第三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》教学反思

《3.1.1数系的扩充和复数的概念》教学反思《3.1.1数系的扩充和复数的概念》教学反思复数的概念是复数这一章内容的基础,高中阶段复数的有关概念都是围绕着复数的代数表达式展开。
因此理解虚数单位、实部虚部对后续的学习至关重要。
而复数这个概念对学生而言是一个新的概念,如果开门见山的直接介绍“为了解复数开方,而扩充数系“,从而引入复数会显得枯燥无味,更没法体现数作为数学的一个基本概念的发展历程。
新课程标准中要求让学生体验数的发展历程,体会人类社会发展需要与数学内部矛盾是推动数学发展的动力。
可以说,数的发展历程作为数学文化中的一部分内容,我觉得很有必要让学生体验,因此,我将数的发展历程作为本节课的第一个教学任务,让学生从最初的自然数发展到复数,直到今天的四元数,多元数,然后展望社会在发展,需要在提高,数学也需要不断的完善、发展、永不止境。
在体验数的发展历程后,本节课从“认识虚数单位、复数的代数形式、复数的分类以及复数的相等”几部分展开,每一部分学习后,都有相应的练习及时地帮助学生理解概念、巩固新知。
整节课上完,自我感觉思路清晰,整体而言较顺畅,但其中还是存在很多问题:1、上课前期,过于紧张,将4x=5中x=5÷4解写成了x=4÷5.2、在许多细节的处理上仍有问题,仍需更近一步完善。
例如:“带i的是虚数,不带i的是实数”这种口头上的表示不够严谨。
还有,对,这个过程需要解释复数上的规定:。
3、由于学生学习能力有所差异,经过后续的作业情况反馈,大部分学生都能掌握本节课的内容,但是仍有一部同学在判断实部、虚部上存在问题。
针对这一情况,课后也通过练习进行巩固;4、时间安排上还不够好。
整节课的节奏过快。
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。
高中数学《3.1.1数系的扩充和复数的概念》评估训练 新人教A版选修1-2

第三章 数系的扩充与复数的引入 3.1.1 数系的扩充和复数的概念双基达标 限时20分钟1.以3i -2的虚部为实部,以3i 2+2i 的实部为虚部的复数是( ).A .3-3iB .3+iC .-2+2iD.2+2i解析 3i -2的虚部为3,3i 2+2i =-3+2i 的实部为-3,故选A. 答案 A2.若复数cos θ+isin θ和sin θ+icos θ相等,则θ值为( ).A.π4B.π4或54π C .2k π+π4(k ∈Z )D .k π+π4(k ∈Z )解析 由复数相等定义得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ=sin θ,sin θ=cos θ,∴tan θ=1,∴θ=k π+π4(k ∈Z ).答案 D 3.下列命题中①若x ,y ∈C ,则x +y i =2+i 的充要条件是x =2,y =1; ②纯虚数集相对复数集的补集是虚数集; ③若(z 1-z 2)2+(z 2-z 3)2=0,则z 1=z 2=z 3. 正确的命题个数是( ).A .0B .1C .2D .3解析 ①x ,y ∈C ,x +y i 不一定是代数形式,故①错.②③错;对于④,a =0时,a i =0,④错,故选A. 答案 A4.已知复数z =m 2(1+i)-m (m +i)(m ∈R ),若z 是实数,则m 的值为________.解析 z =m 2+m 2i -m 2-m i =(m 2-m )i ,∴m 2-m =0, ∴m =0或1. 答案 0或15.已知(1+i)m 2+(7-5i)m +10-14i =0,则实数m =________.解析 把原式整理得(m 2+7m +10)+(m 2-5m -14)i =0,∵m ∈R ,∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2+7m +10=0,m 2-5m -14=0,∴m =-2.答案 -26.实数m 取什么值时,复数lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 分别是(1)纯虚数;(2)实数.解 (1)复数lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 为纯虚数.则⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m -2=1,m 2+3m +2≠0,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =3或m =-1,m ≠-2且m ≠-1,∴m =3.