别是7+i,3-2i ,则|AB u u u r|=________.解析:∵OA u u r =(7,1),OB u u u r=(3,-2), ∴AB u u u r =OB u uu r -OA u u r =(-4,-3),∴|AB u u u r|=5.答案:52.(重庆高考改编)复平面内表示复数i(1-2i)的点位于第________象限. 解析:i(1-2i)=2+i 对应的点为(2,1),位于第一象限. 答案:一3.若z +|z |=2+8i ,则z =________. 解析:法一:设z =a +b i(a ,b ∈R ), 则|z |=a 2+b 2,代入方程得a +b i +a 2+b 2=2+8i.所以⎩⎪⎨⎪⎧a +a 2+b 2=2,b =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-15,b =8,所以z =-15+8i.法二:原式可化为z =2-|z |+8i , ∵|z |∈R ,∴2-|z |是z 的实部. 于是|z |=(2-|z |)2+82,即|z |2=68-4|z |+|z |2,∴|z |=17.代入z =2-|z |+8i ,得z =-15+8i. 答案:-15+8i4.已知z 1=2+i ,z 2=3+a i(a ∈R ),若z 1+z 2所对应的点在实轴上,则a =________. 解析:z 1+z 2=2+i +3+a i =5+(a +1)i ,由z 1+z 2所对应的点在实轴上可知a +1=0,即a =-1. 答案:-15.(新课标全国卷Ⅰ改编)设z =11+i +i ,则|z |=________.解析:11+i +i =1-i(1+i )·(1-i )+i =1-i 2+i =12+12i ,则|z |=⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫122=22. 答案:22二、解答题6.若复数z =(m 2+m -2)+(4m 2-8m +3)i(m ∈R )的共轭复数z 对应的点在第一象限,求实数m 的集合.解:由题意得z =(m 2+m -2)-(4m 2-8m +3)i ,z 对应的点位于第一象限,所以有⎩⎪⎨⎪⎧ m 2+m -2>0,-(4m 2-8m +3)>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -2>0,4m 2-8m +3<0,所以⎩⎪⎨⎪⎧m <-2或m >1,12<m <32,即1<m <32,故所求m 的集合为⎩⎨⎧m ⎪⎪⎭⎬⎫1<m <32. 7.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AB u u u r ,BC u u ur ,AC u u u r 对应的复数;(2)判断△ABC 的形状;(3)求△ABC 的面积.解:(1)AB u u u r对应的复数为z B -z A =(2+i)-1=1+i. BC u u u r对应的复数为z C -z B =(-1+2i)-(2+i)=-3+i.AC u u u r对应的复数为z C -z A =(-1+2i)-1=-2+2i.(2)由(1)知|AB u u u r|=|1+i|=2,|BC u u u r |=|-3+i|=10,|AC u u u r |=|-2+2i|=22, ∴|AB u u u r|2+|AC u u u r |2=|BC u u u r |2.故△ABC 为直角三角形.(3)S △ABC =12|AB u uu r |·|AC u u u r |=12×2×22=2.8.若z ∈C 且|z +2-2i|=1,求|z -2-2i|的最小值.解:已知|z-(-2+2i)|=1中,z的对应点轨迹是以(-2,2)为圆心,1为半径的圆,|z-(2+2i)|表示圆上的点与点(2,2)之间的距离,最小值为圆心与点(2,2)的距离减去半径,易得值为3.。
课题:3.1.2复数的几何意义学科:数学年级:高二班级:一、教材分析:复数的几何意义是学生在学完复数后的一节课,它在复数内容中起着承上启下的关键作用,它是我们研究复数运算的重要基础,故学好本节内容至关重要。
然而,在之前学生已经学过实数的几何意义,实数的绝对值的意义,所以通过类比学生很容易理解复数的几何意义。
二、教学目标:1.知识与技能理解复数的几何意义,会用复平面内的点和向量来表示复数;了解复数模的概念及几何意义,会求复数的模.2.过程与方法渗透转化、数形结合等数学思想和方法,提高分析、解决问题的能力.3.情感、态度与价值观引导学生观察现象、发现问题、提出观点、验证结论、培养良好的学习思维品质.三、教学重点重点:复数的几何意义及复数的模.四、教学难点难点:复数的几何意义及模的综合应用.树立复数与坐标平面内的点的一一对应、复数与向量的一一对应的意识,是将复数由代数形式引向几何形式的关键环节,通过图形展示,让学生直观、形象的探索其内在联系,可以降低理解难度.五、教学准备1、课时安排:1课时2、教具选择:电子白板六、教学方法:建议本课在教师的指导下作小范围的必要的教学探索活动,使整个教学更有序,更有效,激发学生兴趣,锻炼学生毅力,兴趣是学习良好的开端,毅力是学习的保证.让学生由实数的绝对值的几何意义,类比复数模的几何意义,探索复数模的几何应用.可以利用多媒体教学,展示复数与坐标平面的对应关系及复数模的几何意义,引导学生利用数形结合的思想去分析问题、解决问题.