第5章第1节 复数的概念及其几何意义 高中数学必修二同步复习讲义(北师大版2019)

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第5章第1节 复数的概念及其几何意义 高中数学必修二同步复习讲义(北师大版2019)

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第5章第1节 复数的概念及其几何意义
题型1 复数的实部与虚部 题型2 纯虚数
题型3 复数的相等 题型4 复数对应复平面中的点
题型5 由复平面中的点确定复数 题型6 共轭复数
题型7 复数的模
▉题型1 复数的实部与虚部
【知识点的认识】
i是数学中的虚数单位,i2=﹣1,所以i是﹣1的平方根.我们把a+bi的数叫做复数,把a=0且b≠0的数叫做纯虚数,a≠0,且b=0叫做实数.复数的模为.形如a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a,b分别是它的实部和虚部.
【解题方法点拨】
﹣分解复数:通过给定的复数表达式,提取实部和虚部.
﹣应用:在复数运算中,分开处理实部和虚部,简化计算过程.
1.已知复数z满足(1﹣i)z=(1+i)2,其中i为虚数单位,则的虚部为(  )
A.0 B.i C.﹣1 D.﹣i
【答案】C
【解答】解:由(1﹣i)z=(1+i)2可得,
所以,
因此虚部为﹣1.
故选:C.
2.若z(1+i)=2,则z虚部是(  )
A.﹣1 B.1 C.i D.﹣i
【答案】A
【解答】解:因为z(1+i)=2,
所以z1﹣i,
所以z虚部是﹣1.
故选:A.
3.已知复数z=﹣2+i,则(  )
A.z的虚部为i B.|z|=5
C. D.
【答案】C
【解答】解:由z=﹣2+i,得z的虚部为1,故A错误;
,故B错误;
由共轭复数的定义可知,故C正确;
由虚数不能比较大小可知,D错误.
故选:C.
4.复数z=1+2i,则(i为虚数单位)的虚部为(  )
A. B. C.3 D.3i
【答案】A
【解答】解:由题意,i,虚部为.
故选:A.
5.已知复数,则z的虚部为(  )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【解答】解:复数1,其虚部为.
故选:D.
▉题型2 纯虚数
【知识点的认识】
形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,a,b分别叫做它的实部和虚部,当a=0,b≠0时,叫做纯虚数.
纯虚数也可以理解为非零实数与虚数单位i相乘得到的结果.
【解题方法点拨】
复数与复平面上的点是一一对饮的,这为形与数之间的相互转化提供了一条重要思路.要完整理解复数为纯虚数的等价条件,复数z=a+bi(a,b∈R)为纯虚数的充要条件是a=0,b≠0.
实数集和虚数集的并集是全体复数集.虚数中包含纯虚数,即由纯虚数构成的集合可以看成是虚数集的一个真子集.
6.复数z=m2﹣3m+(m2﹣9)i是纯虚数,则实数m的值为(  )
A.0 B.±3 C.3 D.0或3
【答案】A
【解答】解:由z=m2﹣3m+(m2﹣9)i是纯虚数,
由纯虚数的定义可知,,所以m=0.
故选:A.
7.若(x+3i)2是纯虚数(其中i为虚数单位),则实数x=(  )
A.3 B.±1 C.﹣1 D.±3
【答案】D
【解答】解:∵(x+3i)2=x2+6xi﹣9为纯虚数,
∴,解得x=±3.
故选:D.
8.已知复数z=(1﹣i)(2+ai)(a∈R)为纯虚数,则a=  ﹣2  .
【答案】﹣2.
【解答】解:因为z=(1﹣i)(2+ai)=(2+a)+(a﹣2)i为纯虚数,所以,解得a=﹣2.
故答案为:﹣2.
9.已知复数z=1+i是关于x的方程x2+ax+b=0(a,b∈R)的一个根,复数z1=a+bi.
(1)求|z1|;
(2)若复数z2=z1+(m﹣1)+(m﹣2)i(m∈R)为纯虚数,求.
【答案】(1);(2).
【解答】解:(1)由题知(1+i)2+a(1+i)+b=0,
整理得 (a+b)+(a+2)i=0,则,解得,
所以z1=﹣2+2i,

(2)由(1)知,z2=z1+(m﹣1)+(m﹣2)i=(m﹣3)+mi,
因为复数z2为纯虚数,所以,解得m=3,所以z2=3i,
所以.
▉题型3 复数的相等
【知识点的认识】
复数z1=a1+b1i和z2=a2+b2i相等,当且仅当它们的实部和虚部分别相等,即a1=a2和b1=b2.
