教學(xué)基本信息
課題
7.2.1復(fù)數(shù)的加、減運(yùn)算及其幾何意義
學(xué)科
數(shù)學(xué)
學(xué)段: 高中
年級(jí)
高一
教材
書名:普通高中教科書《數(shù)學(xué)》必修第二冊(cè)
出版社: 人民教育出版社 出版日期:2019 年6 月
教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能目標(biāo):理解并掌握實(shí)數(shù)進(jìn)行四則運(yùn)算的規(guī)律,了解復(fù)數(shù)加減法運(yùn)算的幾何意義。
2、過(guò)程與方法目標(biāo):在問(wèn)題探究過(guò)程中,體會(huì)和學(xué)習(xí)類比,數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想方法,感悟運(yùn)算形成的基本過(guò)程。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):通過(guò)探究學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生觀察、理解、推理論證的能力。在掌握知識(shí)的同時(shí),形成良好的思維品質(zhì)和鍥而不舍的鉆研精神.
教學(xué)重點(diǎn):理解和掌握復(fù)數(shù)加減運(yùn)算的兩種運(yùn)算形式及加法運(yùn)算律,準(zhǔn)確進(jìn)行加減運(yùn)算,初步運(yùn)用加減法的幾何意義解決簡(jiǎn)單問(wèn)題。
教學(xué)難點(diǎn):復(fù)數(shù)加減法的幾何意義及其應(yīng)用
教學(xué)方法:探究法
教學(xué)過(guò)程(表格描述)
教學(xué)環(huán)節(jié)
主要教學(xué)活動(dòng)
設(shè)置意圖
復(fù)習(xí)回顧
教師:復(fù)數(shù)產(chǎn)生的背景:為了解決方程在實(shí)數(shù)范圍無(wú)解的問(wèn)題,引入了虛數(shù)單位;引入虛數(shù)單位后,方程無(wú)解的問(wèn)題得意解決,而數(shù)集也隨之?dāng)U大,實(shí)數(shù)集擴(kuò)大到復(fù)數(shù)集。
復(fù)習(xí)
1.什么是復(fù)數(shù)?對(duì)于形如的數(shù)叫做復(fù)數(shù)。其中叫做虛數(shù)單位,a叫做復(fù)數(shù)的實(shí)部,b叫做復(fù)數(shù)的虛部,
2.兩個(gè)復(fù)數(shù)相等的條件是什么?
當(dāng)且僅當(dāng)
3.復(fù)數(shù)幾何意義
4.復(fù)數(shù)的模:,從幾何上來(lái)看復(fù)數(shù)的模表示點(diǎn)到原點(diǎn)的距離。
通過(guò)復(fù)習(xí)回顧復(fù)數(shù)概念、幾何意義等相關(guān)知識(shí),使學(xué)生對(duì)這一知識(shí)結(jié)構(gòu)有個(gè)清醒的初步認(rèn)知,逐漸過(guò)渡到對(duì)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加減運(yùn)算及其幾何意義的學(xué)習(xí)情境,為探究本節(jié)課的新知識(shí)作鋪墊.
新課
探究
師:我們知道實(shí)數(shù)有加、減、乘、除等運(yùn)算,且有運(yùn)算律:
加法:
乘法:

那么,復(fù)數(shù)是否也具有這些運(yùn)算及其運(yùn)算律呢?
探究一:復(fù)數(shù)的加法
復(fù)數(shù)的加法法則
我們規(guī)定,復(fù)數(shù)的加法法則如下:
設(shè),()是任意兩個(gè)復(fù)數(shù),那么:
提出問(wèn)題:
()兩個(gè)復(fù)數(shù)的和是個(gè)什么數(shù),它的值唯一確定嗎?
()當(dāng)時(shí),與實(shí)數(shù)加法法則一致嗎?
()它的實(shí)質(zhì)是什么?類似于實(shí)數(shù)的哪種運(yùn)算方法?
學(xué)生明確:
()兩個(gè)復(fù)數(shù)的和仍然是個(gè)復(fù)數(shù),且是一個(gè)確定的復(fù)數(shù),它可以推廣到多個(gè)復(fù)數(shù)相加;
()當(dāng)時(shí), 復(fù)數(shù)的加法與實(shí)數(shù)加法法則一致;
()實(shí)質(zhì)是實(shí)部與實(shí)部相加,虛部與虛部相加,類似于實(shí)數(shù)運(yùn)算中的合并同類項(xiàng).
師:實(shí)數(shù)的加法有交換律、結(jié)合律,復(fù)數(shù)的加法滿足這些運(yùn)算律嗎?
對(duì)任意的,有
(交換律),
(結(jié)合律).
證明:設(shè),()