即m =3时,lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 为纯虚数, (2)复数为实数,则⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m -2>0, ①m 2+3m +2=0, ②解②得m =-2或m =-1, 代入①检验知满足不等式,∴m =-2或m =-1时,lg(m 2-2m -2)+(m 2+3m +2)i 为实数.综合提高 限时25分钟7.已知集合M ={1,(m 2-3m -1)+(m 2-5m -6)i},N ={1,3},M ∩N ={1,3},则实数m 的值为( ).A .4B .-1C .4或-1D .1或6解析 由题意⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3 m -1=3,m 2-5 m -6=0,∴m =-1.答案 B8.如果关于x 的方程x 2-2x -a =0的一个根是i ,那么复数a( ).A .一定是实数B .一定是纯虚数C .可能是实数,也可能是虚数D .一定是虚数,但不是纯虚数解析 因为i 是方程x 2-2x -a =0的根,故代入整理得:a =x 2-2x =i 2-2i =-1-2i ,故选D.答案 D9.若4-3a -a 2i =a 2+4a i ,则实数a 的值为________.解析 易知⎩⎪⎨⎪⎧4-3a =a 2,-a 2=4a ,解得a =-4.答案 -410.若log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,则实数x 的取值范围是________.解析 ∵log 2(x 2-3x -2)+ilog 2(x 2+2x +1)>1,∴⎩⎪⎨⎪⎧log 2x 2-3x -2>1,log 2x 2+2x +1=0,∴x =-2.答案 -211.已知A ={1,2,(a 2-3a -1)+(a 2-5a -6)i},B ={-1,3},A ∩B ={3},求实数a 的值.解 按题意:(a 2-3a -1)+(a 2-5a -6)i =3,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2-5a -6=0a 2-3a -1=3,得a =-1.12.(创新拓展)若m 为实数,z 1=m 2+1+(m 3+3m 2+2m )i ,z 2=4m +2+(m 3-5m 2+4m )i ,那么使z 1>z 2的m 值的集合是什么?使z 1<z 2的m 值的集合又是什么? 解 当z 1∈R 时,m 3+3m 2+2m =0,m =0,-1,-2,z 1=1或2或5.当z 2∈R 时,m 3-5m 2+4m =0,m =0,1,4,z 2=2或6或18.上面m 的公共值为m =0, 此时z 1与z 2同时为实数, 此时z 1=1,z 2=2.所以z 1>z 2时m 值的集合为空集,z 1<z 2时m 值的集合为{0}.。
第三章 复数章末复习

(5)复数的模:向量O→Z的模 r 叫做复数 z=a+bi 的模,记作 |z| 或_|_a_+__b_i|_, 即|z|=|a+bi|= a2+b2 (r≥0,r∈R).
2.复数的几何意义 (1)复数 z=a+bi←―一――一―对――应―→复平面内的点 Z(a,b)(a,b∈R). (2)复数 z=a+bi(a,b∈R) ←―一――一―对――应―→平面向量O→Z.
3.复数的运算
(1)复数的加、减、乘、除运算法则 设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则 ①加法:z1+z2=(a+bi)+(c+di)= (a+c)+(b+d)i ; ②减法: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 ;
解答
反思与感悟 根据复平面内的点、向量及向量对应的复数是一一对应 的,要求某个向量对应的复数,只要找出所求向量的始点和终点,或 者用向量相等直接给出结论.
跟踪训练3
在复平面内,设z=1+i(i是虚数单位),则复数
2 z
+z2对应的
点位于
√A.第一象限
C.第三象限
B.第二象限 D.第四象限
解析 ∵2z+z2=1+2 i+(1+i)2 =1+2 i+2i=(1-i)+2i=1+i,
解 z+1 =
2+i
=2+i=1-i,
∴z2-z+3z1+6的模为 2.
解答
z 跟踪训练 2 (1)已知1+i=2+i,则复数 z 等于
A.-1+3i C.3+i
√B.1-3i
D.3-i
解析 ∵1+z i=2+i,∴ z =(1+i)(2+i)=2+3i-1=1+3i,∴z=1-3i.
