7.1.2 复数的几何意义(原卷版+解析版)高中数学 人教版(2019)必修第二册

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7.1.2 复数的几何意义(原卷版+解析版)高中数学 人教版(2019)必修第二册

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7.1.2 复数的几何意义
(1—9小题,每小题5分,共45分)
1.在复平面内,若向量与对应的复数分别是3+2i与-1+4i,则向量对应的复数为(  )
A.-1 B.4-2i
C.-4+2i D.-3
2.设复数z在复平面内对应的点为(0,a),若|z|=2,则a=(  )
A.2i B.i
C.±2 D.±
3.在复平面内,复数z=2sin θ+icos θ(θ∈R)对应的点在第四象限,则角θ是(  )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
4.在复平面内,复数z对应的点的坐标是(-1,),则z的共轭复数=(  )
A.1+i B.1-i
C.-1+i D.-1-i
5.(多选)在复平面内,复数z1=1-ai(a∈R)对应的点Z1满足||=,点Z与Z1关于实轴对称.则点Z对应的复数z=(  )
A.1-i B.1+i
C.1-i D.1+i
6.(多选)设复数z满足z=-1-2i,i为虚数单位,则下列命题正确的是(  )
A.|z|=
B.复数z在复平面内对应的点在第四象限
C.z的共轭复数为-1+2i
D.复数z在复平面内对应的点在直线y=-2x上
7.复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,若z1=3-2i,i为虚数单位,则z2=    .
8.(双空题)若复数z=(m2-9)+(m2+2m-3)i是纯虚数,其中m∈R,则|z|=    ,=    .
9.已知复数z在复平面内对应的点在第二象限,它的模为3,实部是-,则=    .
10.(13分)当实数m满足什么条件时,复数z=(2m2-3m-2)+(m2-m)i在复平面内对应的点Z:
(1)位于第二象限?
(2)位于第一象限或第三象限?
(11—13小题,每小题5分,共15分)
11.已知复数z满足|z|2-2|z|-3=0,则复数z对应的点的集合是(  )
A.1个圆 B.线段
C.2个点 D.2个圆
12.(多选)已知复数z=cos α+(sin α)i(α∈R,i为虚数单位),则下列说法正确的有(  )
A.当α=-时,复平面内表示复数z的点位于第二象限
B.当α=时,z为纯虚数
C.|z|的最大值为
D.z的共轭复数为 =-cos α+(sin α)i
13.已知复数z在复平面内对应的点在射线y=2x(x>0)上,且|z|=,则z的虚部为    .
14.(15分)设z∈C,在复平面内z对应的点为Z,满足下列条件的点Z的集合是什么图形?
(1)|z|=;
(2)2<|z|≤3.
15.(5分)(多选)已知z1,z2是复数,则以下结论正确的是(  )
A.若z1=,则z2=
B.若|z1|+|z2|=0,则z1=0,且z2=0
C.若|z1|=|z2|,则向量和重合
D.若|z1|=|z2|,则||=||
16.(17分)已知x为实数,复数z=x-2+(x+2)i.
(1)当x为何值时,复数z的模最小?
(2)当复数z的模最小时,复数z在复平面内对应的点Z在一次函数y=-mx+n的图象上,其中mn>0,求+的最小值及取得最小值时m,n的值.
7.1.2 复数的几何意义
(1—9小题,每小题5分,共45分)
1.在复平面内,若向量与对应的复数分别是3+2i与-1+4i,则向量对应的复数为(  )
A.-1 B.4-2i
C.-4+2i D.-3
答案:B
解析:由题意得=(3,2),=(-1,4),所以=-=(4,-2),则向量对应的复数为4-2i.故选B.
2.设复数z在复平面内对应的点为(0,a),若|z|=2,则a=(  )
A.2i B.i
C.±2 D.±
答案:C
解析:因为复数z在复平面内对应的点为(0,a),所以z=ai.因为|z|=2,所以=2,解得a=±2.故选C.
3.在复平面内,复数z=2sin θ+icos θ(θ∈R)对应的点在第四象限,则角θ是(  )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
答案:B
解析:由题意得因此角θ是第二象限角.故选B.
4.在复平面内,复数z对应的点的坐标是(-1,),则z的共轭复数=(  )
A.1+i B.1-i
C.-1+i D.-1-i
答案:D
解析:根据复数的几何意义,得z=-1+i,由共轭复数的定义可知,=-1-i.故选D.
5.(多选)在复平面内,复数z1=1-ai(a∈R)对应的点Z1满足||=,点Z与Z1关于实轴对称.则点Z对应的复数z=(  )
A.1-i B.1+i
C.1-i D.1+i
答案:CD
解析:由于复数z1=1-ai(a∈R)对应的点Z1满足||=,所以||==,所以a=±1,Z1(1,1)或Z1(1,-1).又点Z与Z1关于实轴对称,所以点Z(1,-1)或Z(1,1),所以复数z为1-i或1+i.故选CD.
6.(多选)设复数z满足z=-1-2i,i为虚数单位,则下列命题正确的是(  )
