数系的扩充和复数的引入
13.6_数系的扩充与复数的引入
(3)z 是纯虚数； 1 (4) z＝ ＋4i. 2 思维启迪：若 z＝a＋bi (a，b∈R )，则 b＝0 时，z∈R ；b≠0 时， 1 z 是虚数；a＝0 且 b≠0 时，z 是纯虚数； z＝a－bi＝ ＋4i. 2
解
m 2＋2m －3＝0， (1)由z∈R ，得 m －1≠0，
数系的扩充与复数的引入
自主复习指导
1. 理解复数的基本概念． P51概念掌握：复数，实部，虚部，虚数单位；特别 注意复数a+bi什么情况下为实数，虚数，纯虚数；课 本例1. 2．理解复数相等的充要条件．P52上方 3．了解复数的代数表示法及其几何意义． P52概念掌握：复平面，实轴，虚轴;复数的几何意义： 点表示，向量表示；P53概念：模，共轭复数.课本例3 4．会进行复数代数形式的四则运算． 复数运算的加，减，乘同于常规四则运算；只重点复 习P60复数的除法. 5．了解复数代数形式的加、减运算的几何意义． P65巩固与提高第4题 在复平面上表示的图形.
解得m ＝－3.
(2)由z是虚数，得m 2＋2m －3≠0，且m －1≠0， 解得m ≠1且m ≠－3. m m ＋2＝0， (3)由z是纯虚数，得m －1≠0， m 2＋2m －3≠0， 解得m ＝0或m ＝－2.
m m ＋2 1 1 2 (4)由 z ＝ ＋4i，得 －(m ＋2m －3) i＝ ＋4i， 2 2 m －1 m m ＋2 1 ＝ ， 2 m －1 ∴ －m 2＋2m －3＝4， 解得 m ＝－1. 2m 2＋3m ＋1＝0， 即m ≠1， m 2＋2m ＋1＝0，
§ 13.6
要点梳理
数系的扩充与复数的引入 基础知识 自主学习
1．复数的有关概念 (1)复数的概念 形如 a＋bi (a，b∈R )的数叫做复数，其中 a，b 分别是 它的 实部 和 虚部 .若 b＝0 ， a＋bi为实数， b≠0 ， 则 若 则 a＋bi为虚数，若a＝0且b≠0 ，则 a＋bi为纯虚数． (2)复数相等：a＋bi ＝c＋di a＝c且b＝d (a，b，c， ⇔ d∈R )．
第3讲 数系的扩充与复数的引入
第3讲 数系的扩充与复数的引入一、 基础知识梳理：1．复数的有关概念：(1)复数①定义：形如a ＋b i 的数叫作复数，其中a ，b ∈R，i 叫作 ，a 叫作复数的 ，b 叫作复数的 ．②表示方法：复数通常用字母 表示，即 (a ，b ∈R)．(2)复数集①定义： 组成的集合叫作复数集．②表示：通常用大写字母C 表示．2．复数的分类及包含关系(1)分类：复数(a ＋b i ，a ，b ∈R)⎩⎨⎧ 实数b ＝0虚数b ≠0⎩⎪⎨⎪⎧ 纯虚数a ＝0非纯虚数a ≠0(2)集合表示： .3．两个复数相等：a ＋b i ＝c ＋d i 当且仅当 .4．复数的几何意义(1)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R)Z (a ，b ) 复平面内的点 ；(2)复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R) OZ →＝(a ，b )平面向量 ．5．复数的模：复数z ＝a ＋b i(a ，b ∈R)对应的向量为OZ →，则OZ →的模叫作复数z 的模或绝对值，记作|z |，且|z |＝ .二．问题探究探究点一：复数的概念例1 请说出下列复数的实部和虚部，并判断它们是实数，虚数还是纯虚数．①2＋3i ；②－3＋12i ；③2＋i ；④π；⑤－3i ；⑥0.跟踪训练1：符合下列条件的复数一定存在吗？若存在，请举出例子；若不存在，请说明理由．(1)实部为－2的虚数；(2)虚部为－2的虚数；(3)虚部为－2的纯虚数；(4)实部为－2的纯虚数．探究点二：复数的分类例2：当实数m 为何值时，复数z ＝m 2＋m －6m＋(m 2－2m )i 为 (1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．跟踪训练2：实数m 为何值时，复数z ＝m (m ＋2)m －1＋(m 2＋2m －3)i 是(1)实数；(2)虚数；(3)纯虚数．探究点三：两复数相等例3：已知x ，y 均是实数，且满足(2x －1)＋i ＝－y －(3－y )i ，求x 与y .跟踪训练3：已知x 2－x －6x ＋1＝(x 2－2x －3)i(x ∈R)，求x 的值．探究点四：复数的几何意义例4：在复平面内，若复数z ＝(m 2－m －2)＋(m 2－3m ＋2)i 对应点(1)在虚轴上；(2)在第二象限；(3)在直线y ＝x 上，分别求实数m 的取值范围．跟踪训练4： 已知复数z 的虚部为3，在复平面内复数z 对应的向量的模为2，求复数z .三.方法小结：1.复数a ＋b i 中，实数a 和b 分别叫作复数的实部和虚部．特别注意，b 为复数的虚部而不是虚部的系数，b 连同它的符号叫作复数的虚部．2.两个复数相等，首先要分清两复数的实部与虚部，然后利用两个复数相等的充要条件可得到两个方程，从而可以确定两个独立参数．3.按照复数和复平面内所有点所成的集合之间的一一对应关系，每一个复数都对应着一个有序实数对，只要在复平面内找出这个有序实数对所表示的点，就可根据点的位置判断复数实部、虚部的取值四.练一练1．指出下列复数哪些是实数、虚数、纯虚数，是虚数的找出其实部与虚部。
高考数学考点回归总复习课件 数系的扩充与复数的引入
注意:(1)如果两个复数都是实数,则可以比较大小;否则,不能 比较大小.
