【考綱要求】
1. 理解復數(shù)的基本概念.
2.理解復數(shù)相等的充要條件.
3.了解復數(shù)的代數(shù)表示法及其幾何意義.
4.會進行復數(shù)代數(shù)形式的四則運算.
5.了解復數(shù)代數(shù)形式的加、減運算的幾何意義
【命題趨勢】
復數(shù)的概念(如實部、虛部、純虛數(shù)、共軛復數(shù)、復數(shù)的模)及復數(shù)的四則運算(特別是除法運算)是高考考查的主要內容,復數(shù)的幾何意義常與解析幾何知識交匯命題.
【核心素養(yǎng)】
本講內容主要考查數(shù)學運算的核心素養(yǎng)。
【素養(yǎng)清單?基礎知識】
1.復數(shù)的有關概念
(1)復數(shù)的概念:
形如a+bi(a,b∈R)的數(shù)叫復數(shù),其中a,b分別是它的實部和虛部.若b=0,則a+bi為實數(shù);若b≠0,則a+bi為虛數(shù);若a=0且b≠0,則a+bi為純虛數(shù).
(2)復數(shù)相等:a+bi=c+di?a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
(3)共軛復數(shù):a+bi與c+di共軛?a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(4)復數(shù)的模:
向量eq \(OZ,\s\up7(―→))的模r叫做復數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的模,記作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=eq \r(a2+b2).
2.復數(shù)的幾何意義
(1)復數(shù)z=a+bi 復平面內的點Z(a,b)(a,b∈R).
(2)復數(shù)z=a+bi(a,b∈R) 平面向量eq \(OZ,\s\up7(―→)).
3.復數(shù)的運算
(1)復數(shù)的加、減、乘、除運算法則
設z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),則
①加法:z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
②減法:z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
③乘法:z1·z2=(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
④除法:eq \f(z1,z2)=eq \f(a+bi,c+di)=eq \f(?a+bi??c-di?,?c+di??c-di?)=eq \f(ac+bd,c2+d2)+eq \f(bc-ad,c2+d2)i(c+di≠0).
(2)復數(shù)加法的運算定律
設z1,z2,z3∈C,則復數(shù)加法滿足以下運算律:
①交換律:z1+z2=z2+z1;
②結合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
【素養(yǎng)清單?常用結論】
(1)(1±i)2=±2i,eq \f(1+i,1-i)=i,eq \f(1-i,1+i)=-i.
(2)-b+ai=i(a+bi).
(3)i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N*);i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N*).
(4)z·eq \x\t(z)=|z|2=|eq \x\t(z)|2,|z1·z2|=|z1|·|z2|,eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(z1,z2)))=eq \f(|z1|,|z2|),|zn|=|z|n.
【真題體驗】
1.【2019年高考全國Ⅰ卷理數(shù)】設復數(shù)z滿足,z在復平面內對應的點為(x,y),則( )
A.B.
C.D.
【分析】本題考點為復數(shù)的運算,為基礎題目,難度偏易.此題可采用幾何法,根據(jù)點(x,y)和點(0,1)之間的距離為1,可選正確答案為C.
【答案】C
【解析】由題可得則.故選C.
2.【2019年高考北京卷理數(shù)】已知復數(shù),則( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】由題,則,故選D.
3. 【2019年高考全國Ⅱ卷理數(shù)】設z=–3+2i,則在復平面內對應的點位于( )
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
【答案】C
【解析】由得則對應的點(-3,-2)位于第三象限.故選C.
4. 【2019年高考全國Ⅲ卷理數(shù)】若,則z=( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】.故選D.
【名師點睛】本題考查復數(shù)的除法的運算,滲透了數(shù)學運算素養(yǎng).采取運算法則法,利用方程思想解題.
5. 【2019年高考天津卷理數(shù)】是虛數(shù)單位,則的值為______________.
【分析】先化簡復數(shù),再利用復數(shù)模的定義求所給復數(shù)的模.
【答案】
【解析】.
6. 【2019年高考浙江卷】復數(shù)(為虛數(shù)單位),則=______________.
【分析】本題先計算,而后求其模.或直接利用模的性質計算. 容易題,注重基礎知識、運算求解能力的考查.
【答案】
【解析】由題可得
7. 【2019年高考江蘇卷】已知復數(shù)的實部為0,其中為虛數(shù)單位,則實數(shù)a的值是______________.
【分析】本題根據(jù)復數(shù)的乘法運算法則先求得,然后根據(jù)復數(shù)的概念,令實部為0即得a的值.
【答案】
【解析】,
令,解得.
【名師點睛】本題主要考查復數(shù)的運算法則,虛部的定義等知識,意在考查學生的轉化能力和計算求解能力.
