高中数学一轮复习 第5讲 复数的概念及运算

高中数学一轮复习 第5讲 复数的概念及运算
高中数学一轮复习 第5讲 复数的概念及运算

随堂演练巩固

1.若复数11z =+i 23z ,=-i,则12z z ?等于( ) A.4+2i B.2+i C.2+2i

D.3+i

【答案】 A

【解析】 ∵11z =+i 23z ,=-i,

∴12(1z z ?=+i)(3-i)=3-i+3i-i 242=+i.故选A.

2.已知2i i

a b +=+i (a b ,∈R ),其中i 为虚数单位,则a +b 等于( )

A.-1

B.1

C.2

D.3

【答案】 B

【解析】 ∵2i i

a b +=+i,∴a +2i=b i+i 2.∴a +2i=-1+b i.

由复数相等知a =-1,b =2,∴a +b =1,选B.

3.若a b ,∈R ,i 为虚数单位,且(a +i)i=b +i,则( ) A.a =1,b =1 B.a =-1,b =1 C.a =1,b =-1 D.a =-1,b =-1 【答案】 C

【解析】 由(a +i)i=b +i,得a i-1=b +i,所以a =1,b =-1. 4.复数i 212i -+等于( )

A.i

B.-i

C.345

5

--i

D.3455

-+i

【答案】 A

【解析】 ∵(i 2)(12i)5i

i 212i (12i)(12i)5

---=

==++-i,∴i 212i -=+i. 5.已知复数i i

a --i 对应的点在复平面坐标系的第二、四象限的角平分线上,则实数a = .

【答案】 -2

【解析】 i i

a --i=-1-(a +1)i.由题意知a +1=-1,

∴a =-2.

课后作业夯基 基础巩固

1.i 是虚数单位,复数3i 1i

+-等于( )

A.1+2i

B.2+4i

C.-1-2i

D.2-i

【答案】 A 【解析】 (3i)(1i)3i 33i i 1

121i

(1i)(1i)2

+++++-=

==+--+i.

2.如果2

(m +i)(1+m i)是实数,则实数m 等于( ) A.1

B.-1

2

D.2-

【答案】 B

【解析】 方法一:2(m +i)(1+m i 2

3

)m m =+i+i+m i 22

m =-m +3

(1)m +i.

∵2

(m +i)(1+m i)为实数,∴3

10m +=.∴m =-1. 方法二:代入验证法.将m =-1代入检验,可知.

方法三:若2(m +i)(1+m i)为实数,则2

(m +i)(1+m i)=2

(m -i)(1-m i),求解可知.

3.在复平面内,复数1i i

+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 【解析】 i(1i)1i i 1

1i

i i 1

++-=

==-?-i,对应的点为(1,-1),故选D. 4.复数5i 12i

-等于( )

A.2-i

B.1-2i

C.-2+i

D.-1+2i

【答案】 C 【解析】 5i(12i)

5i

105i 212i

(12i)(12i)5

+-+=

==-+--+i.

5.已知复数z z =是z 的共轭复数,则zz 等于( ) A.14

B.12

C.1

D.2

【答案】 A

【解析】 方法一:∵z ==

∴z =

.

∴3114124

zz +=

==+.

方法二:∵z ==

∴|z |2142

=

==.∴zz =|z |214=.

6.i 是虚数单位,若17i 2i

a b +=+-i (a b ,∈R ),则ab 的值是( )

A.-15

B.-3

C.3

D.15

【答案】 B 【解析】 ∵(17i)(2i)

17i 132i

5

+++=

=-+-i,

∴a =-1,b =3,ab =-3.

7. i 为虚数单位357

1111i

i i i

,+++等于 ( ) A.0

B.2i

C.-2i

D.4i

【答案】 A

【解析】 357

244

211111111i

i

i i i

i i i i

i i i

+++=+++????

1111i i i i

=-+- =0.

8.已知0

A.(1,5)

B.(1,3)

C.(15),

D.(13),

【答案】 C

【解析】 |z |21a =+,∵0

9.设复数z 满足z (2-3i)=6+4i(i 为虚数单位),则z 的模为 . 【答案】 2

【解析】 z (2-3i)=6+4i,∴(64i)(23i)

64i 23i

(23i)(23i)

z +++==--+

2

1218i 8i 12i 213

+++==i.

故|z |22022=+=.

10.复数z =x +y i (x y ,∈R )满足|z -1|=x ,则复数z 对应的点Z(x ,y )的轨迹方程为 . 【答案】 2

21(0)y x x =-≥

【解析】 由|z -1|=x ,得|(x -1)+y i|=x ,

所以2

2

2

(1)(0)x y x x -+=≥,整理,得2

21(0)y x x =-≥.