(2)复数相等的条件是把虚数问题转化为实数问题的重要依据, 是虚数问题实数化这一重要数学思想方法的体现.
2.复平面的概念 建立直角坐标系来表示复数的平面,叫做复平面.x轴叫做实
轴,y轴叫做虚轴.实轴上的点都表示实数;除原点外,虚轴上 的点都表示纯虚数;各象限内的点都表示虚数. 复数集C和复平面内所有的点组成的集合是一一对应的,复数 集C与复平面内所有以原点O为起点的向量组成的集合也 是一一对应的.
(1 sin cos )2 (cos sin )2
2 sin2 cos2 2 1 sin2 2 .
4
故|
z1
z2
|的最大值为 3 ,最小值为 2
2.
技法二
数形结合思想
【典例2】 如果复数z满足|z+i|+|z-i|=2,那么|z+i+1|的最小值 为( )
A.1 B. 2 C.2 D. 5
答案:C
2.(2010·陕西)复数
z 在1复i i平面上对应的点位于( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
解析 :因为z i i(1 i) 1 i 1 1 i,所以其对 1 i (1 i)(1 i) 11 2 2
应的点
1 2
,
1 2
位于第一象限, 故选A.
答案:A
3.(2010·湖北)若i为虚数单位,图中复平面内点Z表示复数z,则
【典例1】 已知复数z=m2(1+i)-m(3+i)-6i,则当m为何实数 时,复数z是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?(4)零?(5)对应点 在第三象限?
第3章 数系的扩充与复数的引入
第3章 数系的扩充与复数的引入§3.1数系的扩充和复数的概念 §3.1.1数系的扩充和复数的概念教学重点：复数的概念，虚数单位i ，复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念是本节课的教学重点.复数在现代科学技术中以及在数学学科中的地位和作用教学难点：虚数单位i 的引进及复数的概念是本节课的教学难点.复数的概念是在引入虚数单位i 并同时规定了它的两条性质之后，自然地得出的.在规定i 的第二条性质时，原有的加、乘运算律仍然成立 学生探究过程：数的概念是从实践中产生和发展起来的.早在人类社会初期，人们在狩猎、采集果实等劳动中，由于计数的需要，就产生了1，2，3，4等数以及表示“没有”的数0.自然数的全体构成自然数集N随着生产和科学的发展，数的概念也得到发展为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题，人们引进了分数；为了表示各种具有相反意义的量以及满足记数的需要，人们又引进了负数.这样就把数集扩充到有理数集Q .显然N Q .如果把自然数集(含正整数和0)与负整数集合并在一起，构成整数集Z ，则有Z Q 、N Z .如果把整数看作分母为1的分数，那么有理数集实际上就是分数集数集扩到实数集R 以后，像x 2=－1这样的方程还是无解的，因为没有一个实数的平方等于－1.由于解方程的需要，人们引入了一个新数i ，叫做虚数单位.并由此产生的了复数 讲解新课：1.虚数单位i :(1)它的平方等于-1，即21i =-(2)实数可以与它进行四则运算，进行四则运算时，原有加、乘运算律成立. 2. i 与－1的关系: i 就是－1的一个平方根，即方程x 2=－1的一个根，方程x 2=－1的另一个根是－i ! 3. i 的周期性：i 4n+1=i, i 4n+2=-1, i 4n+3=-i, i 4n =14.复数的定义：形如(,)a bi a b R +∈的数叫复数，a 叫复数的实部，b 叫复数的虚部用字母C 表示*5. 复数的代数形式: 通常用字母z 表示，即(,)z a bi a b R =+∈，把复数表示成a +bi 的形式，叫做复数的代数形式6. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系：对于复数(,)a bi a b R +∈，当且仅当b =0时，复数a +bi (a 、b ∈R )是实数a ；当b ≠0时，复数z =a +bi 叫做虚数；当a =0且b ≠0时，z =bi 叫做纯虚数；当且仅当a =b =0时，z 就是实数0.7.复数集与其它数集之间的关系：N Z Q R C .8. 