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_____。
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考试范围:文科:必考内容:必修①②③④⑤+选修1-1,1—2选考内容:无选考内容理科:必考内容:必修①②③④⑤+选修2—1,2—2,2—3选考内容(三选二):选修4-2,4—4,4—5文、理科必考内容:数学①必修第一章集合与函数概念1。
1 集合1。
1。
1 集合的含义与表示1。
1。
2 集合间的基本关系1.1.3 集合的基本运算1.2 函数及其表示1。
2.1 函数的概念1。
2。
2 函数的表示法1.3 函数的基本性质1。
3。
1 单调性与最大(小)值1.3。
2 奇偶性第二章基本初等函数(I)2.1 指数函数2.1.1 指数与指数幂的运算2。
1。
2 指数函数及其性质2。
2 对数函数2。
2。
1 对数与对数运算2.2.2 对数函数及其性质2。
3 幂函数第三章函数的应用3。
1 函数与方程3.1。
1 方程的根与函数的零点3.1.2 用二分法求方程的近似解3.2 函数模型及其应用3。
2.1 几类不同增长的函数模型3。
2.2 函数模型的应用实例数学②必修第一章空间几何体1。
1 空间几何体的结构1.1。
1 柱、锥、台、球的结构特征1.1.2 简单组合体的结构特征1。
2 空间几何体的三视图和直观图1。
2。
1 空间几何体的三视图1.2.2 空间几何体的直观图1.2.3 平行投影与中心投影1.3 空间几何体的表面积与体积1.3。
1 柱体、锥体、台体的表面积与体积1.3。
2 球的体积和表面积第二章点、直线、平面之间的位置关系2。
1 空间点、直线、平面之间的位置关系2。
1。
1 平面2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系2.1.3 空间中直线与平面之间的位置关系2。
1。
4 平面与平面之间的位置关系2.2 直线、平面平行的判定及其性质2.2。
1 直线与平面平行的判定2.2。
2 平面与平面平行的判定2.2。
3 直线与平面平行的性质2.2。
4 平面与平面平行的性质2.3 直线、平面垂直的判定及其性质2.3。
1 直线与平面垂直的判定2。
高中数学第三章数系的扩充与复数的引入课时作业193.1.1数系的扩充和复数的概念
课时作业19 数系的扩充和复数的概念时间:45分钟 ——基础巩固类——一、选择题1.设集合A ={虚数},B ={纯虚数},C ={复数},则A ,B ,C 间的关系为( B ) A .A B C B .B A C C .B C AD .A CB解析:根据复数的分类,复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系如图所示,故选B.2.以-5+2i 的虚部为实部,以5i +2i 2的实部为虚部的复数是( A )A .2-2iB .2+2iC .-5+5iD.5+5i解析:-5+2i 的虚部为2,5i +2i 2=-2+5i ,其实部为-2,故所求复数为2-2i.3.设a ,b ∈R .“a =0”是“复数a +b i 是纯虚数”的( B ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:当a =0时,若b =0,则a +b i 是实数,不是纯虚数,因此“a =0”不是“复数a +b i 是纯虚数”的充分条件;而若a +b i 是纯虚数,则实部为0,虚部不为0,可以得到a=0,因此“a =0”是“复数a +b i 是纯虚数”的必要条件.故“a =0”是“复数a +b i 是纯虚数”的必要不充分条件.4.若复数2-b i(b ∈R )的实部与虚部互为相反数,则b 的值为( D ) A .-2 B.23 C .-23D .2解析:复数2-b i 的实部为2,虚部为-b ,由题意知2=-(-b ),所以b =2. 5.若复数z =m 2-1+(m 2-m -2)i 为实数,则实数m 的值为( D ) A .-1 B .2 C .1D .-1或2解析:∵复数z =m 2-1+(m 2-m -2)i 为实数, ∴m 2-m -2=0,解得m =-1或m =2.6.若复数(a 2-3a +2)+(a -1)i 是纯虚数,则实数a 的值为( B ) A .1 B .2 C .1或2D .-1解析:根据复数的分类知,需满足⎩⎪⎨⎪⎧a 2-3a +2=0,a -1≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1或a =2,a ≠1,即a =2.7.若x i -i 2=y +2i ,x ,y ∈R ,则复数x +y i =( B ) A .-2+i B .2+i C .1-2iD .1+2i解析:由i 2=-1得x i -i 2=1+x i ,则由题意得1+x i =y +2i ,根据复数相等的充要条件得x =2,y =1,故x +y i =2+i.8.