11.(2011上海春招,14)为求解方程5

10x -=的虚根,可以把原方程变形为

432(1)(1)0x x x x x -++++=,再变形为22(1)(1)(1)0x x ax x bx -++++=,由此可得原

方程的一个虚根为 . 【答案】

151025i 151025i

44

--±--+±+,中的一个

【解析】 由题意可知,

22432(1)(1)(1)(1)[()(2)()x x ax x bx x x a b x ab x a b x -++++=-+++++++1],

比较二次项、三次项系数知 121a b ab +=,

??+=,

?

解得 1515a b ?+=,???-?=?? 或 1515a b ?-=,???+?=.??

由此得原方程的一个虚根为

151025i 151025i

44--±--+±+,中的一个.

12.当实数m 取何值时,复数22

(3z m m m =-+i)-[4+(5m +6)i]为实数?为虚数?为纯虚数?

【解】 先把复数z 整理成2

(34)z m m =--+2

(56)m m --i.

(1)当2

560m m --=,即m =-1或m =6时,z 是实数. (2)当2560m m --≠,即1m ≠-且6m ≠时,z 是虚数.

(3)当 22340560m m m m ?--=,?--≠,?

即 1416m m m m =-=,??≠-≠,?或且

∴m =4时,z 是纯虚数.

13.已知复数1z 满足1(2)z -(1+i)=1-i(i 为虚数单位),复数2z 的虚部为2,且12z z ?是实数,求

2

z .

【解】 ∵1(2)(1z -+i)=1-i,∴12z =-i. 设22z a =+i a ,∈R .

12(2z z ?=-i)(a +2i)=(2a +2)+(4-a )i.

∵12z z ?∈R ,∴a =4, ∴242z =+i.

14.已知复数12z =+i 121

i

2(2i 1)z z z +,=,+-

(1)求2z ;

(2)若△ABC 的三个内角A 、B 、C 依次成等差数列,且μ=cosA+2icos 2

2

C ,求|2z μ+|的取值范围.

【解】 21[(2i)i]

2

1i 2i (1)(2i 1)(2i)i 12

z +++====-+-+--i. (2)在△ABC 中,由于内角A 、B 、C 依次成等差数列,

∴B=60,A+C=120.又2z μ+=cosA+2icos 2

2

C -i

=cosA+(2cos 2

1)2

C -i=cosA+icosC,

∴|2z μ+|2=cos 2A +cos 2

1cos2A 1cos2C 22

C ++=+

=cos(A+C)cos(A-C)+1=1+cos120cos(A-C)

112

=-cos(A-C).

由于A+C=120,∴A-C=120-2C.

∴-120

也就是12≤|2z μ+|254<,

≤|2

z μ+

|<拓展延伸

15.设z 是虚数1z z

ω,=+是实数,且12ω-<<.

(1)求|z |的值及z 的实部的取值范围; (2)设11z u z

-=,+求证:u 为纯虚数;

(3)求2

u ω-的最小值.

【解】(1)∵z 是虚数,∴可设z =x +y i x y ,,∈R ,且0y ≠,

∴1z x y z ω=+=+i 1i x y x y +

=++i 22

i x y x y -++

2222

()y

x x y x y x y

=++-++i. ∵ω是实数且0y ≠,∴2

2

0y

y x y -=+. ∴22

1x y +=,即|z |=1.此时2x ω=.

∵12ω-<<,∴-1<2x <2,从而有112

x -<<.

即z 的实部的取值范围是12(1)-,.

(2)证法一:222222

1(i)(1i)(1x yi)12i 111i 1(1)(1)x y x y x y y y z u z x y x x y x y -+--+-----=====-++++++++i,

∵1(1)02

x y ∈-,,≠,∴

01y

x

≠+.∴u 为纯虚数.

证法二:∵z 为虚数,且|z |=1,∴z z ?=1,即z 1z

=.

1

111111u u ()1111111z z z z z z z z z z z z

------+=+=+=+

++++++ 11011z z z z --=+=++. ∴u 为纯虚数.

(3)2

2(1y u x x

ω-=--

+i 2

) 22()1y x x =+=+2x +

22

11222212(1)3111(1)x x x x x x x x x --=+=-+=++-,++++ ∵112

x -<<,∴1+x >0.

于是2

22(1)31u x x

ω-=++-≥+

222(1)311x x

+?=,+

当且仅当22(1)1x x

+=,+即x =0时等号成立.

∴2

u ω-的最小值为1,此时z =±i.

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