七、教学过程:1、自主导学:阅读课本52—53页回答下列问题:(学生课前预习后提出疑惑,老师解答)【问题导思】1.复数z =a +b i(a ,b ∈R )与有序实数对(a ,b )有怎样的对应关系? 【提示】 一一对应.2.有序实数对与直角坐标平面内的点有怎样的对应关系? 【提示】 一一对应.3.复数集与平面直角坐标系中的点集之间能一一对应吗? 【提示】 一一对应.建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x 轴叫做实轴,y 轴叫做虚轴,实轴上的点都表示实数,除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.4.平面直角坐标系中的点Z 与向量→OZ有怎样的对应关系? 【提示】 一一对应.5.复数集与平面直角坐标系中以原点为起点的向量集合能一一对应吗? 【提示】 一一对应.(1)复数z =a +b i(a ,b ∈R )一一对应―→复平面内的点Z (a ,b ). (2)复数z =a +b i(a ,b ∈R )一一对应―→平面向量→OZ.为方便起见,我们常把复数z =a +b i 说成点Z 或说成向量→OZ,并且规定,相等的向量表示同一个复数.2、合作探究 (1)分组探究探究点1 复数的几何表示和探究点2 复数的向量表示、探究点3 实数绝对值的几何意义: 1.实数m 取什么值时,复平面内表示复数z =2m +(4-m 2)i 的点(1)位于虚轴上;(2)位于第三象限.【思路探究】 找出复数z 的实部、虚部,结合(1)(2)的要求写出满足的条件. 【自主解答】 复数z =2m +(4-m 2)i 对应复平面内点的坐标P 为(2m,4-m 2). (1)若P 在虚轴上,则4-m2≠0,2m =0,即m =0.(2)若点P 在第三象限,则4-m2<0,2m <0,解得m <-2. ∴当点P 位于第三象限时,实数m 的范围是(-∞,-2). 2.已知复数z 满足z +|z |=2+8i ,求复数z .【思路探究】 设z =a +b i(a ,b ∈R ),代入等式后,可利用复数相等的充要条件求出a ,b .【自主解答】 法一 设z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=, 代入方程得a +b i +=2+8i , ∴b =8,a2+b2=2,解得b =8.a =-15,∴z =-15+8i.法二 原式可化为 z =2-|z |+8i , ∵|z |∈R ,∴2-|z |是z 的实部, 于是|z |=,即|z |2=68-4|z |+|z |2,∴|z |=17. 代入z =2-|z |+8i 得z =-15+8i.(2)教师点拨1.计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,然后再利用模的公式进行计算,两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.2.复数模的意义是表示复数对应的点到原点的距离,这可以类比实数的绝对值,也可以类比以原点为起点的向量的模来加深理解.3.|z 1-z 2|表示点z 1,z 2两点间的距离,|z |=r 表示以原点为圆心,以r 为半径的圆. 3、巩固训练1.求复数z 1=6+8i 及z 2=-21-i 的模,并比较它们的模的大小. 【解】 |z 1|==10,|z 2|=21 = +21=23,|z 1|>|z 2|.2.已知复数z 1=-+i ,z 2=-21-23i , (1)求|z 1|与|z 2|的值,并比较它们的大小.(2)设复平面内,复数z 满足|z 2|≤|z |≤|z 1|,复数z 对应的点Z 的集合是什么? 【思路探究】 (1)利用复数模的定义来求解.若z =a +b i(a ,b ∈R ),则|z |=.(2)先确定|z |的范围,再确定点Z 满足的条件,从而确定点Z 的图形. 【自主解答】 (1)|z 1|==2. |z 2|=3=1.∵2>1,∴|z 1|>|z 2|. (2)由(1)知|z 2|≤|z |≤|z 1|, 则1≤|z |≤2.因为不等式|z |≥1的解集是圆|z |=1上和该圆外部所有点的集合,不等式|z |≤2的解集是圆|z |=2上和该圆的内部所有点组成的集合,所以满足条件1≤|z |≤2的点Z 的集合是以原点O 为圆心,以1和2为半径的两圆及所夹的圆环.4、拓展延伸已知向量→OZ与实轴正向的夹角为45°,向量→OZ对应的复数z 的模为1,求z . 【思路探究】 设出z =a +b i(a ,b ∈R ),列出关于a ,b 的方程组. 【自主解答】 设z =a +b i(a ,b ∈R ). ∵→OZ与x 轴正向的夹角为45°,|z |=1, ∴a>0,=1,或a>0,=1,∴2或2∴z =22+22i 或z =22-22i. 5、师生合作总结1.复数的几何意义有两种:复数和复平面内的点一一对应,复数和复平面内以原点为起点的向量一一对应.2.研究复数的问题可利用复数问题实数化思想转化为复数的实虚部的问题,也可以结合图形利用几何关系考虑.八、课外作业1.(2013·福建高考)复数z =-1-2i(i 为虚数单位)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【解析】z=-1-2i在复平面内对应的点为(-1,-2),它位于第三象限.【答案】 C2.若→OZ=(0,-3),则→OZ对应的复数为( )A.0 B.-3C.