给出以下命题:(1)在复数集中,任意两个数都不能比较大小;(2)若z =m +n i(m ,n ∈C ),则当且仅当m =0,n ≠0时,z 为纯虚数; (3)若(z 1-z 2)2+(z 2-z 3)2=0,则z 1=z 2=z 3; (4)x +y i =1+i ⇔x =y =1. 其中正确命题的个数是( A ) A .0 B .1 C .2D .3解析:(1)当两个复数都是实数时,可以比较其大小,故(1)错误; (2)当m =0,n =i 时,z =0+i 2=-1∈R ,故(2)错误;(3)当z 1=1,z 2=0,z 3=i 时满足条件,而结论不成立,故(3)错误; (4)只有当x ,y ∈R 时命题才正确,故(4)错误.故选A. 二、填空题9.已知复数z =k 2-3k +(k 2-5k +6)i(k ∈Z ),且z <0,则k =2.解析:因为z <0,k ∈Z ,所以⎩⎪⎨⎪⎧k 2-3k <0,k 2-5k +6=0,所以k =2.10.已知(3x +y )+(2x -y )i =(7x -5y )+3i ,则实数x =94,y =32.解析:∵x ,y 是实数,∴根据两个复数相等的充要条件,可得⎩⎪⎨⎪⎧3x +y =7x -5y ,2x -y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =94,y =32.11.若关于x 的方程x 2-(6+i)x +5+i =0有一根为实数x 0,则x 0=1.解析:因为x 2-(6+i)x +5+i =0的根为x =5+i 或1,所以x 0=1. 三、解答题12.已知复数z =(m 2-3m +2)+(2m 2-3m -2)i ,当实数m 取什么值时,复数z 满足下列条件:(1)为零; (2)为纯虚数.解:(1)因为一个复数为0的充要条件是实部为0且虚部等于0,所以有⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3m +2=0,2m 2-3m -2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =1,或m =2,m =-12,或m =2,所以m =2.(2)因为一个复数为纯虚数的充要条件是实部等于0且虚部不等于0,所以有⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3m +2=0,2m 2-3m -2≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =1,或m =2,m ≠-12,且m ≠2,所以m =1.13.已知关于x ,y 的方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -1+i =y -3-y i ,2x +ay -4x -y +b i =9-8i有实数解,求实数a ,b 的值.解:∵方程组有实数解,∴⎩⎪⎨⎪⎧2x -1=y ,y -3=1,2x +ay =9,4x -y +b =8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2.——能力提升类——14.已知z 1=-4a +1+(2a 2+3a )i ,z 2=2a +(a 2+a )i ,其中a ∈R ,z 1>z 2,则a 的值为0.解析:由z 1>z 2,得⎩⎪⎨⎪⎧2a 2+3a =0,a 2+a =0,-4a +1>2a ,即⎩⎪⎨⎪⎧a =0或a =-32,a =0或a =-1,a <16.解得a =0.15.已知复数z 1=-a 2+2a +a i ,z 2=2xy +(x -y )i ,其中a ,x ,y ∈R ,且z 1=z 2,求3x +y 的取值范围.解:由复数相等的充要条件,得⎩⎪⎨⎪⎧-a 2+2a =2xy ,a =x -y ,消去a ,得x 2+y 2-2x +2y =0, 即(x -1)2+(y +1)2=2.方法1:令t =3x +y ,则y =-3x +t .分析知圆心(1,-1)到直线3x +y -t =0的距离d =|2-t |10≤2,解得2-25≤t ≤2+25,即3x +y 的取值范围是[2-25,2+25].方法2:令⎩⎨⎧x -1=2cos α,y +1=2sin α,得⎩⎨⎧x =2cos α+1y =2sin α-1(α∈R ),所以3x +y =2sin α+32cos α+2=25sin(α+φ)+2(其中tan φ=3),于是3x +y 的取值范围是[2-25,2+25].。
数系的扩充与复数的引入
知识精要
复 数 : 我 们 把 集 合 C = { a + b i a , b ∈ R }中 的 数 , 即 形 如 a + b i( a , b ∈ R ) 的 数 叫 做 复 数 , 其 中 i叫 做 虚 数 单 位 , 全 体 复 数 的 集 合 C叫 做 复 数 集 合 。 (1)i2 = −1, 复数集C和实数集R 之间有 (2)i可以与实数一起进行四则运算, (2)i可以与实数一起进行四则运算, 什么关系? 并且加乘运算律不变。 答:R ⊆ C,即R是C的真子集。
欢迎指导! 欢迎指导! 谢谢! 谢谢!