【考法拓展?題型解碼】
考法一 復數(shù)的有關概念
歸納總結:緊扣定義解決復數(shù)概念、共軛復數(shù)問題
(1)求一個復數(shù)的實部與虛部,只需將已知的復數(shù)化為代數(shù)形式z=a+bi(a,b∈R),則該復數(shù)的實部為a,虛部為b.
(2)求一個復數(shù)的共軛復數(shù),只需將此復數(shù)整理成標準的代數(shù)形式,實部不變,虛部變?yōu)橄喾磾?shù),即得原復數(shù)的共軛復數(shù).
【例1】 (1)(2018·浙江卷)復數(shù)eq \f(2,1-i)(i為虛數(shù)單位)的共軛復數(shù)是( )
A.1+i B.1-i
C.-1+i D.-1-i
【答案】B
【解析】因為eq \f(2,1-i)=eq \f(2?1+i?,?1-i??1+i?)=1+i,所以其共軛復數(shù)為1-i.故選B.
(2)(2017·全國卷Ⅲ)設復數(shù)z滿足(1+i)z=2i,則|z|=( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(2),2)
C.eq \r(2) D.2
【答案】C
【解析】z=eq \f(2i,1+i)=eq \f(2i?1-i?,?1+i??1-i?)=i(1-i)=1+i,所以|z|=eq \r(2).故選C.
(3)(2017·全國卷Ⅰ)下列各式的運算結果為純虛數(shù)的是( )
A.i(1+i)2 B.i2(1-i)
C.(1+i)2 D.i(1+i)
【答案】C
【解析】(1+i)2=2i,2i是純虛數(shù).故選C.
(4)(2017·天津卷)已知a∈R,i為虛數(shù)單位,若eq \f(a-i,2+i)為實數(shù),則a的值為__________.
【答案】-2
【解析】因為eq \f(a-i,2+i)=eq \f(?a-i??2-i?,5)=eq \f(1,5)[2a-1-(2+a)i]為實數(shù),所以-(2+a)=0,所以a=-2.
考法二 復數(shù)的幾何意義
歸納總結
(1)復數(shù)z、復平面上的點Z及向量eq \(OZ,\s\up7(→))相互聯(lián)系,即z=a+bi(a,b∈R)?Z(a,b)?eq \(OZ,\s\up7(→))=(a,b).
(2)由于復數(shù)、點、向量之間建立了一一對應的關系,因此可把復數(shù)、向量與解析幾何聯(lián)系在一起,解題時可運用數(shù)形結合的方法,使問題的解決更加直觀.
【例2】 (1)(2018·北京卷)在復平面內,復數(shù)eq \f(1,1-i)的共軛復數(shù)對應的點位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【解析】eq \f(1,1-i)=eq \f(1+i,?1-i??1+i?)=eq \f(1,2)+eq \f(1,2)i,其共軛復數(shù)為eq \f(1,2)-eq \f(1,2)i,對應的點eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),-\f(1,2)))在第四象限
(2)(2017·北京卷)若復數(shù)(1-i)(a+i)在復平面內對應的點在第二象限,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,-1)
C.(1,+∞) D.(-1,+∞)
【答案】B
【解析】復數(shù)(1-i)(a+i)=a+1+(1-a)i,其在復平面內對應的點(a+1,1-a)在第二象限,故eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a+10,))解得am2-(m2-3m)i成立的實數(shù)m=__________.
【答案】3
【解析】 因為(m2-4m+3)i+10>m2-(m2-3m)i,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m2-4m+3=0,,m2-3m=0,,10>m2,))解得m=3.
【遞進題組】
1.若復數(shù)z滿足(1+2i)z=(1-i),則|z|=( )
A.eq \f(2,5) B.eq \f(3,5)
C.eq \f(\r(10),5) D.eq \r(10)
【答案】C
【解析】 z=eq \f(1-i,1+2i)=eq \f(-1-3i,5)?|z|=eq \f(\r(10),5).
2.已知復數(shù)z=1+i(i是虛數(shù)單位),則eq \f(2,z)-z2的共軛復數(shù)是( )
A.-1+3i B.1+3i
C.1-3i D.-1-3i
【答案】B
【解析】 eq \f(2,z)-z2=eq \f(2,1+i)-(1+i)2=eq \f(2?1-i?,?1+i??1-i?)-2i=1-i-2i=1-3i,其共軛復數(shù)是1+3i.故選B.
3.已知復數(shù)z滿足(2+i)z=1+i,則z在復平面內對應的點在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【解析】 z=eq \f(1+i,2+i)=eq \f(?1+i??2-i?,?2+i??2-i?)=eq \f(3,5)+eq \f(1,5)i,故復數(shù)z在復平面內對應的點位于第一象限.故選A.