【解题方法点拨】
﹣比较分量:通过比较两个复数的实部和虚部,判断它们是否相等.
﹣应用:在复数方程中使用复数相等的条件求解未知数.
10.已知复数z满足(i+3)z=2,则z=(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:复数z满足(i+3)z=2,
则z.
故选:A.
11.已知i为虚数单位,,则(  )
A. B. C.2 D.﹣2
【答案】C
【解答】解:由,得2+ni=﹣i﹣m,
则﹣m=2,n=﹣1,即m=﹣2,n=﹣1.
∴.
故选:C.
12.已知复数z1=m+(4﹣m2)i(m∈R),z2=2cosθ+(λ+3sinθ)i(λ,θ∈R),并且z1=z2,则λ的取值范围为(  )
A.﹣7≤λ B.λ≤7 C.﹣1≤λ<1 D.λ≤7
【答案】D
【解答】解:由z1=z2,得,
消去m得λ=4sin2θ﹣3sinθ=4(sinθ)2,
因为﹣1≤sinθ≤1,
结合二次函数的性质得,.
故选:D.
▉题型4 复数对应复平面中的点
【知识点的认识】
1、复数的代数表示法
建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.在复平面内,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴,x轴的单位是1,y轴的单位是i,实轴与虚轴的交点叫做原点,且原点(0,0),对应复数0.即复数z=a+bi→复平面内的点z(a,b)→平面向量.
2、除了复数与复平面内的点和向量的一一对应关系外,还要注意:
(1)|z|=|z﹣0|=a(a>0)表示复数z对应的点到原点的距离为a;
(2)|z﹣z0|表示复数z对应的点与复数z0对应的点之间的距离.
【解题方法点拨】
﹣点的表示:将复数a+bi作为复平面上的点(a,b)进行图示.
﹣几何运算:利用复平面上的点进行几何运算和分析.
13.复数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
【解答】解:由z,
得复数z在复平面内对应的点的坐标为 (1,﹣1),在第四象限.
故选:D.
14.已知i是虚数单位,在复平面内,复数z=i (3+i),则z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】B
【解答】解:z=i (3+i)=﹣1+3i,在复平面内,复数z对应的点是(﹣1,3),在第二象限.
故选:B.
15.当时,复数Z=m(3+i)﹣(2﹣i)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】A
【解答】解:由z=m(3+i)﹣(2﹣i)=(3m﹣2)+(m+1)i
又,则,
所以复数z在复平面内对应的点为(3m﹣2,m+1),位于第一象限,
故选:A.
16.在复平面内,复数2﹣3i、﹣1+2i对应的向量分别是、,其中O是坐标原点,则向量对应的复数为  ﹣3+5i .
【答案】﹣3+5i.
【解答】解:由题意可知,,,
所以,则向量对应的复数为﹣3+5i.
故答案为:﹣3+5i.
▉题型5 由复平面中的点确定复数
【知识点的认识】
1、复数的代数表示法
建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.在复平面内,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴,x轴的单位是1,y轴的单位是i,实轴与虚轴的交点叫做原点,且原点(0,0),对应复数0.即复数z=a+bi→复平面内的点z(a,b)→平面向量.
2、除了复数与复平面内的点和向量的一一对应关系外,还要注意:
(1)|z|=|z﹣0|=a(a>0)表示复数z对应的点到原点的距离为a;
(2)|z﹣z0|表示复数z对应的点与复数z0对应的点之间的距离.
【解题方法点拨】
﹣从点到复数:通过点的坐标(x,y),直接确定复数x+yi.
﹣几何解释:理解复数的几何意义并应用于实际问题中.
(多选)17.在复平面内,,对应的复数分别为,z2=cosθ+isinθ,且,则z2可能是(  )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解答】解:因为,z2=cosθ+isinθ,且,
所以,即cosθsinθ=0,即cosθsinθ,
又因为sin2θ+cos2θ=1,所以sinθ且cosθ或sinθ且cosθ,
所以z2i或z2i.
故选:AC.
▉题型6 共轭复数
【知识点的认识】
实部相等而虚部互为相反数的两个复数,叫做互为共轭复数.如2+3i与2﹣3i互为共轭复数,用数学语言来表示即:复数Z=a+bi的共轭复数a﹣bi.
【解题方法点拨】
共轭复数的常见公式有:
;;;
18.已知复数,则(  )
A.2+i B.﹣2+i C.﹣2﹣i D.1﹣2i
【答案】D
【解答】解:复数,则.
故选:D.
