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7.1复数的概念
第七章 复数
课时2 复数的几何意义
探究一:复数的几何意义
问题1:高斯认为复数 = + ( , ∈ ) 与有序实数对 ( , ) 之间有什么对应关系
情境设置
【解析】:一一对应关系.
问题2:有序实数对( , )与平面直角坐标系内的点有怎样的对应关系
【解析】:一一对应关系.
新知生成
知识点一 复数的几何意义
1. 复平面
建立直角坐标系来表示复数的平面叫作复平面, 轴叫作实轴, 轴叫作虚轴.实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
2.复数的两种几何意义
(1)复数一一对应复平面内的点 ( , ).
(2)复数一一对应平面向量.
特别提醒:
①复平面内的点 的坐标是( , ),而不是( , ).也就是说,复平面内的虚
轴上的单位长度是1,而不是.
②当 =0, ≠0 时, + =0+ = 是纯虚数,所以虚轴上的点 (0, )( ≠0) 都表示纯虚数.
③复数 = + ( , ∈ ) 中的 ,书写时应小写;复平面内的点 ( , )中的 ,书写大写.
一、复平面内的点与复数的对应关系
例题1 当实数 取什么值时,复平面内表示复数的点分别满足下列条件
(1)位于虚轴上(不含原点);
(2)位于第三象限.
【解析】复数 在复平面内对应的点 的坐标为 .
(1)若点 在虚轴上(不含原点),则 即 .
当 时,点 位于虚轴上(不含原点)
(2)若点 在第三象限,则 解得 .
当实数 的取值范围是 时,点 位于第三象限.
反思感悟
方法总结
(1)复数集与复平面内所有的点组成的集合之间存在着一一对应关系.每一个复数都对应着一个有序实数对,复数的实部对应着有序实数对的横坐标,而虚部则对应着有序实数对的纵坐标,只要在复平面内找到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.
(2)在复平面内确定复数对应点的步骤
①由复数确定有序实数对,即 = + ( , ∈ ) 确定有序实数对 ( , ).
②由有序实数对 ( , ) 确定复平面内的点 ( , ).
新知运用
跟踪训练1 当实数 取什么值时,复平面内表示复数的点分别满足下列条件
(1)在实轴上;
(2)在直线 = 上.
【解析】(1) 若点在实轴上,则 ,即 .
(2) 若点在直线 上,则 ,解得 .
二、复数与复平面内向量的关系
例题2 在平面直角坐标系中, 是原点,向量 , 对应的复数分别为 ,
,那么向量 对应的复数是( ) .
A. B. C. D.
【解析】向量 , 对应的复数分别为 , ,根据复数与复平面内的点
一一对应关系,可得向量 , .由向量减法的坐标运算可得向
量 ,根据复数与复平面内的点一一对应关
系,可得向量 对应的复数是 .
B
反思感悟
方法总结
(1)根据复数与平面向量的对应关系,可知当平面向量的起点为原点时,向量的终点对应的复数即向量对应的复数.反之,复数对应的点确定后,从原点引出的指向该点的有向线段,即复数对应的向量.
(2)解决复数与平面向量一一对应的题目时,一般以复数与复平面内的点一一对应的关系为工具,实现复数、复平面内的点、向量之间的转化.
新知运用
跟踪训练2 复数与 分别表示向量 与 ,则向量 表示的复数是________.
【解析】因为复数 与 分别表示向量 与 ,所以 , ,又 ,所以向量 表示的复数是 .
探究二:复数的模
我们知道向量的长度叫向量的模, 与向量 一一对应,下面
我们探讨| |如何表示.
情境设置
问题1:两个虚数是不能比较大小的,两个虚数的模能比较大小吗
【解析】:复数的模就是复数的长度,它是一个实数,所以两个虚数的模是能够比较大小的.
新知生成
知识点二 复数的模
1.复数对应的向量为 ,则的模叫作复数的模或绝对值,记作 或 ,即 .
2.如果 ,那么 是一个实数 ,它的模等于 的绝对值.
三、复数的模
例题3 已知复数 满足 +| |=2+8,求复数 .
【解析】 设 ,则 ,
代入方程得 ,
所以 解得
所以 .
反思感悟
方法总结
复数模的计算
(1)计算复数的模时,应先确定复数的实部和虚部,再利用模长公式计算.虽然
两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小.
(2)设出复数的代数形式,利用模的定义转化为实数问题求解.
新知运用
跟踪训练2 已知实数 满足 ,复数是虚数单位 ,则的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【解析】 ,复数 是虚数单位 , .
A
探究三:共轭复数
和复数 ,如图所示.
情境设置
问题:两小明画的正确吗 和 之间有什么关系 与 的模之间有什么关系
【解析】:正确,关于 轴对称. .
新知生成
知识点三 共轭复数
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫作互为
共轭复数.
记法:复数的共轭复数用 表示,即如果 ,那么 .
复数 在复平面内对应的点为 ,复数 在复平面内对应的点为,所以两个互为共轭复数的复数,它们在复平面内所对应的点关于 轴对称.
四、共轭复数
例题4 已知复数的虚部大于0,且 .求.
【解析】 设 ,则 ,
所以 ,
整理得 ,解得 ,
又 ,所以 .因为复数 的虚部大于0,所以 ,
,所以 .
反思感悟
方法总结
设出复数 ,由题意建立方程,解方程即可得结论.方程思想是解决本题的关键,此外熟记模的概念.
新知运用
跟踪训练4 已知复数 , ,若 是纯虚数,求.
【解析】 因为 是纯虚数,所以
解得 ,所以 ,故 .
随堂检测
1.若向量 与 对应的复数分别是 , ,则向量 对应的复数为( ) .
A. B. C. D.
2.(多选题)已知复数的模等于2,则实数的值可能为( ) .
A.1 B.2 C.3 D.4
3. 已知复数在复平面内对应的点在第二象限,则实数 的取值范
围是( ) .
A. B. C. D.
B
AC
B
随堂检测
4. 已知复数 , .
(1)若 在复平面内对应的点在第二象限,求 的取值范围;
(2)若 在复平面内对应的点在第一、三象限的角平分线上,求 的值.
【解析】(1) 由题意可得
解得 , 的取值范围为 .
(2)由题意可得 ,解得 或 ,所以 的值为2或 .
课堂小结
1.知识清单:
(1)复数与复平面内的点、向量之间的对应关系.
(2)复数的模及几何意义.
(3)共轭复数.
2.方法归纳:待定系数法、数形结合.
3.常见误区:虚数不能比较大小,虚数的模可以比较大小;表示复平面内的点到点(a,b)的距离.