-3i D.3【解析】由复数的几何意义可知→OZ对应的复数为-3i.【答案】 C3.已知3-4i=x+y i(x,y∈R),则|1-5i|,|x-y i|,|y+2i|的大小关系为________.【解析】由3-4i=x+y i(x,y∈R),得x=3,y=-4,而|1-5i|==,|x-y i|=|3+4i|==5,|y+2i|=|-4+2i|==.∵<5<,∴|y+2i|<|x-y i|<|1-5i|.【答案】|y+2i|<|x-y i|<|1-5i|4.在复平面内指出与复数z1=-1+i,z2=2-i,z3=-i,z4=+3i对应的点Z1,Z2,Z,Z4,然后在复平面内画出这4个复数对应的向量.3【解】由题意知Z1(-1,),Z(2,-1),Z3(0,-1),Z4(,3).如图所示,在复平面内,复数z1,z2,z3,z4对应2的向量分别为→OZ1,→OZ2,→OZ3,→OZ4.九、板书1.复数的几何意义有两种:复数和复平面内的点一一对应,复数和复平面内以原点为起点的向量一一对应.2.研究复数的问题可利用复数问题实数化思想转化为复数的实虚部的问题,也可以结合图形利用几何关系考虑.十、教学反思:根据发现的能力,让最后一个发现的学生最先讲,中途发现的学生中间讲,最先一个发现的学生最后讲,也就是由近及远地请学生一个一个地回答.所以从本节课的教学效果来看还是不错的。
高二数学人教选修1-2课后练习第3章数系的扩充与复数3.1.2 复数的几何意义一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2016²青岛高二检测)在复平面内,复数z=sin2+icos2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【解析】选D.因为<2<π,所以sin2>0,cos2<0,所以复数z=sin2+icos2对应的点位于第四象限.2.(2016²黄山高二检测)设i是虚数单位,若z=cosθ+isinθ对应的点位于复平面的第二象限,则θ位于( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【解析】选B.因为z=cosθ+isinθ对应的点坐标为(cosθ,sinθ),且点(cosθ,sinθ)位于复平面的第二象限,所以所以θ为第二象限角.【补偿训练】复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于( )A.实轴对称B.虚轴对称C.一、三象限平分线对称D.二、四象限平分线对称【解析】选A.由实部相等,虚部互为相反数得复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于实轴对称.3.设O为原点,向量,对应的复数分别为2+3i,-3-2i,那么向量对应的复数为( )A.-1+iB.1-iC.-5-5iD.5+5i【解析】选D.因为由已知=(2,3),=(-3,-2),所以=-=(2,3)-(-3,-2)=(5,5),所以对应的复数为5+5i.4.(2016²烟台高二检测)过原点和-i对应点的直线的倾斜角是( )A. B.- C. D.【解析】选D.因为-i在复平面上的对应点是(,-1),所以tanα==-(0≤α<π),所以α=π.5.(2016²西安高二检测)复数1+cosα+isinα(π<α<2π)的模为( )A.2cosB.-2cosC.2sinD.-2sin 【解析】选B.所求复数的模为==,因为π<α<2π,所以<<π,所以cos<0,所以=-2cos.【误区警示】本题容易忽视cos<0而错选A.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2016²潍坊高二检测)若复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,则a的值等于________.【解析】复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,可得3=a-1+2,解得a=2.答案:27.(2016²武汉高二检测)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2=________.【解题指南】从复数与复平面上的点的对应角度处理.【解析】因为z1=2-3i对应的点的坐标为(2,-3),且复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,所以z2在复平面内对应点的坐标为(-2,3),对应的复数为z2=-2+3i.答案:-2+3i8.已知△ABC中,,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为________. 【解析】因为,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,所以=(-1,2), =(-2,-3).又=-=(-2,-3)-(-1,2)=(-1,-5),所以对应的复数为-1-5i.答案:-1-5i三、解答题(每小题10分,共20分)9.(2016²郑州高二检测)在复平面内,复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O 是原点,求向量+,对应的复数及A,B两点之间的距离.