19.若复数,则复数z的共轭复数(  )
A.1+2i B.﹣1+2i C.﹣1﹣2i D.1﹣2i
【答案】A
【解答】解:复数1﹣2i,
故.
故选:A.
20.已知复数z满足(i为虚数单位,是z的共轭复数),则下列说法正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:因为i4=1,
所以由,得,
可得,故A正确,C错误;
,故BD错误.
故选:A.
21.已知复数z满足z+34+2i,则z的虚部为(  )
A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i
【答案】B
【解答】设z=a+bi,a,b∈R,
z+34+2i,
则a+bi+3(a﹣bi)=4a﹣2bi,即4a﹣2bi=4+2i,即,解得,
故z=1﹣i,则z的虚部为﹣1.
故选:B.
▉题型7 复数的模
【知识点的认识】
1.复数的概念:形如a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a,b分别是它的实部和虚部.若b=0,则a+bi为实数;若b≠0,则a+bi为虚数;若a=0,b≠0,则a+bi为纯虚数.
2、复数相等:a+bi=c+di a=c,b=d(a,b,c,d∈R).
3、共轭复数:a+bi与c+di共轭 a=c,b+d=0(a,b,c,d∈R).
4、复数的模:的长度叫做复数z=a+bi的模,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|.
22.已知z=1﹣3i,则(  )
A.2 B.3 C. D.
【答案】C
【解答】解:∵z=1﹣3i,
∴.
故选:C.
23.已知复数z=4+2i,则|z|=(  )
A. B. C. D.20
【答案】B
【解答】解:由z=4+2i,得|z|.
故选:B.
24.若复数z满足|z+i|+|z﹣i|=2,那么|z﹣1|的最大值是(  )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【解答】解:由复数z满足|z+i|+|z﹣i|=2,
可知复数z在复平面内对应点的轨迹为以A(0,﹣1)、B(0,1)为两端点的线段,
而|z﹣1|的几何意义为线段上的点到点(1,0)的距离,
则|z﹣1|的最大值是.
故选:B.第5章第1节 复数的概念及其几何意义
题型1 复数的实部与虚部 题型2 纯虚数
题型3 复数的相等 题型4 复数对应复平面中的点
题型5 由复平面中的点确定复数 题型6 共轭复数
题型7 复数的模
▉题型1 复数的实部与虚部
【知识点的认识】
i是数学中的虚数单位,i2=﹣1,所以i是﹣1的平方根.我们把a+bi的数叫做复数,把a=0且b≠0的数叫做纯虚数,a≠0,且b=0叫做实数.复数的模为.形如a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a,b分别是它的实部和虚部.
【解题方法点拨】
﹣分解复数:通过给定的复数表达式,提取实部和虚部.
﹣应用:在复数运算中,分开处理实部和虚部,简化计算过程.
1.已知复数z满足(1﹣i)z=(1+i)2,其中i为虚数单位,则的虚部为(  )
A.0 B.i C.﹣1 D.﹣i
2.若z(1+i)=2,则z虚部是(  )
A.﹣1 B.1 C.i D.﹣i
3.已知复数z=﹣2+i,则(  )
A.z的虚部为i B.|z|=5
C. D.
4.复数z=1+2i,则(i为虚数单位)的虚部为(  )
A. B. C.3 D.3i
5.已知复数,则z的虚部为(  )
A.1 B. C. D.
▉题型2 纯虚数
【知识点的认识】
形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,a,b分别叫做它的实部和虚部,当a=0,b≠0时,叫做纯虚数.
纯虚数也可以理解为非零实数与虚数单位i相乘得到的结果.
【解题方法点拨】
复数与复平面上的点是一一对饮的,这为形与数之间的相互转化提供了一条重要思路.要完整理解复数为纯虚数的等价条件,复数z=a+bi(a,b∈R)为纯虚数的充要条件是a=0,b≠0.
实数集和虚数集的并集是全体复数集.虚数中包含纯虚数,即由纯虚数构成的集合可以看成是虚数集的一个真子集.
6.复数z=m2﹣3m+(m2﹣9)i是纯虚数,则实数m的值为(  )
A.0 B.±3 C.3 D.0或3
7.若(x+3i)2是纯虚数(其中i为虚数单位),则实数x=(  )
A.3 B.±1 C.﹣1 D.±3
8.已知复数z=(1﹣i)(2+ai)(a∈R)为纯虚数,则a=    .
9.已知复数z=1+i是关于x的方程x2+ax+b=0(a,b∈R)的一个根,复数z1=a+bi.