例 3 如果(x + y ) + ( y − 1)i = (2 x + 3 y ) + (2 y + 1)i, 求实数x, y的值.
解:由复数相等的定义(条件),得 x + y = 2x + 3 y, x = 4, 解得 y −1 = 2 y +1, y = −2.
练习: 练习:P52,1,2. , , P55,1,2. , ,
三、本章知识结构框图
数系扩充 复数引入 复数的概念
复数代数形式的 四则运算
四、课时安排
3.1 数系的扩充和复数的概念 约2课时 3.2 复数代数形式的四则运算 约2课时
§3.1 数系的扩充与复数的概念 本节要点
数系的扩充 复数的概念 复数的代数表示及复数相等的定义 复数的几何意义
教学情境设计
方程
x 2 + 1 = 0 在实数集中有解么?
答 :无解
你能设想 一种方法, 使这个方 程有解么?
联系从自然数系到实数系的扩充过程,我们可以考虑将实数系扩大。
数系的每一次扩充过程都与实际需求密切相关。简要讲述数系扩 充的历史,人们为了计数,创造了自然数,1,2,3,…我们看到的自然 界中事物的个数都是自然数,如一支钢笔,三本书,后来人们为了方便将 0归入自然数。为了公平分配物质,引入了分数,如一个苹果平均分给三 个人,每个人得到多少苹果?为了表示各种具有相反意义的量以及满足记 数法的需要,人类引进了负数.如今天最低温度为零下3度,最高温度为8 度,就用到了负数。边长为1的正方形对角线之长不是分数,5开方开不尽, 不能用分数来表示,于是无理数出现了。数系扩充发展到了实数集了,这 是我们以前学到的非常熟悉的数集。
数系的扩充与复数的引入 (2).
课堂教学单元教案科目:高二数学课题:数系的扩充与复数的引入一.数学分析:(1)复数系是在实数系的基础上扩充儿得到的,为了帮助学生了解学习复数的必要性,了解实际需求和数学内部的矛盾在数系扩充中的作用,本章从一个思考问题开始,在问题情境中简单介绍了由实数系扩到复数系的过程,这样不仅可以激发学生的学习复数的欲望,而且也可以比较自然的引入复数的学习之中。
复数的概念是整个复数内容的基础,复数的有关概念都是围绕复数的代数形式展开的,虚数单位、实部、虚部、复数相等的充要条件、以及虚数,纯虚数等概念的理解都应促进对复数实质的理解,即复数实际上一有序的实数对。
类比实数可以用数轴上的点表示,把复数在直角坐标系中表示出来,就得到了复数的集合表示。
用复平面内的点或平面向量表示复数,不仅使抽象的复数得到直观形象的表示,而且也使数和形得到了有机的结合。
(2)复数代数形式的四个运算,及复数代数形式的加法,减法,乘法和除法,重点是加法和乘法。
复数加法和乘法的法则是规定的,是具有其合理性的;这种规定与实数的加法,乘法的法则是一致的,而且实数的加法,乘法的有关运算仍然成立的。
二.学情分析:1.知识掌握上,高二年级的学生已经学过实数的扩充,已经有一定基础,但是扩充的过程可能会有所遗忘,所以首先应该进行适当的引入复习,同时高二的学生已经掌握了一些分析思考的能力,所以教学中通过问题的提出到解决过程有意识地进一步应用、提高学生的这些能力;2.心理上,多数学生感觉到数学过于枯燥繁琐,而且刚刚学的一章内容“推理与证明”又是数学中的难点,所以学生对新的一块内容可能也带有异样情绪,因此在引入、学习时要能让学生们能够感兴趣并且愿意去了解;3.学生学习本节内容可能存在的知识障碍:学生学习本节内容可能会遇到一些障碍,如对复数的理解,复数的引入是否具有实际意义,复数的引入是否具有实际应用,复数相等条件的理解等。
所以教学中对复数概念的讲解中尽量以简单明白、深入浅出的分析为主,在引入后花少许时间对复数的实际意义、复数的实际应用作以解释。
数系的扩充和复数的概念
2、复数加法的几何意义: 问题二:复数与复平面内的向量有一一 对应关系。我们讨论过向量加法的几何 意义,你能由此出发讨论复数加法的几 何意义吗? 复数的加法可以按照向量的加法来进行——平行四边 形法则或三角形法则
问题三:复数是否有减法?如何理解复数的减法?