两个复数相等的定义：如果两个复数的实部和虚部分别相等，那么我们就说这两个复数相等这就是说，如果a ，b ，c ，d ∈R ，那么a +bi =c +di ⇔a =c ，b =d复数相等的定义是求复数值，在复数集中解方程的重要依据 一般地，两个复数只能说相等或不相等，而不能比较大小.如3+5i 与4+3i 不能比较大小.现有一个命题：“任何两个复数都不能比较大小”对吗？不对 如果两个复数都是实数，就可以比较大小 只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小例1请说出复数i i i i 53,31,213,32---+-+的实部和虚部，有没有纯虚数？答：它们都是虚数，它们的实部分别是2，－3，0，－3;虚部分别是3，21，－31，－5;－31i 是纯虚数.例2例3例4（1）.设集合C =｛复数｝，A=｛实数｝，B =｛纯虚数｝，若全集S=C ，则下列结论正确的是( D )A.A ∪B =CB. S C A =BC.A ∩S C B =∅D.B ∪S C B =C（2）.复数(2x 2+5x +2)+(x 2+x －2)i 为虚数，则实数x 满足(D )A.x =－21 B.x =－2或－21C.x ≠－2D.x ≠1且x ≠－2 （3）.已知集合M =｛1，2，(m 2－3m －1)+(m 2－5m －6)i ｝，集合P =｛－1，3｝.M ∩P =｛3｝，则实数m 的值为( A )A.－1 B .－1或4 C.6 D.6或－1例5（1）满足方程x 2－2x －3+(9y 2－6y +1)i =0的实数对(x ，y )表示的点的个数是______.（2）复数z 1=a +｜b ｜i ，z 2=c +｜d ｜i (a 、b 、c 、d ∈R )，则z 1=z 2的充要条件是______. 例6设复数z =log 2(m 2－3m －3)+i log 2(3－m )(m ∈R )，如果z 是纯虚数，求m 的值. 例7若方程x 2+(m +2i )x +(2+mi )=0至少有一个实数根，试求实数m 的值. 例8已知m ∈R ，复数z =1)2(-+m m m +(m 2+2m －3)i ，当m 为何值时，(1)z ∈R ; (2)z 是虚数；(3)z 是纯虚数；(4)z =21+4i .答案：例4（3）由题设知3∈M ，∴m 2－3m －1+(m 2－5m －6)i =3∴⎩⎨⎧=--=--06531322m m m m ，∴⎩⎨⎧-==-==1614m m m m 或或∴m =－1，故选A. 例5.（1）解析：由题意知⎩⎨⎧=+-=--,0169,03222y y x x ∴⎪⎩⎪⎨⎧=-==3113y x x 或∴点对有(3，31)，(－1，31)共有2个.答案：2（2） 解析：z 1=z 2⇔⎩⎨⎧==⇔||||d b ca a =c 且b 2=d 2.答案：a =c 且b 2=d 2例6.解：由题意知⎩⎨⎧≠-=--,0)3(log ,0)33(log 222m m m ∴⎪⎩⎪⎨⎧>-≠-=--03131332m m m m ∴⎩⎨⎧<≠=--320432m m m m 且∴⎩⎨⎧≠<-==2314m m m m 且或，∴m =－1.例7 解：方程化为(x 2+mx +2)+(2x +m )i =0.∴⎩⎨⎧=+=++02022m x mx x ，∴x =－2m ，∴,02242=+-mm ∴m 2=8，∴m =±22. 例8. 解：(1)m 须满足⎩⎨⎧≠-=-+.11,0322m m m 解：m =－3.(2)m 须满足m 2+2m －3≠0且m －1≠0，解：m ≠1且m ≠－3.(3)m 须满足⎪⎩⎪⎨⎧≠-+=-+.032,01)2(2m m m m m 解之得：m =0或m =－2.(4)m 须满足⎪⎩⎪⎨⎧=-+=-+.432211)2(2m m m m m 解之得：m ∈∅§3.1.2复数的几何意义学生探究过程：1.若(,)A x y ，(0,0)O ，则(),OA x y =2. 若),(11y x a =，),(22y x b =，则b a +),(2121y y x x ++=，b a -),(2121y y x x --= 两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差3. 