(1)求|z1|;
(2)若复数z2=z1+(m﹣1)+(m﹣2)i(m∈R)为纯虚数,求.
▉题型3 复数的相等
【知识点的认识】
复数z1=a1+b1i和z2=a2+b2i相等,当且仅当它们的实部和虚部分别相等,即a1=a2和b1=b2.
【解题方法点拨】
﹣比较分量:通过比较两个复数的实部和虚部,判断它们是否相等.
﹣应用:在复数方程中使用复数相等的条件求解未知数.
10.已知复数z满足(i+3)z=2,则z=(  )
A. B. C. D.
11.已知i为虚数单位,,则(  )
A. B. C.2 D.﹣2
12.已知复数z1=m+(4﹣m2)i(m∈R),z2=2cosθ+(λ+3sinθ)i(λ,θ∈R),并且z1=z2,则λ的取值范围为(  )
A.﹣7≤λ B.λ≤7 C.﹣1≤λ<1 D.λ≤7
▉题型4 复数对应复平面中的点
【知识点的认识】
1、复数的代数表示法
建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.在复平面内,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴,x轴的单位是1,y轴的单位是i,实轴与虚轴的交点叫做原点,且原点(0,0),对应复数0.即复数z=a+bi→复平面内的点z(a,b)→平面向量.
2、除了复数与复平面内的点和向量的一一对应关系外,还要注意:
(1)|z|=|z﹣0|=a(a>0)表示复数z对应的点到原点的距离为a;
(2)|z﹣z0|表示复数z对应的点与复数z0对应的点之间的距离.
【解题方法点拨】
﹣点的表示:将复数a+bi作为复平面上的点(a,b)进行图示.
﹣几何运算:利用复平面上的点进行几何运算和分析.
13.复数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
14.已知i是虚数单位,在复平面内,复数z=i (3+i),则z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
15.当时,复数Z=m(3+i)﹣(2﹣i)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
16.在复平面内,复数2﹣3i、﹣1+2i对应的向量分别是、,其中O是坐标原点,则向量对应的复数为  .
▉题型5 由复平面中的点确定复数
【知识点的认识】
1、复数的代数表示法
建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面.在复平面内,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴,x轴的单位是1,y轴的单位是i,实轴与虚轴的交点叫做原点,且原点(0,0),对应复数0.即复数z=a+bi→复平面内的点z(a,b)→平面向量.
2、除了复数与复平面内的点和向量的一一对应关系外,还要注意:
(1)|z|=|z﹣0|=a(a>0)表示复数z对应的点到原点的距离为a;
(2)|z﹣z0|表示复数z对应的点与复数z0对应的点之间的距离.
【解题方法点拨】
﹣从点到复数:通过点的坐标(x,y),直接确定复数x+yi.
﹣几何解释:理解复数的几何意义并应用于实际问题中.
(多选)17.在复平面内,,对应的复数分别为,z2=cosθ+isinθ,且,则z2可能是(  )
A. B. C. D.
▉题型6 共轭复数
【知识点的认识】
实部相等而虚部互为相反数的两个复数,叫做互为共轭复数.如2+3i与2﹣3i互为共轭复数,用数学语言来表示即:复数Z=a+bi的共轭复数a﹣bi.
【解题方法点拨】
共轭复数的常见公式有:
;;;
18.已知复数,则(  )
A.2+i B.﹣2+i C.﹣2﹣i D.1﹣2i
19.若复数,则复数z的共轭复数(  )
A.1+2i B.﹣1+2i C.﹣1﹣2i D.1﹣2i
20.已知复数z满足(i为虚数单位,是z的共轭复数),则下列说法正确的是(  )
A. B. C. D.
21.已知复数z满足z+34+2i,则z的虚部为(  )
A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i
▉题型7 复数的模
【知识点的认识】
1.复数的概念:形如a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a,b分别是它的实部和虚部.若b=0,则a+bi为实数;若b≠0,则a+bi为虚数;若a=0,b≠0,则a+bi为纯虚数.
2、复数相等:a+bi=c+di a=c,b=d(a,b,c,d∈R).
3、共轭复数:a+bi与c+di共轭 a=c,b+d=0(a,b,c,d∈R).
4、复数的模:的长度叫做复数z=a+bi的模,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|.
22.已知z=1﹣3i,则(  )
A.2 B.3 C. D.
23.已知复数z=4+2i,则|z|=(  )
A. B. C. D.20
24.若复数z满足|z+i|+|z﹣i|=2,那么|z﹣1|的最大值是(  )
A.1 B. C.2 D.

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