(二)复数的减法:
1、定义:复数的减法是加法的逆运算,即把满足 (c+di)+(x+yi)=a+bi的复数x+yi叫做复数a+bi减去复数 c+di的差,记作(a+bi)-(c+di).
3.1.2复数的几何意义
问题一:我们知道,实数与数轴上的点一一对应,因此, 实数可用数轴上的点来表示,类比实数的几何意义,复数 的几何意义是什么?
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.
王新敞
奎屯
新疆
王新敞
奎屯
新疆
一、复数的坐标表示 1、复平面、实轴、虚轴: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
第三章 数系的扩充与复数的引入
(一)数系的扩充
• 我们认识数是一个不断发展的过程,从自然数到 整数,从整数到有理数,再从有理数到实数。这 个认识过程是在原有数集的基础上,再加上新的 数,是对原有数集不断扩充的过程。而这种扩充 是为了解决新的问题所必需的。 • 这种扩充的动力主要来源于两个方面:
①解决实际问题的需要
若存在实数t 使得 | z2 || z1 | 成立,求:实数 k的取值范围。
练习:设z是复数,满足下列条件的点Z的集合是什么图 形? (1)|z|=2 ; (2) 2<|z|<3。
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解③得a≠-1且a≠6,解④得a≠±1,
∴a≠±1且a≠6,
∴当a∈(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,6)∪(6,+∞)时,z为虚数.
(3)当z为纯虚数时,
无解,
∴不存在实数a使z为纯虚数.
考点:复数的有关概念.
13.(1)m=0 (2)m<-2或0<m<2 (3)m=0或m=±2
【解析】
z2=c+di(c,d∈R)的对应点为Q(c,d).
∵P与Q关于y轴对称,∴a=-c,b=d.
考点:复数的几何意义.
9.1
【解析】因为x,y∈R,所以利用两复数相等的条件有 解得 所以x+y=1.
考点:复数的有关概念.
10.﹣2+3i
【解析】
设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,复数z1,z2的实部相反,虚部相反,
A. B.
C. D.
7.若 , , 是虚数单位,则“ ”是“复数 为纯虚数”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
8.已知两个不相等的复数 , ,若复数 与 在复平面内对应的点关于虚轴对称,则 , , , 之间的关系为
A. , B. ,
C. , D. ,
二、填空题
C.2kπ± (k∈Z)D.2kπ+ (k∈Z)
4.已知复数 的模为 ,则 的最大值为:( )
A.1B.2C. D.3
5.下列命题中,正确命题的个数是( )
①若 , ,则 的充要条件是 ;
②若 , 且 ,则 ;
③若 ,则 .
A. B.
C. D.
6.在复平面内, 为原点,向量 对应的复数为 ,若点 关于直线 的对称点为点 ,则向量 对应的复数为( )
A.0或-1B.0
C.1D.-1
2.下列说法正确的是( )
A.如果两个复数的实部的差与虚部的差都等于0,那么这两个复数相等
B. 是纯虚数
C.如果复数 是实数,则 且
D.复数 不是实数
3.若复数z1=sin2θ+icosθ,z2=cosθ+i sinθ( ∈R),z1=z2,则θ等于()
A.kπ(k∈Z)B.2kπ+ (k∈Z)
高中数学人教版选修2-2(理科)第三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(包括3.1.1数系的扩充和复数的概念,3.1.2复数的几何意义)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.复数z=(m2+m)+mi(m∈R,i为虚数单位)是纯虚数,则实数m的值为()
9.设x,y∈R,且满足(x+y)+(x-2y)i=(-x-3)+(y-19)i,则x+y=______.