若),(11y x A ，),(22y x B ，则()1212,y y x x --=一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点坐标减去始点的坐标即 AB =-=( x 2, y 2) - (x 1,y 1)= (x 2- x 1, y 2- y 1)讲授新课：复平面、实轴、虚轴：复数z =a +bi (a 、b ∈R )与有序实数对(a ，b )是一一对应何一个复数z =a +bi (a 、b ∈R )，由复数相等的定义可知，可以由一个有序实数对(a ，b )惟一确定，如z =3+2i 可以由有序实数对(3，2)确定，又如z =－2+i 可以由有序实数对(－2，1)来确定；又因为有序实数对(a ，b )与平面直角坐标系中的点是一一对应的，如有序实数对(3，2)它与平面直角坐标系中的点A ，横坐标为3，纵坐标为2，建立了一一对应的关系 由此可知，复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应的关系.点Z 的横坐标是a ，纵坐标是b ，复数z =a +bi (a 、b ∈R )可用点Z (a ，b )表示，这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面，也叫高斯平面，x 轴叫做实轴，y 轴叫做虚轴实轴上的点都表示实数对于虚轴上的点要除原点外，因为原点对应的有序实数对为(0，0)， 它所确定的复数是z =0+0i =0表示是实数.故除了原点外，虚轴上的点都表示纯虚数在复平面内的原点(0，0)表示实数0，实轴上的点(2，0)表示实数2，虚轴上的点(0，－1)表示纯虚数－i ，虚轴上的点(0，5)表示纯虚数5i非纯虚数对应的点在四个象限，例如点(－2，3)表示的复数是－2+3i ，z =－5－3i 对应的点(－5，－3)在第三象限等等.复数集C 和复平面内所有的点所成的集合是一一对应关系，即这是因为，每一个复数有复平面内惟一的一个点和它对应；反过来，复平面内的每一个点，有惟一的一个复数和它对应.这就是复数的一种几何意义.也就是复数的另一种表示方法，即几何表示方法.１．复平面内的点(,)Z a b ←−−−→一一对应平面向量OZ 2. 复数z a bi =+←−−−→一一对应平面向量OZ 例9例10．已知复数z 1=cos θ－i ，z 2=sin θ+i ，求| z 1·z 2|的最大值和最小值. [解] |)sin (cos cos sin 1|||21i z z θθθθ-++=⋅.2sin 412cos sin 2)sin (cos )cos sin 1(22222θθθθθθθ+=+=-++=故||21z z ⋅的最大值为,23最小值为2. 例11．(1)（2008天津理科）在复平面内，把复数i 33-对应的向量按顺时钟方向旋转3π，所得向量对应的复数是（ B ） （A ）23 （B ）i 32- （C ）3i 3- （D ）3+i 3(2)(2007全国理科、文科)已知复数z 的模为2,则│z -i│的最大值为：( D )(A)1 (B)2 (C) (D)3(3)（2003北京理科）若C z ∈且|22|,1|22|i z i z --=-+则的最小值是（ B ） A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 (4)（2007年上海卷）若,a b 为非零实数，则下列四个命题都成立：①10a a+≠ ②()2222a b a ab b +=++ ③若a b =，则a b =± ④若2a ab =，则a b =则对于任意非零复数,a b ，上述命题仍然成立的序号是_____。
第三章数系的扩充与复数的引入教材分析
第三章数系的扩充与复数的引入》教材分析广州市黄埔区教育局教研室肖凌戆数系的扩充与复数的引入是选修1－2与选修2－2 的内容，是高中生的共同数学基础之一．数系的扩充过程体现了数学的发现和创造过程，同时了数学产生、发展的客观需求，复数的引入襀了中学阶段数系的又一次扩充．《课标》将复数作为数系扩充的结果引入，体现了实际需求与数学内部的矛盾在数系扩充过程中的作用，以及数系扩充过程中数系结构与运算性质的变化．这部分内容的学习，有助于学生体会理论产生与发展的过程，认识到数学产生和发展既有来自外部的动力，也有来自数学内部的动力，从而形成正确的数学观；有助于发展学生的全新意识和创新能力．复数的内容是高中数学课程中的传统内容．