【解析】因为复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O是原点,所以=(-3,-1),=(5,1),所以+=(-3,-1)+(5,1)=(2,0),所以向量+对应的复数是2,又=-=(-3,-1)-(5,1)=(-8,-2),所以对应的复数是-8-2i,A,B两点之间的距离为||==2.10.实数m分别取什么数值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i是:(1)实数.(2)虚数.(3)纯虚数.(4)对应点在x轴上方.(5)对应点在直线x+y+5=0上.【解析】(1)由m2-2m-15=0,得m=5或m=-3.故当m=5或m=-3时,z为实数.(2)由m2-2m-15≠0,得m≠5且m≠-3.故当m≠5且m≠-3时,z为虚数.(3)由得m=-2.故当m=-2时,z为纯虚数.(4)由m2-2m-15>0,得m<-3或m>5.故当m<-3或m>5时,z的对应点在x轴上方.(5)由(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+5=0,得m=或m=.故当m=或m=时,z的对应点在直线x+y+5=0上.一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2016²太原高二检测)在复平面内,复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,若C为线段AB 的中点,则点C对应的复数是( )A.4+8iB.8+2iC.2+4iD.4+i【解题指南】先求出复数在复平面上对应点的坐标,再利用中点坐标公式求出C点,再把点的坐标还原为复数.【解析】选C.因为复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,所以A(6,5),B(-2,3),又C为线段AB的中点,所以C(2,4),所以点C对应的复数是2+4i.【补偿训练】已知复数z1=-2+3i的对应点为Z1,Z2与Z1关于x轴对称,Z3与Z2关于直线y=-x 对称,则点Z3对应的复数为z=________.【解析】Z1(-2,3),Z2(-2,-3),Z3(3,2),所以z=3+2i.答案:3+2i2.(2016²福州高二检测)已知复数z的模为2,则|z-i|的最大值为( )A.1B.2C.D.3【解题指南】根据复数的几何意义,知|z|=2对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离.【解析】选D.因为|z|=2,则复数z对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,而|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,所以其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离,最大的距离为3.【补偿训练】已知f(z)=|1+z|-z且f(-z)=10+3i,则复数z为________.【解析】设z=x+yi(x,y∈R),则f(-z)=|1-x-yi|+(x+yi)=10+3i,所以所以所以z=5+3i.答案:5+3i二、填空题(每小题5分,共10分)3.复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=--i,z4=-i,z1,z2,z3,z4在复平面内的对应点分别是A,B,C,D,则∠ABC+∠ADC=________.【解析】|z1|=|z2|=|z3|=|z4|=,所以点A,B,C,D应在以原点为圆心,为半径的圆上,由于圆内接四边形ABCD对角互补,所以∠ABC+∠ADC=180°.答案:180°【误区警示】注意|z|=a(a>0)z=±a.4.(2016²南宁高二检测)复数z=(a-2)+(a+1)i,a∈R对应的点位于第二象限,则|z|的取值范围是________.【解析】复数z=(a-2)+(a+1)i对应的点的坐标为(a-2,a+1),因为该点位于第二象限,所以解得-1<a<2.由条件得|z|====,因为-1<a<2,所以|z|∈.答案:三、解答题(每小题10分,共20分)5.(2016²广州高二检测)实数m取什么值时,复平面内表示复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i 的点(1)位于第四象限.(2)位于第一、三象限.【解析】(1)⇒⇒-2<m<3或5<m<7.(2)(m2-8m+15)(m2-5m-14)>0⇒(m-3)(m-5)(m+2)(m-7)>0,得m<-2或3<m<5或m>7.【延伸探究】若结论改为复数z对应的点位于直线x-2y+16=0上,则结果如何?【解析】由复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i对应的点在直线x-2y+16=0上可得m2-8m+15-2(m2-5m-14)+16=0⇒m=1±2.【补偿训练】已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,试求实数a的取值范围.【解析】因为|z1|=,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,所以>|x2+a|对x∈R恒成立,等价于(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.