A.|z|=
B.复数z在复平面内对应的点在第四象限
C.z的共轭复数为-1+2i
D.复数z在复平面内对应的点在直线y=-2x上
答案:AC
解析:|z|==,故A正确;复数z在复平面内对应的点的坐标为(-1,-2),在第三象限,故B不正确;z的共轭复数为-1+2i,故C正确;复数z在复平面内对应的点(-1,-2)不在直线y=-2x上,故D不正确.故选AC.
7.复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,若z1=3-2i,i为虚数单位,则z2=    .
答案:-3-2i
解析:z1=3-2i在复平面内对应的点的坐标为(3,-2),因为复数z1,z2在复平面内对应的点关于虚轴对称,所以z2在复平面内对应的点的坐标为(-3,-2),故z2=-3-2i.
8.(双空题)若复数z=(m2-9)+(m2+2m-3)i是纯虚数,其中m∈R,则|z|=    ,=    .
答案:12 -12i
解析:依题意可得解得m=3,故z=12i,所以|z|=12,=-12i.
9.已知复数z在复平面内对应的点在第二象限,它的模为3,实部是-,则=    .
答案:--2i
解析:依题意,设z=-+yi,y>0,于是得|z|= =3,解得y=2,所以=--yi=--2i.
10.(13分)当实数m满足什么条件时,复数z=(2m2-3m-2)+(m2-m)i在复平面内对应的点Z:
(1)位于第二象限?
(2)位于第一象限或第三象限?
解:复数z=(2m2-3m-2)+(m2-m)i在复平面内对应的点Z的坐标为(2m2-3m-2,m2-m).
(1)若点Z位于复平面的第二象限,则解得-<m<0或1<m<2.
所以实数m的取值范围为∪(1,2).
(2)若点Z位于复平面的第一象限或第三象限,则解得m<-或0<m<1或m>2.
所以实数m的取值范围为∪(0,1)∪(2,+∞).
(11—13小题,每小题5分,共15分)
11.已知复数z满足|z|2-2|z|-3=0,则复数z对应的点的集合是(  )
A.1个圆 B.线段
C.2个点 D.2个圆
答案:A
解析:由题意知(|z|-3)(|z|+1)=0,即|z|=3或|z|=-1.因为|z|≥0,所以|z|=3,所以复数z对应的点的集合是以坐标原点为圆心,3为半径的圆.故选A.
12.(多选)已知复数z=cos α+(sin α)i(α∈R,i为虚数单位),则下列说法正确的有(  )
A.当α=-时,复平面内表示复数z的点位于第二象限
B.当α=时,z为纯虚数
C.|z|的最大值为
D.z的共轭复数为 =-cos α+(sin α)i
答案:BC
解析:对于A,当α=-时,z=cos +i=-i,复平面内表示复数z的点位于第四象限,故A错误;对于B,当α=时,z=cos +i=i,为纯虚数,故B正确;对于C,|z|==,最大值为,故C正确;对于D,z的共轭复数为=cos α-(sin α)i,故D错误.故选BC.
13.已知复数z在复平面内对应的点在射线y=2x(x>0)上,且|z|=,则z的虚部为    .
答案:2
解析:依题意可设复数z=a+2ai(a>0),则|z|=,得=,解得a=1(a=-1舍去),所以z=1+2i,虚部为2.
14.(15分)设z∈C,在复平面内z对应的点为Z,满足下列条件的点Z的集合是什么图形?
(1)|z|=;
(2)2<|z|≤3.
解:(1)因为|z|=,即||=,所以满足|z|=的点Z的集合是以原点O为圆心,为半径的圆,如图①.
(2)不等式2<|z|≤3可化为不等式组
不等式|z|>2的解集是圆|z|=2外部所有的点组成的集合,不等式|z|≤3的解集是圆|z|=3内部及圆上所有的点组成的集合,
这两个集合的交集就是上述不等式组的解集,故满足条件2<|z|≤3的点Z的集合是以原点O为圆心,2和3为半径的两个圆所夹的圆环,包括圆环的外边界但不包括圆环的内边界,如图②的阴影部分.
15.(5分)(多选)已知z1,z2是复数,则以下结论正确的是(  )
A.若z1=,则z2=
B.若|z1|+|z2|=0,则z1=0,且z2=0
C.若|z1|=|z2|,则向量和重合
D.若|z1|=|z2|,则||=||
答案:ABD
解析:对于A,设z1=a+bi,则=a-bi,=a+bi,z2=a-bi,故z2=;对于B,|z1|+|z2|=0,说明|z1|=|z2|=0,即z1=z2=0;对于C,|z1|=|z2|,说明||=||,但方向不一定相同;对于D,由|z1|=|z2|,易知||=||.故选ABD.
16.(17分)已知x为实数,复数z=x-2+(x+2)i.
(1)当x为何值时,复数z的模最小?
(2)当复数z的模最小时,复数z在复平面内对应的点Z在一次函数y=-mx+n的图象上,其中mn>0,求+的最小值及取得最小值时m,n的值.
解:(1)由题意得|z|==≥2,显然当x=0时,复数z的模最小,最小值为2.
(2)由(1)知当x=0时,复数z的模最小,则Z(-2,2).
因为点Z在一次函数y=-mx+n的图象上,所以2m+n=2.
又mn>0,所以m>0,n>0.
所以+=(+)(m+)=++≥+,当且仅当=,即当m=2-,n=2-2时等号成立.
故++,此时m=2-,n=2-2.

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