10.i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2﹣3i,则z2=_________.
11.已知z-|z|=-1+i,则复数z=______.
三、解答题
12.已知复数z= +(a2-5a-6)i(a∈R).实数a取什么值时,z是
分析:(1)根据题设条件得到复数对应点坐标,当复数位于虚轴上时,实部为零,虚部不为零,即可求解;
(2)当复数位于一、三象限时,复数满足实部和虚部之积大于零,即可求解;
(3)位于以原点为圆心,以 为半径的圆上时,满足 ,即可求解.
详解:(1)复数 对应的点位于虚轴上,
则 .
∴ 时,复数 对应的点位于虚轴上.
把|z|=1代入原方程,可得z=i.
考点:复数的有关概念.
12.(1)a=6 (2)a∈(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,6)∪(6,+∞) (3)不存在
【解析】
(1)当z为实数时,有a2-5a-6=0,①
且 有意义,②
解①得a=-1或a=6,解②得a≠±1,
∴a=6,即a=6时,z为实数.
(2)当z为虚数时,有a2-5a-6≠0,③
(2)复数 对应的点位于一、三象限,
则 或 .
∴当 时,复数 对应的点位于一、三象限.
(3)复数 对应的点位ห้องสมุดไป่ตู้以原点为圆心,以 为半径的圆上,则 或 .
③是假命题,如12+i2=0,但1≠0,i≠0.
考点:复数的有关概念.
6.A
【分析】
首先根据向量 对应的复数为 ,得到点A的坐标,结合点A与点B关于直线 对称得到点B的坐标,从而求得向量 对应的复数,得到结果.
【详解】
复数 对应的点为 ,
点 关于直线 的对称点为 ,
所以向量 对应的复数为 .
故选A.
【答案】D
【解析】由复数相等的定义可知, ∴cosθ= ,sinθ= .
∴θ= +2kπ,k∈Z,故选D.
考点:复数的有关概念.
4.D
【解析】
因为 ,所以最大值为3,选D.
5.A
【解析】
对①,由于x,y∈C,所以x,y不一定是x+yi的实部和虚部,故①是假命题;
对②,由于两个虚数不能比较大小,故②是假命题;
【答案】D
【解析】∵z为纯虚数,∴ ∴m=-1,故选D.
考点:复数的有关概念.
2.A
【解析】
两个复数相等的充要条件是这两个复数的实部与虚部分别相等,即它们的实部的差与虚部的差都为0,故A正确;B中当a=0时,ai是实数0;C中x+yi是实数,只需y=0就可以了;D中当b=0时,复数a+bi为实数.
考点:复数的有关概念.
【点睛】
该题是一道复数与向量的综合题,解答本题的关键是掌握复数在平面坐标系中的坐标表示.
7.B
【解析】
ab=0时,a=0或b=0,复数a-bi为纯虚数时,a=0且b≠0,那么“ab=0”是“复数a-bi为纯虚数”的必要不充分条件,故选B.
考点:复数的有关概念.
8.A
【解析】
设z1=a+bi(a,b∈R)的对应点为P(a,b),
z1=2﹣3i,
所以z2=﹣2+3i.
故答案为﹣2+3i.
11.i
【解析】解法一:设z=x+yi(x,y∈R),
由题意,得x+yi- =-1+i,
即(x- )+yi=-1+i.
根据复数相等的条件,得
解得 ∴z=i.
解法二:由已知可得z=(|z|-1)+i,
等式两边取模,得|z|= .
两边平方,得|z|2=|z|2-2|z|+1+1⇒|z|=1.
(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?
13.设复数 ,当实数 取何值时,复数 对应的点:
(1)位于实轴上?
(2)位于第一、三象限?
(3)位于以原点为圆心、4为半径的圆上?
14.已知 为复数,若 在复平面上对应的点在第四象限的角平分线上,且 .
(1)求复数 ;
(2)若复数 满足 ,求 的最小值.
参考答案