不等式等价于①:解得a=,所以a=时,0²x2+>0恒成立.或②:解得-1<a<.所以a∈.综上,可得实数a的取值范围是.6.(2016²合肥高二检测)已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).若与共线,求a的值.【解题指南】先利用向量与复数的对应求出向量与的坐标,再利用向量共线的条件求出a的值.【解析】因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,所以=(-3,4),=(2a,1).因为与共线,所以存在实数k使=k,即(2a,1)=k(-3,4)=(-3k,4k),所以所以即a的值为-.【补偿训练】已知虚数(x-2)+yi(x,y∈R)的模为,求的取值范围.【解题指南】由模的定义得到关于x与y的等式,即动点(x,y)的轨迹;再由=的几何意义表示动点(x,y)与(0,0)所在直线的斜率,作出草图,求出范围.【解析】由(x-2)+yi是虚数,得y≠0,又由|(x-2)+yi|=,得(x-2)2+y2=3.这是以(2,0)为圆心,为半径的圆(除去(2±,0)).过O点作圆的切线OP,OQ,则斜率的最大值为=tan∠AOP=,=tan∠AOQ=-.所以的取值范围是.【方法技巧】常见复数模的几何意义复数的模在复平面内对应的常见图形为:(1)以z0为圆心,r为半径的圆:|z-z0|=r.(2)线段z1z2的中垂线|z-z1|=|z-z2|.一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2016²青岛高二检测)在复平面内,复数z=sin2+icos2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【解析】选D.因为<2<π,所以sin2>0,cos2<0,所以复数z=sin2+icos2对应的点位于第四象限.2.(2016²黄山高二检测)设i是虚数单位,若z=cosθ+isinθ对应的点位于复平面的第二象限,则θ位于( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【解析】选B.因为z=cosθ+isinθ对应的点坐标为(cosθ,sinθ),且点(cosθ,sinθ)位于复平面的第二象限,所以所以θ为第二象限角.【补偿训练】复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于( )A.实轴对称B.虚轴对称C.一、三象限平分线对称D.二、四象限平分线对称【解析】选A.由实部相等,虚部互为相反数得复数z1=1+i,z2=1-i在复平面内对应点关于实轴对称.3.设O为原点,向量,对应的复数分别为2+3i,-3-2i,那么向量对应的复数为( )A.-1+iB.1-iC.-5-5iD.5+5i【解析】选D.因为由已知=(2,3),=(-3,-2),所以=-=(2,3)-(-3,-2)=(5,5),所以对应的复数为5+5i.4.(2016²烟台高二检测)过原点和-i对应点的直线的倾斜角是( )A. B.- C. D.【解析】选D.因为-i在复平面上的对应点是(,-1),所以tanα==-(0≤α<π),所以α=π.5.(2016²西安高二检测)复数1+cosα+isinα(π<α<2π)的模为( )A.2cosB.-2cosC.2sinD.-2sin【解析】选B.所求复数的模为==,因为π<α<2π,所以<<π,所以cos<0,所以=-2cos.【误区警示】本题容易忽视cos<0而错选A.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2016²潍坊高二检测)若复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,则a的值等于________.【解析】复数z=(a-1)+3i(a∈R)在复平面内对应的点在直线y=x+2上,可得3=a-1+2,解得a=2.答案:27.(2016²武汉高二检测)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2=________.【解题指南】从复数与复平面上的点的对应角度处理.【解析】因为z1=2-3i对应的点的坐标为(2,-3),且复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,所以z2在复平面内对应点的坐标为(-2,3),对应的复数为z2=-2+3i.答案:-2+3i8.已知△ABC中,,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,则对应的复数为________. 【解析】因为,对应的复数分别为-1+2i,-2-3i,所以=(-1,2), =(-2,-3).又=-=(-2,-3)-(-1,2)=(-1,-5),所以对应的复数为-1-5i.答案:-1-5i三、解答题(每小题10分,共20分)9.(2016²郑州高二检测)在复平面内,复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O 是原点,求向量+,对应的复数及A,B两点之间的距离.【解析】因为复数-3-i与5+i对应的向量分别是与,其中O是原点,所以=(-3,-1),=(5,1),所以+=(-3,-1)+(5,1)=(2,0),所以向量+对应的复数是2,又=-=(-3,-1)-(5,1)=(-8,-2),所以对应的复数是-8-2i,A,B两点之间的距离为||==2.10.