4.設i是虛數(shù)單位,如果復數(shù)eq \f(a+i,2-i)的實部與虛部相等,那么實數(shù)a的值為( )
A.eq \f(1,3) B.-eq \f(1,3)
C.3 D.-3
【答案】C
【解析】 eq \f(a+i,2-i)=eq \f(2a-1+?a+2?i,5),由題意知2a-1=a+2,解得a=3.
5.設(1+i)x=1+yi,其中x,y是實數(shù),則|x+yi|=( )
A.1 B.eq \r(2)
C.eq \r(3) D.2
【答案】B
【解析】 因為x,y∈R,(1+i)x=1+yi,所以x+xi=1+yi,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=1,,y=1,))|x+yi|=|1+i|=eq \r(2).故選B.
【考卷送檢】
一、選擇題
1.(2018·全國卷Ⅱ)i(2+3i)=( )
A.3-2i B.3+2i
C.-3-2i D.-3+2i
【答案】D
【解析】 依題意得i(2+3i)=2i+3i2=-3+2i.故選D.
2.若復數(shù)z滿足方程z+2=zi(其中i為虛數(shù)單位),則復數(shù)z的共軛復數(shù)eq \x\t(z)等于( )
A.-1-i B.-1+i
C.1+i D.1-i
【答案】B
【解析】 因為z+2=zi,所以z(1-i)=-2,所以z=eq \f(-2,1-i)=eq \f(-2?1+i?,2)=-1-i,所以eq \x\t(z)=-1+i.故選B.
3.i是虛數(shù)單位,若eq \f(2+i,1+i)=a+bi(a,b∈R),則lg(a+b)的值是( )
A.-2 B.-1
C.0 D.eq \f(1,2)
【答案】C
【解析】 因為eq \f(?2+i??1-i?,?1+i??1-i?)=eq \f(3-i,2)=eq \f(3,2)-eq \f(1,2)i=a+bi,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=\f(3,2),,b=-\f(1,2),))所以lg(a+b)=lg 1=0.故選C.
4.已知復數(shù)z=(a2-1)+(a-1)i(a∈R)是純虛數(shù),則a=( )
A.0 B.1
C.-1 D.±1
【答案】C
【解析】 易得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2-1=0,,a-1≠0,))解得a=-1.
5.滿足eq \f(z+i,z)=i(i為虛數(shù)單位)的復數(shù)z=( )
A.eq \f(1,2)+eq \f(1,2)i B.eq \f(1,2)-eq \f(1,2)i
C.-eq \f(1,2)+eq \f(1,2)i D.-eq \f(1,2)-eq \f(1,2)i
【答案】B
【解析】 易得z+i=zi,所以(1-i)z=-i,解得z=eq \f(-i,1-i)=eq \f(1,2)-eq \f(1,2)i.故選B.
6.已知復數(shù)z=1+ai(a∈R)(i是虛數(shù)單位),eq \f(\x\t(z),z)=-eq \f(3,5)+eq \f(4,5)i,則a=( )
A.2 B.-2
C.±2 D.-eq \f(1,2)
【答案】B
【解析】 由題意可得eq \f(1-ai,1+ai)=-eq \f(3,5)+eq \f(4,5)i,即eq \f(?1-ai?2,1+a2)=eq \f(1-a2-2ai,1+a2)=-eq \f(3,5)+eq \f(4,5)i,所以eq \f(1-a2,1+a2)=-eq \f(3,5),eq \f(-2a,1+a2)=eq \f(4,5),所以a=-2.故選B.
二、填空題
7.若復數(shù)z=1+2i,其中i是虛數(shù)單位,則eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(z+\f(1,\x\t(z))))·eq \x\t(z)=________.
【答案】 6
【解析】 因為z=1+2i,所以eq \x\t(z)=1-2i.所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(z+\f(1,\x\t(z))))·eq \x\t(z)=z·eq \x\t(z)+1=5+1=6.
8.(2017·浙江卷)已知a,b∈R,(a+bi)2=3+4i(i是虛數(shù)單位),則a2+b2=________,ab=________.
【答案】 5 2
【解析】 因為(a+bi)2=a2-b2+2abi=3+4i,所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a2-b2=3,,2ab=4,))所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=2,,b=1))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-2,,b=-1,))所以a2+b2=5,ab=2.
9.若復數(shù)z滿足(1+2i)z=|3+4i|(i為虛數(shù)單位),則復數(shù)z=________.
【答案】 1-2i
【解析】 因為(1+2i)z=|3+4i|=5,
所以z=eq \f(5,1+2i)=eq \f(5?1-2i?,?1+2i??1-2i?)=1-2i.
