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人教A版2019必修第二册
第 七 章 复数
7.1.1 数系的扩充和复数的概念
1.了解引进虚数单位i的必要性,了解数系的扩充过程.
2.理解复数的概念、表示法及相关概念.
3.掌握复数的分类及复数相等的充要条件.
4.通过复数概念的学习,培养数学抽象素养.
教学目标
PART.01
复习导入
复习导入
重要数集:
思考:“数”是万物的本原,你知道这些数是怎么来的吗?
PART.02
数系的扩充
概念讲解
今天真顺,可是我现在共捕了多少头野猪呢?
有办法了,用结绳来计数!
我真是天才!
计数的需要
自然数
被“数”出来的自然数
远古时期的人类,用划痕、 石子、结绳记数,创造了自然数1.2.3.4. 5……
相反量的需要
负数
被“欠”出来的负数
东汉初期的“九章算术”中就有负数的说法.
概念讲解
该如何记出入账呢
等额公平分配的需要,产生了分数
等额公平分配的需要
分数
被“分”出来的分数
分数的引入,解决了在整数中不能整除的矛盾.
概念讲解
毕达哥拉斯(约公元前560—480年)
1
1
度量计算的需要
无理数
边长为1的正方形的对角线长是多少
被“推”出来的无理数
约2500年前,古希腊的毕达哥拉斯学派中的一个成员希伯斯突然发现边长为1的正方形的对角线是个奇怪的数, 引起了数学史上的第一次危机,进而建立了无理数。
概念讲解
观察数系扩充的过程,结合方程的解,体会熟悉扩充的必要性和“规则”
随着社会发展,数系在不断扩充.
同时,数系的每一次扩充解决了原有数集中某种运算不能解决的问题.
概念讲解
概念讲解
思考1:我们知道,像方程在实数集上无解,那么,能否类比从自然数集到实数集的扩充过程,引进新的数,使方程有解?
我们设想,引入一个新数,使得是方程的解,
即: .
是瑞士著名数学家欧拉在1777年首次提出的,他用了“y”一词的首字母,本意是这个数是虚幻的.
概念讲解
思考2:把新引进的数i添加到实数集中,我们希望数i和实数之间仍然能像实数那样进行加法和乘法运算,并希望加法和乘法都满足交换律、结合律,以及乘法对加法满足分配律.那么,实数系经过扩充后,得到的新数系由哪些数组成呢
根据以上设想,把实数b与i相乘,结果记作bi ;
把实数a与bi相加,结果记作a+bi 。
注意到所有实数以及都可以写成)的形式,从而这些数都在扩充后的新数集中
概念讲解
1.复数的定义
形如的数叫做复数,其中叫做虚数单位,规定
2.复数集
全体复数所构成的集合叫做复数集.
3.复数的表示方法
复数通常用字母表示,即,其中叫做复数的实部,叫做复数的虚部.
4.复数相等的充要条件
在复数集中任取两个数.我们规定:与相等当且仅当且.
概念讲解
5.共轭复数:
如果两个复数的实部相等,而虚部互为相反数,则这两个复数互为共轭复数,记作和
即,
例题剖析
例1.解方程:
例2.请说出下列复数的实部和虚部:
PART.03
复数的分类
概念讲解
问题1:复数是实数的充要条件是什么?
问题2:复数的充要条件是什么?
问题3:复数什么时候是虚数?
问题4:复数什么时候是纯虚数?
概念讲解
复数的分类
概念讲解
问题5:我们已经将实数集扩充到了复数集,能否用韦恩图表示出数集之间的关系?
例题剖析
例3.当实数取什么值时,复数是下列数?
(1)实数; (2)虚数; (3)纯虚数
解: (1)当,即时,复数是实数.
(2)当,即时,复数是虚数.
(3)当,且时,即时,复数是纯虚数.
分析:这因为,所以,都是实数。由复数
是实数、虚数和纯虚数的条件可以确定的取值
例题剖析
例题剖析
概念讲解
例4.若,,且,求的值。
解:由,得且,
解得,,
所以或
例题剖析
例5.若不等式成立,求实数的值。
解: (1)有两个复数相等的充要条件得 ,解得
故实数分别为,.
(2)依题意有,得,
因此.
PART.04
课堂小结
课堂小结