对于复数，《课标》要求在问题情境中了解数系的扩充过程，体会实际需求与数学内部的矛盾（数的运算规则、方程理论）在数系扩充过程中的作用，感受人类理性思维的作用以数与现实世界的联系；理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件；了解复数的代数表示法及其几何意义；能进行复数代数形式的四则运算，了解复数代数形式的加、减运算的几何意义．本章内容分为2节，教学时间约4 课时．第一节数系的扩充和复数的概念本节的主要教学内容是数系的扩充和复数的概念、复数的几何意义（几何表示和向量表示）．•教学目标（1）在问题情境中了解数系的扩充过程，体会实际需求与数学内部的矛盾（数的运算规则、方程理论）在数系扩充过程中的作用，感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系．（2）理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件．（3）了解复数的代数表示法及其几何意义．•教学重点（1）数系的扩充过程．（2）复数的概念、复数的分类和复数相等的充要条件．（3）复数的几何意义．•教学难点（1）虚数单位i 的引进．（2）复数的几何意义．•教学时数本节教学，建议用2 课时．第1 课时处理数系的扩充和复数的概念；第 2 课时研究复数的几何意义．•课标对本节内容的处理特点数系的扩充和复数的概念，《课标》与《大纲》教学内容相同，但在处理方式和目标定位上存在差异：（1）《课标》将复数作为数系扩充的结果引入．《大纲》教科书先安排复数的概念，再研究复数的运算，最后介绍数系的扩充．《课标》实验教科书在介绍数系扩充的思想方法的基础上引入复数的概念，力求还原复数的发现与建构过程．（2）《课标》强调在问题情境中了解数系的扩充过程，体会实际需求与数学内部的矛盾在数系扩充过程中的作用，感受人类理性思维的作用以及数与现实世界的联系．从这上点上看，《课标》要求提高了．(3)在复数的代数表示法及其几何意义上，《课标》的教学定位是“了解”，而《大纲》要求“掌握”.从这上点上看，《课标》要求降低了.•教学建议1 •关于“数系的扩充的复数的概念”的教学建议(1)课题的引入•教学时，可从方程在给定范围内是否有解提出问题：①在自然数集N中，方程x= 0有解吗？②在整数集Z中，方程2x =1有解吗？③在有理数集Q中，方程x2= 2有解吗？④在实数集R中，方程•有解吗？(2)回顾从自然数集N扩充到实数集R的过程•帮助学生认识数系扩充的主要原因和共同特征•可让学生思考如下问题：①从自然数集N扩充到实数集R经历了几次扩充？②每一次扩充的主要原因是什么？③每一次扩充的共同特征是什么？然后师生共同归纳总结：扩充原因：① 满足实际问题解决的需要；② 满足数学自身完善和发展的需要. 扩充特征：① 引入新的数；② 原数集中的运算规则在新数集中得到保留和扩展.(3)提出新的问题：如何对实数集进行扩充，使方程x2T=0在新的数集中的解？(4)引入虚数单位i .(5)学习复数的概念.(6 )规定复数相等的意义.(7)研究复数的分类.(8)告诉学生“两个复数只能说相等或不相等，不能比较大小”的理由：①a，bi=c，di=a=c, b = d ；在a=c b c两式中，只要有一个不成立，则a bi = c di .②如果两个复数都是实数，则可以比较大小；否则，不能比较大小.③“不能比较大小”的确切含义是指：不论怎样定义两个复数之间的一个关系“v”，都不能使这种关系同时满足实数集中大小关系的四条性质：对于任意实数a , b来说，a ::: b , a = b , b . a这种情况有且只有一种成立；如果a ： b, b c，那么a c ；女口果a :: b，那么a c ：： b c ；如果a ： b, 0 ：：：c，那么ac ::: bc.2 •关于“复数的几何意义”的教学建议(1 )帮助学生认识复数的几何表示.复数的几何表示就是指用复平面内的点Z ( a,b)来表示复数z = a bi .①明确“复平面”的概念.②建立复数集C和复平面内所有的点所成的集合之间的—对应关系，即J一一对应、复数z=a，bi = "复平面内的点Z ( a,b).(2 )帮助学生认识复数的向量表示•复数的向量表示就是指用复平面内的向量OZ 来表示复数z = a bi •①认识复平面内的点Z ( a,b )与向量OZ 的■对应关系.② 在相互联系中把握复数的向量表示：复数z = a bi——对应戸' .兀、——对应点 Z ( a,b —— 对应 > 向量OZ(3 )用数形结合的思想方法，强化对复数几何意义的认识.