∴.
同理可證
因此復(fù)數(shù)的加法滿足交換律、結(jié)合律,即
對(duì)任意的,有
(交換律),
(結(jié)合律).
師:我們規(guī)定了復(fù)數(shù)的加法法則,復(fù)數(shù)的減法法則又該如何呢?
類比復(fù)數(shù)的加法法則,你能試著推導(dǎo)復(fù)數(shù)減法法則嗎?
復(fù)數(shù)的減法法則。
探究二:復(fù)數(shù)的減法
類比實(shí)數(shù)減法的意義,我們規(guī)定,復(fù)數(shù)的減法是加法的逆運(yùn)算,即把滿足

的復(fù)數(shù)叫做復(fù)數(shù)減去復(fù)數(shù)的差,記作.
根據(jù)復(fù)數(shù)相等的定義,有
,
因此 ,
所以 ,
即 .
兩個(gè)復(fù)數(shù)的差是一個(gè)確定的復(fù)數(shù). 這就是復(fù)數(shù)的減法法則,
因此復(fù)數(shù)的減法法則為:
設(shè),則
提醒:我們?cè)谕茖?dǎo)兩個(gè)復(fù)數(shù)減法的運(yùn)算法則時(shí),應(yīng)用了待定系數(shù)法,即,這種方法也是確定未知復(fù)數(shù)實(shí)部與虛部經(jīng)常用的一種方法.
歸納總結(jié):
(1)兩個(gè)復(fù)數(shù)的和與差仍然是個(gè)復(fù)數(shù),且是一個(gè)確定的復(fù)數(shù)。
(2)兩個(gè)復(fù)數(shù)的和與差實(shí)質(zhì)是實(shí)部與實(shí)部相加減作為實(shí)部, 虛部與虛部相加減作為虛部,類似于實(shí)數(shù)運(yùn)算中的合并同類項(xiàng);
(3)復(fù)數(shù)的加、減法與實(shí)數(shù)加、減法法則一致,且加法滿足實(shí)數(shù)的運(yùn)算率。
我們知道,復(fù)數(shù)與復(fù)平面內(nèi)以原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量有一一對(duì)
應(yīng)的關(guān)系。而我們討論過(guò)向量加法的幾何意義,你能由此
出發(fā)討論復(fù)數(shù)加法的幾何意義嗎?
設(shè)及分別與復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng),
則,由平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算法則,


這說(shuō)明兩個(gè)向量與的和就是與復(fù)數(shù)
對(duì)應(yīng)的向量。
由圖可以看出,以與為鄰邊的平行四邊形,
其對(duì)角線所表示的向量就是復(fù)數(shù)。
因此復(fù)數(shù)的加法與向量的加法相對(duì)應(yīng),復(fù)數(shù)加法可以按照向量的
加法來(lái)進(jìn)行(如圖),這就是復(fù)數(shù)加法的幾何意義.
師:類比復(fù)數(shù)加法的幾何意義,你能得出復(fù)數(shù)減法的幾何意義嗎?
y
O
x
探究四:復(fù)數(shù)減法運(yùn)算的幾何意義:
設(shè)及分別與復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng),
則,,
=-=
這說(shuō)明兩個(gè)向量于的差向量 就是與復(fù)數(shù)
對(duì)應(yīng)的向量。因此復(fù)數(shù)的減法與向量的減法
相對(duì)應(yīng),復(fù)數(shù)減法可以按照向量的減法來(lái)進(jìn)行(如圖), 這
就是復(fù)數(shù)減法的幾何意義.
說(shuō)明:的幾何意義就是復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)復(fù)平面上兩點(diǎn)間的距離。
在復(fù)平面上,這個(gè)結(jié)論你能證明嗎?
加深對(duì)復(fù)數(shù)加法法則的理解,且與實(shí)數(shù)類比,了解規(guī)定的合理性:將實(shí)數(shù)的運(yùn)算通性、通法擴(kuò)充到復(fù)數(shù),有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
提高學(xué)生的建構(gòu)能力及主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,探究問(wèn)題的能力.
復(fù)數(shù)的減法運(yùn)算法則是通過(guò)轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算而得到的,滲透了轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法,是學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)思想的素材.考查學(xué)生的類比思想,提高學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,探究問(wèn)題的能力.
加深對(duì)復(fù)數(shù)加(減)法法則的理解,從不同的角度總結(jié),既學(xué)到知識(shí),又學(xué)到了數(shù)學(xué)方法,使知識(shí)更加系統(tǒng)化,學(xué)生的思維將上升到一個(gè)更高的層面,為準(zhǔn)確地運(yùn)用新知,作必要的鋪墊.培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括能力,
通過(guò)向量的知識(shí),讓學(xué)生體會(huì)從數(shù)形結(jié)合的角度來(lái)認(rèn)識(shí)復(fù)數(shù)的加減法法則,訓(xùn)練學(xué)生的形象思維能力,加深復(fù)數(shù)幾何意義的理解,也培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)形結(jié)合思想.
復(fù)數(shù)的減法運(yùn)算法則是通過(guò)轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算而得到的,滲透了轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法.
例題
例1.(1)已知復(fù)數(shù),試求它們的和