实数m分别取什么数值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i是:(1)实数.(2)虚数.(3)纯虚数.(4)对应点在x轴上方.(5)对应点在直线x+y+5=0上.【解析】(1)由m2-2m-15=0,得m=5或m=-3.故当m=5或m=-3时,z为实数.(2)由m2-2m-15≠0,得m≠5且m≠-3.故当m≠5且m≠-3时,z为虚数.(3)由得m=-2.故当m=-2时,z为纯虚数.(4)由m2-2m-15>0,得m<-3或m>5.故当m<-3或m>5时,z的对应点在x轴上方.(5)由(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+5=0,得m=或m=.故当m=或m=时,z的对应点在直线x+y+5=0上.一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2016²太原高二检测)在复平面内,复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,若C为线段AB 的中点,则点C对应的复数是( )A.4+8iB.8+2iC.2+4iD.4+i【解题指南】先求出复数在复平面上对应点的坐标,再利用中点坐标公式求出C点,再把点的坐标还原为复数.【解析】选C.因为复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B,所以A(6,5),B(-2,3),又C为线段AB的中点,所以C(2,4),所以点C对应的复数是2+4i.【补偿训练】已知复数z1=-2+3i的对应点为Z1,Z2与Z1关于x轴对称,Z3与Z2关于直线y=-x 对称,则点Z3对应的复数为z=________.【解析】Z1(-2,3),Z2(-2,-3),Z3(3,2),所以z=3+2i.答案:3+2i2.(2016²福州高二检测)已知复数z的模为2,则|z-i|的最大值为( )A.1B.2C.D.3【解题指南】根据复数的几何意义,知|z|=2对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离.【解析】选D.因为|z|=2,则复数z对应的轨迹是圆心在原点,半径为2的圆,而|z-i|表示的是圆上一点到点(0,1)的距离,所以其最大值为圆上点(0,-2)到点(0,1)的距离,最大的距离为3.【补偿训练】已知f(z)=|1+z|-z且f(-z)=10+3i,则复数z为________.【解析】设z=x+yi(x,y∈R),则f(-z)=|1-x-yi|+(x+yi)=10+3i,所以所以所以z=5+3i.答案:5+3i二、填空题(每小题5分,共10分)3.复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=--i,z4=-i,z1,z2,z3,z4在复平面内的对应点分别是A,B,C,D,则∠ABC+∠ADC=________.【解析】|z1|=|z2|=|z3|=|z4|=,所以点A,B,C,D应在以原点为圆心,为半径的圆上,由于圆内接四边形ABCD对角互补,所以∠ABC+∠ADC=180°.答案:180°【误区警示】注意|z|=a(a>0)z=±a.4.(2016²南宁高二检测)复数z=(a-2)+(a+1)i,a∈R对应的点位于第二象限,则|z|的取值范围是________.【解析】复数z=(a-2)+(a+1)i对应的点的坐标为(a-2,a+1),因为该点位于第二象限,所以解得-1<a<2.由条件得|z|====,因为-1<a<2,所以|z|∈.答案:三、解答题(每小题10分,共20分)5.(2016²广州高二检测)实数m取什么值时,复平面内表示复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i 的点(1)位于第四象限.(2)位于第一、三象限.【解析】(1)⇒⇒-2<m<3或5<m<7.(2)(m2-8m+15)(m2-5m-14)>0⇒(m-3)(m-5)(m+2)(m-7)>0,得m<-2或3<m<5或m>7.【延伸探究】若结论改为复数z对应的点位于直线x-2y+16=0上,则结果如何?【解析】由复数z=(m2-8m+15)+(m2-5m-14)i对应的点在直线x-2y+16=0上可得m2-8m+15-2(m2-5m-14)+16=0⇒m=1±2.【补偿训练】已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,试求实数a的取值范围.【解析】因为|z1|=,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,所以>|x2+a|对x∈R恒成立,等价于(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.不等式等价于①:解得a=,所以a=时,0²x2+>0恒成立.或②:解得-1<a<.所以a∈.综上,可得实数a的取值范围是.6.(2016²合肥高二检测)已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).若与共线,求a的值.【解题指南】先利用向量与复数的对应求出向量与的坐标,再利用向量共线的条件求出a的值.