在复平面内，实数与实轴上的点一一对应，纯虚数与虚轴上的点(原点除外)一一对应，非纯虚数的 虚数与象限内的点一一对应•可通过一组练习题来强化这一认识.第二节 复数代数形式的四则运算本节的主要教学内容是复数代数形式的加减运算及其几何意义，复数代数形式的乘除运算. •教学目标(1 )掌握复数代数形式的加减运算法则. (2 )了解复数代数形式的加减运算的几何意义. (3 )理解复数代数形式的乘除运算法则. (4)体验复数问题实数化的思想方法. •教学重点(1) 复数代数形式的加减运算及其几何意义. (2) 复数代数形式的乘除运算.(3) 复数问题实数化的思想方法复数的理解与运用. •教学难点(1) 复数代数形式的加减运算的规定.(2) 复数代数形式的加减运算的几何意义的理解. (3) 复数代数形式的乘除运算法则的运用. •教学时数本节教学，建议用 2课时•第1课时处理复数代数形式的加减运算及其几何意义；第 2课时研究复数代数形式的乘除运算.•课标对本节内容的处理特点复数代数形式的四则运算， 《课标》与《大纲》教学内容与要求基本相同，但在目标定位上存在差异：(1) 《课标》要求了解复数代数形式的加减运算的几何意义，对复数的向量表示提出了要求，强化了 数形结合思想方法； (2) 《课标》明确强调“淡化烦琐的计算和技巧性训练，突出了复数问题实数化的思想方法. •教学建议1 •复数代数形式的加法和乘法的运算法则是一种规定，要让学生理解其合理性•这种合理性应从数 系扩充的角度来理解：这种规定与实数加法、乘法的法则是一致的，而且实数加法、乘法的有关运算律在 这里仍然成立.2 •复数的减法、除法分别规定为复数的加法和乘法的逆运算，要让学生按照这种规定自主得出复数 减法和除法的运算法则. 3•复数代数形式的四则运算可以类比代数运算中的“合并同类项”“分母有理化”，利用i 2二-1，将它们归结为实数的四则运算•在具体运算情境中，弓I 入共轭复的概念，明确公式(a - bi)(a_bi)二a 2 • b 2是复数除法中“分母实数化”的基础，不必让学生专门计忆复数除法法则•从而让学生体验复数问题实数 化的思想方法.4 •要引领学生从平面向量的加法、减法的平行四边形或三角形法则来认识并理解复数代数形式的加 减运算的几何意义.附录一:《数系的扩充与复数的引入》章末复习学案一、本章复习要求：(1)复数的概念：①理解复数的基本概念；②理解复数相等的充要条件；③了解复数的代数表示法及其几何意义•(2)复数的四则运算：①会进行复数代数形式的四则运算；②了解复数代数形式的加、减运算的几何意义二、基础知识回顾：1 •虚数单位“ i ”的两条规定：①i2=-1, ②i与实数在一起，可以进行通常的四则运算。
高中数学第五章数系的扩充与复数的引入1数系的扩充与复数的引入教材基础素材
§1 数系的扩充与复数的引入复数是16世纪人们在研究求解一元二次、三次方程的问题时引入的。
现在它已在数学、力学、电学以及其他科学里获得了广泛的应用。
复数的初步知识是进一步学习高等数学的基础,在初等数学范围内，它与平面解析几何、三角函数、指数和对数等也有密切的联系,为解决一些问题提供了方便。
高手支招1细品教材一、虚数单位i状元笔记i就是-1的一个平方根，-i是-1的另一个平方根。
1.我们把平方等于—1的数用i表示，规定i2=—1，其中的i叫做虚数单位.虚数单位的引入是为了使方程x2+1=0,即x2=—1有解,使实数的开方运算总可以实施(即让负数能开平方根），实数集的扩充就从引入平方等于—1的“新数”开始.2。
i可与实数进行四则运算，且原有的加、乘运算仍然成立.i可以与实数进行四则混合运算，是扩充数集的原则之一，这里只提加、乘运算，不提减、除运算，并不是对减、除运算不成立，这和后面在讲复数的四则运算时，只对加法和乘法法则作出规定,而把减法、除法运算分别定义为加法、乘法的逆运算的做法一致的,即在四则运算中突出加、乘运算,这样处理更为科学、合理，分清了主次。
二、复数的概念1.复数与复数集我们把形如a+bi （a ，b ∈R )的数叫做复数.其中i 做虚数单位.全体复数所构成的集合C={a+bi ｜a,b ∈R ｝叫做复数集。
2。
复数的实部与虚部(1)复数通常用字母z 来表示，即z=a+bi （a,b ∈R ),这一表示形式叫做复数的代数形式.其中a 与b 分别叫做复数z 的实部与虚部,分别用Rez 与Imz 表示,即a=Rez,b=Imz 。