(2)計(jì)算:;
(詳解見(jiàn)PPT)
變式訓(xùn)練
(1)若,求復(fù)數(shù);
(2)已知復(fù)數(shù)
;
(3)已知復(fù)數(shù)滿足,求復(fù)數(shù).
(詳解見(jiàn)PPT)
例2 根據(jù)復(fù)數(shù)及其運(yùn)算的幾何意義,求復(fù)平面內(nèi)的兩點(diǎn)之間的距離。
(詳解見(jiàn)PPT)
例3 已知復(fù)平面內(nèi)一平行四邊形AOBC的點(diǎn)A、O、B對(duì)應(yīng)復(fù)
數(shù)是 -3+2i ,0 , 2+i,求:
① 點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù); ② 向量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù);
③ A,B兩點(diǎn)間的距離。
(詳解見(jiàn)PPT)
在鞏固復(fù)數(shù)加、減運(yùn)算。
變式(1)意在鞏固減法是加法的逆運(yùn)算;(2)(3)在滲透待定系數(shù)法,把復(fù)數(shù)問(wèn)題實(shí)數(shù)化。 三個(gè)變式既復(fù)習(xí)了概念,又鍛煉了學(xué)生的計(jì)算能力和解決問(wèn)題的能力
例2利用復(fù)數(shù)及其幾何意義研究復(fù)平面內(nèi)兩點(diǎn)的距離問(wèn)題,將復(fù)平面內(nèi)兩點(diǎn)之間的距離轉(zhuǎn)化為,使得幾何問(wèn)題代數(shù)化。
例3鞏固復(fù)數(shù)的幾何意義,加深對(duì)幾何意義的理解。
總結(jié)
(1)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加法、減法的運(yùn)算法則。
復(fù)數(shù)的加(減)法實(shí)質(zhì)是:復(fù)數(shù)的實(shí)部與實(shí)部、虛部與虛部分別相加減;
(2)復(fù)數(shù)加法減法的幾何意義.
復(fù)數(shù)的加法可以按照向量的加法(平行四邊形法則)來(lái)進(jìn)行,復(fù)數(shù)的減法可以按照向量的減法(三角形法則)來(lái)進(jìn)行。
通過(guò)課堂小結(jié),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加法、減法的運(yùn)算法則及幾何意義的理解, 引導(dǎo)學(xué)生自我反饋、自我總結(jié),并對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行提煉升華,使知識(shí)系統(tǒng)化.讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)內(nèi)化知識(shí)的方法與經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成.
作業(yè)
1.計(jì)算
2.向量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)是,分別作出下列運(yùn)算的結(jié)果對(duì)應(yīng)的向量;
3.四邊形ABCD是復(fù)平面內(nèi)的
平行四邊形,A,B,C三點(diǎn)
對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)分別是1+3i ,-i ,
2+i,求點(diǎn)D對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù).

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7.2 復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算

版本: 人教A版 (2019)

年級(jí): 必修 第二冊(cè)

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