【解析】因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,所以=(-3,4),=(2a,1).因为与共线,所以存在实数k使=k,即(2a,1)=k(-3,4)=(-3k,4k),所以所以即a的值为-.【补偿训练】已知虚数(x-2)+yi(x,y∈R)的模为,求的取值范围.【解题指南】由模的定义得到关于x与y的等式,即动点(x,y)的轨迹;再由=的几何意义表示动点(x,y)与(0,0)所在直线的斜率,作出草图,求出范围.【解析】由(x-2)+yi是虚数,得y≠0,又由|(x-2)+yi|=,得(x-2)2+y2=3.这是以(2,0)为圆心,为半径的圆(除去(2±,0)).过O点作圆的切线OP,OQ,则斜率的最大值为=tan∠AOP=,=tan∠AOQ=-.所以的取值范围是.【方法技巧】常见复数模的几何意义复数的模在复平面内对应的常见图形为:(1)以z0为圆心,r为半径的圆:|z-z0|=r.(2)线段z1z2的中垂线|z-z1|=|z-z2|.(25分钟60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2014²重庆高考)实部为-2,虚部为1的复数所对应的点位于复平面的( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【解题指南】根据复数的几何意义直接写出复数对应复平面内点的坐标进行判断.【解析】选B.实部为-2,虚部为1的复数所对应的复平面内的点为(-2,1),位于第二象限,故选B.【补偿训练】(2015²郑州高二检测)已知a∈R,且0<a<1,i为虚数单位,则复数z=a+(a-1)i 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【解析】选D.因为0<a<1,所以a>0且a-1<0,故复数z=a+(a-1)i在复平面内所对应的点(a,a-1)位于第四象限.故选D.2.(2015²大连高二检测)若复数z=(a2-3a+2)+(a2-4)i对应的点在虚轴上(不包含原点),则实数a的值等于( )A.1B.2C.1或2D.±2【解析】选A.复数z对应的点的坐标是(a2-3a+2,a2-4),依题意应有解得a=1,即实数a的值等于1.3.已知复数z=(x-1)+(2x-1)i的模小于,则实数x的取值范围是( )A.-<x<2B.x<2C.x>-D.x<-或x>2【解析】选A.依题意应有<,即5x2-6x+2<10,解得-<x<2,故选A. 【补偿训练】1.使|lo x-4i|≥|3+4i|成立的x的取值范围是( )A. B.(0,1]∪[8,+∞)C.∪[8,+∞)D.(0,1)∪(8,+∞)【解析】选C.因为|lo x-4i|≥|3+4i|==5,所以(lo x)2+42≥25,所以≥9,所以lo x≥3或lo x≤-3,所以0<x≤或x≥8.2.已知i为虚数单位,z1=a+i,z2=2-i,且|z1|=|z2|,求实数a的值.【解析】因为a为实数,所以|z1|=,|z2|==,因为|z1|=|z2|,所以=.所以a2=4,所以a=〒24.在复平面内,复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B.若C为线段AB的中点,则点C对应的复数是( )A.4+8iB.8+2iC.2+4iD.4+i【解析】选C.复数6+5i对应A点坐标为(6,5),-2+3i对应B点坐标为(-2,3).由中点坐标公式知C点坐标为(2,4),所以点C对应的复数为2+4i.故选C.5.在复平面内,O为原点,若向量对应的复数z的实部为3,且||=3,如果点A关于原点的对称点为点B,则向量对应的复数为( )A.-3B.3C.3iD.-3i【解析】选 A.根据题意设复数z=3+bi,由复数与复平面内的点、向量的对应关系得=(3,b),已知||=3,即=3,解得b=0,故z=3,点A的坐标为(3,0).因此,点A关于原点的对称点为B(-3,0),所以向量对应的复数为z'=-3.二、填空题(每小题5分,共15分)6.复数z=-5-12i在复平面内对应的点到原点的距离为.【解析】由题意知||=|z|==13.答案:13【补偿训练】(2015²武汉高二检测)i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2= .【解析】z1在复平面上的对应点为(2,-3),关于原点的对称点为(-2,3),故z2=-2+3i.答案:-2+3i7.设z为纯虚数,且|z-1|=|-1+i|,则复数z= .【解题指南】设z=ai(a∈R,且a≠0),利用模长公式来求解.【解析】因为z为纯虚数,所以设z=ai(a∈R,且a≠0),则|z-1|=|ai-1|=.又因为|-1+i|=,所以=,即a2=1,所以a=〒1,即z=〒i.答案:〒i8.已知复数x2-6x+5+(x-2)i在复平面内的对应点在第三象限,则实数x的取值范围是.【解析】由已知,得解得1<x<2.答案:(1,2)【补偿训练】i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则z2= .【解题指南】利用复数的几何意义求解.【解析】根据复数的几何意义,z1=2-3i与z2=-2+3i关于原点对称.答案:-2+3i三、解答题(每小题10分,共20分)9.设z∈C,满足下列条件的点Z的集合是什么图形?(1)|z|=2.