【示例】 写出下列复数的实部与虚部，并指出哪些是实数,哪些是虚数，哪些是纯虚数.4,2-3i ，0，21-+34i,5+2i,6i 。
思路分析：要指出这些复数的实部与虚部,我们首先要弄清楚这些复数的完整形式,如2—3i 本身已是复数的完整形式,其实部与虚部一目了然,然而像4，6i 等形式简化的复数,在指出它们的实部与虚部时可先写出它们的完整的复数形式,如4=4+0i,那么,我们便马上得出4的实部是4，虚部为0;6i=0+6i ，则我们马上可知其实部是0，虚部是6。
第四章 第四节 数系的扩充与复数的引入
[题组自测 题组自测] 题组自测 1．若复数 z 满足 ＋i)z＝1－3i，则复数 z 在复平面上的 ． 满足(1＋ ＝ － ， 对应点在 A．第四象限 ． C．第二象限 ． B．第三象限 ． D．第一象限 ． ( )
1－3i (1－3i)( －i) － )(1－ ) － )( 解析： ＝－1－ ， 解析：由已知得 z＝ ＝ ＝ ＝－ －2i，则 1＋i )(1－ ) ＋ (1＋i)( －i) ＋ )( z 所对应的点为 －1，－ ，故 z 对应的点在第三象限． 所对应的点为(－ ，－ ，－2)， 对应的点在第三象限．
a＋2i ＋ (a＋2i)i ＋ ) 解析： 解析：由题可知 i ＝b＋i，整理可得 i2 ＝b＋i， ＋， ＋， ＝－1， ＝ ， 即 2－ai＝b＋i，根据复数相等可知 a＝－ ，b＝2， － ＝ ＋， ＝－ 所以 a＋b＝1. ＋ ＝
答案： 答案： B
3．若复数z1＝4＋29i，z2＝6＋9i，其中 是虚数单位，则 ．若复数 是虚数单位， ＋ ， ＋ ，其中i是虚数单位 复数(z 的实部为________． 复数 1－z2)i的实部为 的实部为 ． 解析：∵z1＝4＋29i，z2＝6＋9i， 解析： ＋ ， ＋ ， ＝－20－ ， ∴(z1－z2)i＝(－2＋20i)i＝－ －2i， ＝－ ＋ ＝－ 的实部为－ ∴复数(z1－z2)i的实部为－20. 复数 的实部为 答案： 答案：－20
答案：B 答案：
)(2＋ ) (1＋2i)( ＋i) ＋ )( 3．复数 ． 等于 (1－i)2 －) 5 A. 2 5 C. i 2 5 B．－ ．－ 2 5 D．－ i ．－ 2
(
)
)(2＋ ) (1＋2i)( ＋i) 2＋4i＋i＋2i2 ＋ )( ＋ ＋＋ 5i 5 解析： 解析： ＝ ＝ ＝－ . 2 (1－i)2 －) －2i －2i
数系的扩充与复数的引入
复数的代数形式：
z a bi (a R, b R)
其中a —实部 , b —虚部 ,
i
称为虚数单位.
讨论:复数集 C 和实数集 R 之间有什么关系？
规定: 0i=0 ,0+bi=bi, a+0i=a
当 b 0 时，这时 z a 是实数. 复数 z a bi 当 b 0 时， z a bi 叫做虚数. 当 a 0且b 0 时，z bi 叫做纯虚数.
2
到底是怎么一回事?
x 2x 3 0 2 配方得 x 2 x 1 2 2 即 ( x 1) 2
2
负数能否开平方?又如 x 1 呢?
2
在解方程时经常会遇到这类问题.如果负数可以 开平方,那这个平方根不会是实数,是什么数呢?
问题解决:为了解决负数开平方问题，我们引入一个新数
由此可知：R
C
复数相等的充要条件： 规定：两复数：
a bi c di a c 且 b d
（其中：a, b, c, d R ）
例1 实数m取什么值时，复数
z m 1 (m 1)i
是（1）实数？ （2）虚数？ （3）纯虚数？ 解: （1）当 m 1 0 ，即 m 1 时，复数z 是实数．
把 i 叫做虚数单位，并且规定：
(1) i 21；
i，
(2)实数可以与 i 进行四则运算,在进行四则运算时,原有的加 法与乘法的运算律(包括交换律、结合律和分配律)仍然成立.
这样就会出现许多新数,如 2i 、3i 、2 i 、3 i 等. 形如 a bi (a, b R) 的数叫做复数.
x 3, y 2 ⑵ 若 3 10i y 2 i x 1 9i ,
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实数 b0
R C
复数 a+bi
虚数 b0非 纯纯 虚a虚 数 a0数 ， 0b，b00
复数相等
ab icd i ba
c d
复平面
小
定义
实轴：x轴称为实轴 虚轴：y轴称为虚轴
结
当用直角坐标平面内的点
来表示复数时，我们称这个
直角坐标平面为复平面，x轴 称为实轴，y轴称为虚轴.