三、解答題
10.計算:(1)eq \f(?-1+i??2+i?,i3);
(2)eq \f(?1+2i?2+3?1-i?,2+i);
(3)eq \f(1-i,?1+i?2)+eq \f(1+i,?1-i?2);
(4)eq \f(1-\r(3)i,?\r(3)+i?2).
【答案】見解析
【解析】 (1)eq \f(?-1+i??2+i?,i3)=eq \f(-3+i,-i)=eq \f(?-3+i?i,-i·i)=-1-3i.
(2)eq \f(?1+2i?2+3?1-i?,2+i)=eq \f(-3+4i+3-3i,2+i)=eq \f(i,2+i)
=eq \f(i?2-i?,5)=eq \f(1,5)+eq \f(2,5)i.
(3)eq \f(1-i,?1+i?2)+eq \f(1+i,?1-i?2)=eq \f(1-i,2i)+eq \f(1+i,-2i)=eq \f(1+i,-2)+eq \f(-1+i,2)=-1.
(4)eq \f(1-\r(3)i,?\r(3)+i?2)=eq \f(?\r(3)+i??-i?,?\r(3)+i?2)=eq \f(-i,\r(3)+i)=eq \f(-i?\r(3)-i?,?\r(3)+i??\r(3)-i?)
=eq \f(-1-\r(3)i,4)=-eq \f(1,4)-eq \f(\r(3),4)i.
11.如圖所示,平行四邊形OABC,頂點O,A,C分別表示復數(shù)0,3+2i,-2+4i,試求:
(1)eq \(AO,\s\up7(→)),eq \(BC,\s\up7(→))所表示的復數(shù);
(2)對角線eq \(CA,\s\up7(→))所表示的復數(shù);
(3)B點對應的復數(shù).
【答案】見解析
【解析】 (1)eq \(AO,\s\up7(→))=-eq \(OA,\s\up7(→)),所以eq \(AO,\s\up7(→))所表示的復數(shù)為-3-2i.因為eq \(BC,\s\up7(→))=eq \(AO,\s\up7(→)),所以eq \(BC,\s\up7(→))所表示的復數(shù)為-3-2i.
(2)eq \(CA,\s\up7(→))=eq \(OA,\s\up7(→))-eq \(OC,\s\up7(→)),所以eq \(CA,\s\up7(→))所表示的復數(shù)為(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.
(3)eq \(OB,\s\up7(→))=eq \(OA,\s\up7(→))+eq \(OC,\s\up7(→)),所以eq \(OB,\s\up7(→))所表示的復數(shù)為(3+2i)+(-2+4i)=1+6i,即B點對應的復數(shù)為1+6i.
12.若虛數(shù)z同時滿足下列兩個條件:
①z+eq \f(5,z)是實數(shù);
②z+3的實部與虛部互為相反數(shù).
這樣的虛數(shù)是否存在?若存在,求出z;若不存在,請說明理由.
【答案】見解析
【解析】 這樣的虛數(shù)存在,z=-1-2i或z=-2-i.設z=a+bi(a,b∈R且b≠0),z+eq \f(5,z)=a+bi+eq \f(5,a+bi)=a+bi+eq \f(5?a-bi?,a2+b2)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(a+\f(5a,a2+b2)))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(b-\f(5b,a2+b2)))i.因為z+eq \f(5,z)是實數(shù),所以b-eq \f(5b,a2+b2)=0.又因為b≠0,所以a2+b2=5.①
又z+3=(a+3)+bi的實部與虛部互為相反數(shù),所以a+3+b=0.②
由①②得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a+b+3=0,,a2+b2=5,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-1,,b=-2))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-2,,b=-1,))故存在虛數(shù)z=-1-2i
或z=-2-i.
13.(2019·巴蜀中學檢測)歐拉公式eix=cs x+isin x(i為虛數(shù)單位)是由瑞士著名數(shù)學家歐拉發(fā)明的,將指數(shù)函數(shù)的定義域擴大到復數(shù),建立了三角函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的關系,在復變函數(shù)論里占有非常重要的地位,被譽為“數(shù)學中的天橋”,根據(jù)歐拉公式可知,e2i表示的復數(shù)在復平面中位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【解析】 由新定義可知e2i=cs 2+isin 2,而2弧度為第二象限的角,所以cs 2<0,sin 2>0,對應點(cs 2,sin 2)在第二象限.
一個復數(shù)為純虛數(shù),不僅要求實部為0,還需要求虛部不為0.
復數(shù)z=a+bi?a,b∈R?的對應點的坐標為?a,b?,而不是?a,bi?.

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