(2)|z|≤3.【解题指南】利用复数模的计算公式转化为实际x,y满足的条件来求解.【解析】(1)|z|=2,表明向量的模(长度)等于2,即点Z到原点的距离等于2,因此满足|z|=2的点Z的集合是以原点O为圆心,以2为半径的圆.(2)满足条件|z|≤3的点Z的集合是以原点为圆心,以3为半径的圆及其内部.【一题多解】本题还可用下面的解法设z=x+yi(x,y∈R)(1)由|z|=2,得=2,所以x2+y2=4,所以点Z的集合是以原点为圆心,以2为半径的圆.(2)由|z|≤3,得≤3,所以x2+y2≤9,所以点Z的集合是以原点为圆心,以3为半径的圆及其内部.【补偿训练】已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,求实数a的取值范围.【解题指南】根据复数的代数形式求模后,转化为含参数的二次不等式来求解.【解析】因为|z1|=,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,所以>|x2+a|⇔(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.不等式等价于①:1-2a=0⇒a=,即a=时,0·x2+>0恒成立.或②:⇒-1<a<.所以a∈.因此实数a的取值范围是.10.实数m分别取什么数时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i.(1)对应的点在第三象限?(2)对应的点在直线x+y+4=0?【解析】z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i.因为m∈R,所以z的实部为m2+5m+6,虚部为m2-2m-15.(1)要使z对应的点在第三象限,必有⇒所以-3<m<-2.(2)要使z对应的点在直线x+y+4=0上,必有点(m2+5m+6,m2-2m-15)满足方程x+y+4=0,所以(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+4=0,解得m=-或m=1.(20分钟40分)一、选择题(每小题5分,共10分)1.设z=(2t2+5t-3)+(t2+2t+2)i,t∈R,则以下结论中正确的是( )A.z对应的点在第一象限B.z一定不是纯虚数C.z对应的点在实轴上方D.z一定是实数【解析】选C.因为2t2+5t-3=(t+3)(2t-1)的值可正、可负、可为0,t2+2t+2=(t+1)2+1≥1,所以排除A,B,D.故选C.2.下列命题中的假命题是( )A.复数的模是非负实数B.复数等于零的充要条件是它的模等于零C.两个复数模相等是这两个复数相等的必要条件D.复数z1>z2的充要条件是|z1|>|z2|【解析】选D.①任意复数z=a+bi(a,b∈R)的模|z|=≥0总成立.所以A为真;②由复数相等的条件z=0⇔⇔|z|=0,故B为真;③若z1=a1+b1i,z2=a2+b2i(a1,b1,a2,b2∈R).若z1=z2,则有a1=a2,b1=b2,所以|z1|=|z2|,反之由|z1|=|z2|,推不出z1=z2,如z1=1+3i,z2=1-3i时|z1|=|z2|,故C为真;④不全为实数的两个复数不能比较大小,但任意两个复数的模总能比较大小,所以D为假命题.故选D.二、填空题(每小题5分,共10分)3.复数z=sin40°+isin230°的模等于.【解析】|z|====1.答案:14.若复数z1=3-5i,z2=1-i,z3=-2+ai在复平面内所对应的点在同一条直线上,则实数a= .【解题指南】根据三个复数对应的点共线,可得到任两点连线的斜率相等,建立方程可求a 的值.【解析】设复数z1,z2,z3分别对应点P1(3,-5),P2(1,-1),P3(-2,a),由已知可得=,从而可得a=5.答案:5三、解答题(每小题10分,共20分)5.实数k为何值时,复数z=k2-3k-4+(k2-5k-6)i对应的点位于:(1)x轴正半轴上?(2)y轴负半轴上?(3)第四象限的角平分线上?【解题指南】先确定复数的实部与虚部,并求出复数z的对应点,再进行计算.【解析】因为k为实数,所以k2-3k-4,k2-5k-6都为实数,所以复数z=k2-3k-4+(k2-5k-6)i的对应点Z的坐标为(k2-3k-4,k2-5k-6).(1)若对应点位于x轴正半轴上,则解得k=6.(2)若对应点位于y轴负半轴上,则解得k=4.(3)若对应点位于第四象限的角平分线上,又第四象限的角平分线的方程为y=-x(x>0),所以解得k=5.【补偿训练】已知复数z=(a2-1)+(2a-1)i,其中a∈R.当复数z在复平面内对应的点满足下列条件时,求a的值(或取值范围).(1)在实轴上.(2)在第三象限.(3)在抛物线y2=4x上.【解析】复数z=(a2-1)+(2a-1)i在复平面内对应的点是(a2-1,2a-1).(1)若z对应的点在实轴上,则有2a-1=0,解得a=.(2)若z对应的点在第三象限,则有解得-1<a<.(3)若z对应的点在抛物线y2=4x上,则有(2a-1)2=4(a2-1),即4a2-4a+1=4a2-4,解得a=.6.复数i,1,4+2i分别对应平面上A,B,C三点,另取一点D作平行四边形ABCD,求BD 的长.【解析】由题意得向量对应的复数为1-i,设D对应的复数为x+yi(x,y∈R),则=(4-x,2-y),由=,得解得所以D对应的复数为3+3i,所以=(2,3),则||=,即BD的长为.。