复数z=a+bi的模或绝对值: |z|= a 2 b2
方程求根）在数系扩充过程中的作用，感受人 类理性思维的作用以及数与现实世界的联系．
数 x32
系
的
扩
无理数 实数
充
分数 有理数
负整数 整数
自然数
数
系
的
扩
无理数 实数
充
分数 有理数
负整数 整数
自然数
减
问
加
实数
题
除
乘方
引
开方 乘
入
解方程 x 2 1？, x
平方等于-1的数用符号i来表示。
i
的
引 （1）i2 1
题
（A）若 zC,则 z2 0 （B）xyi1i (x,y为实数)的充
巩 要条件是 x y1
固 （C）1＋ai是一个虚数
（D）若a＝0，则a＋bi为纯虚数
复数 a bi（a,b R )
可以用直角坐标平面内的一个点Z来表
复 示，这个点的横坐标是a,纵坐标是b ，
数 的 有
如下图所示
y
b
Z
关
概
念O
入 （2）可以和实数一起进行的四
则运算,原有的加法乘法运算律 仍成立
复 数
定义：把形如a+bi的数叫做复数 （a,b 是实数）
的 za b i (a R,b R)
概
实部 虚部 虚数
念
单位
记作：a=Re z,b=Im z
复数全体组成的集合叫复数集，
记作：C
数
集
系 的
复数
a bi
b 0 实数集
ax
显然，表示实数的点都在x轴上，表 示纯虚数的点都在y轴上
复平面与复数的几何意义：
当用直角坐标平面内的点来表示复数
复 数
时，我们称这个直角坐标平面为复平面， x轴称为实轴，y轴称为虚轴.
的
有
关
概
这样，每一个复数在复平面内都有唯一的一
念 个点与它对应.复数集C和复平面内所有的点构成
的集合是一一对应的，
4.1数系的扩充与复 数的引入
西沱中学校 王韬
教学目标：
1.了解数的概念的发展过程和数集扩充到 复数集的必要性
教
2.理解复数的有关概念与符号表示
学
3.掌握复数的代数形式及复数相等的充要
条件
目
4.理解复平面与复数的几何意义
5. 在问题情境中了解数系得扩充过程，体
标 会实际需求与数学内部的矛盾（数的运算规则、
2.求复数值的依据.
注意：两个实数可以比较大小，一个实数与 一个虚数或两个虚数不可以比较大小。
例2: 其中
已知 ( 2 x 1 ) i y ( 3 y ) i，
x,yR, 求x与y.
例 解：根据复数相等的定义，得方
题 程组
巩
2x 1 y 1 (3 y)
得
x 5, y 4 2
固
例 例3. 下列命题中正确的有__B___
即任一个复数z=a+bi与复平面内的点Z(a,b)
是对应的.
复数的模或绝对值:
设复数z=a+bi在复平面内对应的点是Z
复 （a,b）,点Z到原点O的距离|OZ|叫做复
数 的
数z的模或绝对值，记作|z|.
有 显然，|z|= a 2 b2 .
关
概
念
例4 在复平面内表示下列复数，并 分别求出他们的模：
i 巩
固
i2,
7
i1 3, 39 2i, 5 +8，
sin icos
66
例1 实数m取什么值时，复数
例
z m 1 (m 1 )i
题
是（1）实数？ （2）虚数？
实部
虚部
巩 （3）纯虚数？
解:
固 （1）当 m 10，即 m1时，复数z 是实数．
（2）当m 10，即m1时，复数z 是虚数．
（3）当 m 1 0
m
1
0
即 m1时，复数z 是
纯虚数．
在复数集 C a b|a i,b R 任
取两个复数 a bi与c di（a,b, c, d R)
复 思考：如果这两个复数相等，你能得出
数
怎样的结论？
a bi c di a c,b d
相 特别地，a bi 0 a 0, b 0
等 作用 1.判断两个复数是否相等；
例
（1）-2+3i
(2)
1 2
3 2
i
(3)3-4i
(4)-1-3i
题
巩
固
求下列复数的模:
练 （1）-5+2i （2）4i-5 (3) 3 i 习 巩 固
小
结
复数
复数的代数形式： 通常用字母 z 表示，即
zabi(a R, b R)
小
i 实部 虚部 其中 称为虚数单位。
结
复数集C和实数集R之间有什么关系？
作业：
课
1.作业本：教材P76 A组1、4
2.优化设计: P29~P32
后
作
业
谢
谢 谢谢大家
欣 赏
集
RQZ N
扩 充
(a R, b R)
b
0虚数
集
特别地，a 0 纯虚数
复数集C和实数集R之间有什么关系？
数
系 的
虚数 复？数
扩
无理数整数
自然数
1.说明下列数中，哪些是实数，哪些是虚
数，哪些是纯虚数，并分别指出复数的实
练 部与虚部各是什么？
习 2 7, 0.618, 2 i , 0